ES2762273T3 - Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto - Google Patents

Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto Download PDF

Info

Publication number
ES2762273T3
ES2762273T3 ES15892167T ES15892167T ES2762273T3 ES 2762273 T3 ES2762273 T3 ES 2762273T3 ES 15892167 T ES15892167 T ES 15892167T ES 15892167 T ES15892167 T ES 15892167T ES 2762273 T3 ES2762273 T3 ES 2762273T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
sheet
face
groove
thrust bearing
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15892167T
Other languages
English (en)
Inventor
Lifeng Luo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of ES2762273T3 publication Critical patent/ES2762273T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1005—Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant
    • F16C33/101—Details of the bearing surface, e.g. means to generate pressure such as lobes or wedges
    • F16C33/1015—Pressure generating grooves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/20—Application independent of particular apparatuses related to type of movement
    • F16C2300/22—High-speed rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

Un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido, comprende dos discos (1) externos, un disco (2) interno sujeto entre los dos discos (1) externos, y partes (3) elásticas de tipo lámina dispuestas entre cada disco (1) externo y el disco (2) interno; y las dos caras de extremo del disco interno están provistas respectivamente con patrones (21, 22) de tipo de ranura regular, y el patrón de tipo ranura en una cara de extremo está en simetría de espejo con el patrón de tipo ranura en la otra cara de extremo, caracterizado porque, los patrones (23) de tipo ranura también están dispuestos en la cara circunferencial externa del disco (2) interno, y la forma del patrón (231) de tipo ranura en la cara circunferencial externa es la misma que la forma del patrón (21, 22) de tipo ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho, y líneas de contorno axiales de los patrones (23) de tipo de ranura en la cara circunferencial externa y líneas de contorno radial de los patrones (21, 22) de tipo de ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho están en correspondencia una a una y están conectadas entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN
Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto
Campo técnico
La invención se relaciona con un cojinete de empuje de gas a presión dinámica, en particular con un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido, que se relaciona con una característica rígida de una velocidad de rotación de límite alto de un cojinete de empuje de un gas de presión dinámica de tipo ranura y la característica flexible de la alta resistencia al impacto y la capacidad de carga del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo película, pertenece al campo técnico de los cojinetes de gas.
Antecedentes
El cojinete de gas tiene las ventajas de ser de alta velocidad, alta precisión, resistente a altas temperaturas y pequeña pérdida por fricción, larga vida útil y similares. Después del rápido desarrollo de las últimas décadas, el cojinete de gas se ha aplicado ampliamente en los campos de soporte de alta velocidad, soporte de alta precisión y similares. En la actualidad, se han desarrollado varios tipos de cojinetes de gas, y los cojinetes de gas se dividen principalmente en un tipo de presión dinámica y un tipo de presión estática.
El cojinete de gas a presión dinámica toma gas como lubricante, y se forma una película de gas entre el eje y el cojinete. Es una forma de cojinete en que la cara móvil no está en contacto directo con la cara estática, y tiene muchas ventajas, tal como ausencia de contaminación, baja pérdida de fricción, amplio intervalo de temperatura, funcionamiento suave, tiempo de uso prolongado y alta velocidad de trabajo. Debido a la pequeña pérdida por fricción, y no ser necesario el uso de aceite lubricante líquido, se usa ampliamente en el campo de aplicaciones rotativas de alta velocidad. En particular, a menudo se usa en el campo de aplicación de ultraalta velocidad, que generalmente está soportado por un cojinete y donde los lubricantes líquidos no son adecuados.
El cojinete de empuje de gas a presión dinámica está formado por las dos caras de trabajo relativamente móviles que forman un espacio en forma de cuña. Cuando se mueven relativamente, el gas es impulsado por su propia acción viscosa y comprimido en la brecha en forma de cuña, generando así una presión dinámica para soportar la carga. Con diferentes formas estructurales de los cojinetes de empuje de presión dinámica de gas debido a las diferencias estructurales, el proceso de trabajo es ligeramente diferente. En la actualidad, los tipos más comunes de estructura de cojinete de empuje de presión dinámica son un tipo de almohadilla basculante, un tipo de ranura y un tipo de lámina.
El cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo almohadilla basculante es un tipo de cojinete de gas a presión dinámica excelente con rendimiento de ajuste automático, que puede funcionar de forma segura en el espacio de brecha de aire más pequeño, y no es sensible a la deformación térmica, deformación elástica y etc., y la precisión de mecanizado es fácil de garantizar, y tiene las ventajas sobresalientes de ser capaz de rastrear automáticamente el cambio de la carga. En la actualidad, se utiliza principalmente en maquinaria rotativa de alta velocidad a gran escala y maquinaria de turbinas en el hogar y en el extranjero. Pero su estructura de soporte es más compleja, el proceso de instalación es complejo, es más alto que los requisitos generales de los cojinetes de empuje, por lo tanto, su aplicación es limitada.
Aunque el cojinete de empuje a presión dinámica de tipo lámina con soporte elástico, puede hacer que el cojinete obtenga una cierta capacidad de cojinete y aliviar la capacidad de vibración de impacto, pero con el cojinete de lámina usualmente hecho de láminas de lámina metálica, todavía hay algunos problemas en la tecnología de fabricación de materiales y la tecnología de procesamiento, el valor de amortiguación del cojinete no se puede mejorar en gran medida, por lo que la rigidez del cojinete no es suficiente, la velocidad de rotación crítica del cojinete es baja y el cojinete es fácil de desestabilizar e incluso se atasca durante la operación a alta velocidad.
El cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura tiene buena estabilidad, y la cierta estabilidad se logra incluso sin carga; además, a alta velocidad, la capacidad de cojinete estática es mayor que la de otras formas de cojinetes. En la actualidad, se utiliza principalmente para máquinas rotativas de alta velocidad de pequeño tamaño, y se utiliza como un cojinete en maquinaria de precisión, tal como un giroscopio y un tambor magnético. Sin embargo, debido al hecho de que el cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura tiene una alta rigidez, por lo que la resistencia al impacto no es lo suficientemente buena, la capacidad de carga no es lo suficientemente grande y no se puede realizar una operación de alta velocidad bajo una carga grande.
El documento US 2014/199006 divulga un cojinete de empuje que incluye: un cuerpo amortiguador que incluye una parte del cuerpo y saliente que sobresalen axialmente en áreas predeterminadas en la parte del cuerpo con partes superiores planas; y láminas superiores de empuje que tienen cada una, una porción de contacto que está en contacto superficial con las partes superiores de los salientes. También se divulga un cojinete combinado que incluye: un cuerpo amortiguador que incluye una parte del cuerpo que tiene un orificio pasante en el centro a través del cual pasa un eje giratorio, y salientes que sobresalen axialmente en áreas predeterminadas en la parte del cuerpo con partes superiores planas; láminas superiores de empuje, cada una de las cuales tiene una porción de contacto que está en contacto superficial con la parte superior de los salientes; y una lámina superior radial que cubre el eje giratorio y dispuesta a lo largo del lado interno del orificio pasante del cuerpo del amortiguador.
El documento US 2007/177832 divulga un cojinete a presión dinámica de fluido provisto con una cara generadora de presión dinámica anular hecha formando una ranura generadora de presión dinámica, que extrae un fluido de trabajo hacia una posición intermedia en la dirección radial desde el interior y el exterior de una placa de cojinete de empuje en la dirección radial, cuando un eje y una carcasa se giran uno respecto al otro, en las caras de extremo de la dirección del espesor de la placa de cojinete de empuje, o en una superficie interna de la carcasa, y una sección de ranura interna; que se encuentra en un lado periférico interno del mismo y que se deprime más que la cara generadora de presión dinámica en la dirección del espesor, en las caras de extremo.
El documento WO 2015/041233 divulga un cojinete de empuje que está dispuesto frente a un collar de empuje proporcionado a un eje giratorio, y está provisto con una lámina superior, una lámina posterior y una placa de base. La lámina posterior tiene una pluralidad de piezas de lámina posterior. La lámina superior tiene una pluralidad de piezas de lámina superior. Formadas en las piezas de lámina superior, en el lado corriente arriba en la dirección de rotación del eje giratorio, están aseguradas las partes aseguradoras a la placa de base, y se retiran las partes delgadas cuyas superficies se enfrentan a las piezas de lámina posterior, las partes delgadas se extienden desde los extremos periféricos externos de las piezas de lámina superior a extremos periféricos internos o extremos laterales.
Cómo realizar el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido que tiene las características rígidas de la velocidad de rotación de límite alto del cojinete de empuje de gas de presión dinámica de tipo ranura, y tiene la característica flexible de la alta resistencia al impacto y la capacidad de carga del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo lámina, no solo es un objetivo que los investigadores en el campo esperan alcanzar, sino también lograr la aplicación de cojinetes de empuje a presión dinámica en la carga más grande bajo el campo de ultraalta velocidad tiene un valor importante y un significado de largo alcance.
Resumen
En vista de los problemas y requisitos de la técnica anterior discutidos anteriormente, es un objeto de la presente invención proporcionar un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido que tenga las características rígidas de la velocidad de rotación de límite alto del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura, y tiene la característica flexible de la alta resistencia al impacto y la capacidad de carga del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo lámina, y para lograr la aplicación de cojinetes de empuje de gas a presión dinámica en las áreas de ultraalta velocidad bajo mayor carga
Para lograr el objeto anterior, el objeto de la presente invención es el siguiente:
Un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido comprende dos discos externos, un disco interno sujeto entre los dos discos externos y partes elásticas de tipo lámina dispuestas entre cada disco externo y el disco interno; y las dos caras de extremo del disco interno están provistas respectivamente con patrones de tipo de ranura regular, y el patrón de tipo ranura en una cara de extremo está en simetría de espejo con el patrón de tipo ranura en la otra cara de extremo, caracterizado porque los patrones de tipo ranura también están dispuestos en la cara circunferencial externa del disco interno, y la forma del patrón de tipo ranura en la cara circunferencial externa es la misma que la forma del patrón de tipo ranura en las caras del extremo izquierdo y derecho, y las líneas de contorno axiales de los patrones de tipo ranura en la cara circunferencial exterior y las líneas de contorno radiales de los patrones de tipo ranura en las caras del extremo izquierdo y derecho están en correspondencia una a una y están conectadas entre sí.
En un esquema de implementación, las líneas axiales de posición alta de los patrones de tipo ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas radiales de posición alta de los patrones de tipo ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho, y están conectadas entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas axiales de posición media de los patrones de tipo ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas radiales de posición media de los patrones de tipo ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho, y están conectadas entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas axiales de posición baja de los patrones de tipo ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas radiales de posición baja de los patrones de tipo ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho, y están conectadas entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara de extremo.
En un esquema de implementación, el patrón de tipo ranura tiene forma de impulsor.
Como un esquema preferible, un espacio libre de ajuste entre la parte elástica de tipo lámina y el disco interno es de 0.003-0.008 mm.
Como un esquema preferible, al menos un extremo de la parte elástica de tipo lámina se fija en la cara de extremo interno del disco externo correspondiente.
Como un esquema preferible, el número de partes elásticas del tipo de lámina en cada disco externo es múltiple, y las partes elásticas del tipo de lámina se distribuyen uniformemente a lo largo de la cara del extremo interno del disco externo correspondiente.
Como un esquema más preferible, la parte elástica de tipo lámina fijada en un disco exterior está en simetría de espejo con la parte elástica de tipo lámina fijada en el otro disco exterior.
Como un esquema más preferible, se forma una ranura de sujeción utilizada para fijar la parte elástica de tipo lámina en la cara de extremo interna del disco externo.
Como un esquema preferible, la parte elástica de tipo lámina se somete a tratamiento térmico superficial.
En un esquema de implementación, la parte elástica de tipo lámina se compone de una lámina ondulada y una lámina plana, el extremo superior del saliente en forma de arco de la lámina ondulada se une a la lámina plana, el borde inferior de transición del arco ondulado de la lámina ondulada está unido a la cara de extremo interno del disco externo correspondiente.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención ofrece los siguientes beneficios:
La parte elástica de tipo lámina está dispuesta entre el disco exterior y el disco interno, y los patrones de tipo ranura con forma regular están dispuestos en las caras del extremo izquierdo y derecho del disco interno, y el patrón de tipo ranura en una cara del extremo está en simetría de espejo con el patrón de tipo ranura en la otra cara del extremo, de modo que se obtiene el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido, que tiene la rigidez característica de la velocidad de rotación de límite alto del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura, y tiene la característica flexible de la alta resistencia al impacto y la capacidad de carga del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo lámina. En comparación con un cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura simple existente, tiene la capacidad antiimpacto y la capacidad de carga que se incrementan en un modo multiplicado a la misma velocidad de rotación; y en comparación con un cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo lámina pura existente, tiene la velocidad de rotación límite que aumenta varias veces bajo la misma carga; a través de la prueba, el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido provisto por la invención puede alcanzar la velocidad de rotación límite de 200, 000 rpm a 450,000 rpm bajo una carga de 1-3 kg, pero el cojinete de empuje de gas a presión dinámica existente solo puede alcanzar una capacidad de carga de 0.5-1.5 kg, el límite máximo de velocidad de rotación solo puede alcanzar 100,000 rpm a 200,000 rpm. Se puede ver que la presente invención puede realizar la aplicación de cojinetes de empuje de gas a presión dinámica en áreas de ultraalta velocidad bajo cargas más grandes. En comparación con la técnica anterior, la presente invención ha progresado significativamente e hizo que el estudio de la tecnología de cojinetes de empuje de gas de cojinete dinámico dé un nuevo paso.
Breve descripción de los dibujos
La FIG 1 es una vista esquemática en sección transversal de un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.
La FIG 2a es una vista izquierda del disco interno de la realización 1.
La FIG 2b es una vista derecha del disco interno de la realización 1.
La FIG 3a es una vista derecha del disco exterior izquierdo con una parte elástica de tipo lámina fija en una primera realización.
La FIG 3b es una vista izquierda del disco exterior derecho con una parte elástica de tipo lámina fijada en una primera realización.
La FIG 4 es una vista esquemática en sección transversal de una parte elástica de tipo lámina como se describe en la realización 1.
La FIG 5 es un diagrama esquemático tridimensional de una parte elástica de tipo lámina como se describe en la realización 1.
La FIG 6a es un diagrama esquemático tridimensional de vista izquierda de un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la realización 2 de la presente invención.
La FIG 6b es un diagrama esquemático tridimensional de vista derecha de un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido proporcionado por la realización 2.
La FIG 7 es un diagrama esquemático de una división parcial tridimensional de un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido proporcionado por la realización 2.
La FIG 8 es un diagrama esquemático de una vista izquierda tridimensional del disco interno de acuerdo con la realización 2.
La FIG 9 es una vista ampliada de la parte A en la FIG 8.
La FIG 10 es un diagrama esquemático de una vista tridimensional del disco interno de acuerdo con la realización
La FIG 11 es una vista ampliada de la parte B de la FIG 10.
Los números de referencia en las figuras denotan lo siguiente:
1, disco externo; 11, disco externo izquierdo; 12, disco externo derecho; 13, ranura de sujeción; 2, disco interno; 21, patrón de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo; 211, línea radial de posición alta; 212, línea radial de posición media; 213, línea radial de posición baja; 22, patrón de tipo ranura en la cara del extremo derecho; 221, línea radial de posición alta; 222, línea radial de posición media; 223, línea radial de posición baja; 23, patrón de tipo ranura en la cara circunferencial externa; 231, línea axial de posición alta; 232, línea axial de posición media; 233, línea axial de posición baja; 3, parte elástica de tipo lámina; 3a, parte elástica de tipo lámina fijada en el disco izquierdo externo; 3b, parte elástica de tipo lámina fijada en el disco derecho externo; 31, lámina ondulada; 311, salientes en forma de arco; 312, bordes inferiores de transición entre los arcos ondulados ; 32, láminas planas; 33, extremo fijo.
Descripción detallada
El objeto de la presente invención se describirá con más detalle a continuación con referencia a varias realizaciones y los dibujos adjuntos.
Ejemplo 1
Como se muestra en la FIG 1, el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido provisto por una realización de la invención (no reivindicada), incluye dos discos 1 externos, un disco 2 interno que está sujeto entre los dos discos 1 externos, una parte 3 elástica de tipo lámina que está dispuesta entre cada disco 1 externo y el disco 2 interno, los patrones 21 de tipo ranura regulares que están dispuestos en el extremo izquierdo y un patrón 22 de tipo ranura regular que está dispuesto en la cara del extremo derecho del disco 2 interno.
Con referencia combinada a las Figs. 2a y 2b, se puede ver que: los patrones 21 de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo del disco 2 interno están en simetría de espejo con los patrones 22 de tipo ranura en la cara del extremo derecho del disco 2 interno. Las líneas de contorno radiales de los patrones 21 de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo y los patrones 22 de tipo ranura en la cara del extremo derecho están en correspondencia uno a uno y están conectadas entre sí. Los patrones 21 y 22 de tipo ranura tienen la misma forma. En la realización, la forma del impulsor es la forma de un impulsor.
Además, en combinación con la FIG 3a y la FIG 3b, se puede ver que: la parte 3 elástica de tipo lámina está fijada en la cara del extremo interno del disco 1 externo correspondiente (por ejemplo, el disco 11 externo izquierdo fijado con una parte 3a elástica de tipo lámina en la FIG 3a y el disco 12 externo derecho fijado con una parte 3b elástica de tipo lámina en la FIG 3b), y la parte 3a elástica de tipo lámina fijada en el disco 11 externo izquierdo está en simetría de espejo con la parte 3b elástica de tipo lámina fijada en el disco 12 externo derecho. El número de las partes elásticas de tipo lámina en cada disco externo puede ser plural (cuatro como se muestra en la FIG 3a y la FIG 3b), están distribuidas uniformemente a lo largo de la cara del extremo interno del disco externo.
En combinación con la FIG 1 y la FIG. 4, FIG 5, la parte 3 elástica de tipo lámina puede estar compuesta por una lámina 31 ondulada y una lámina 32 plana, el extremo superior del saliente 311 en forma de arco de la lámina 31 ondulada está unido a la lámina 32 plana, el borde 312 inferior de transición del arco ondulado de la lámina 31 ondulada está unido a la cara del extremo interno del disco 1 externo correspondiente; al menos un extremo de cada parte 3 elástica de tipo lámina está fijada en la cara del extremo interno del disco externo correspondiente (mostrado en la realización, un extremo de cada parte 3 elástica de tipo lámina está fijo, como se muestra en la 33 en la figura, y el otro extremo es un extremo libre).
Ejemplo 2
Como se muestra en las FIGS. 6a, 6b, 7, 8 y 10, la única diferencia con el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido en la primera realización es que los patrones 23 de tipo ranura también están dispuestos en la cara circunferencial externa del disco 2 interno, y la forma del patrón 23 de tipo de ranura en la cara circunferencial externa es la misma que las formas de los patrones (21,22) de tipo de ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho (en la realización, la forma de los patrones de tipo de ranura tienen todas la forma del impulsor), y las líneas de contorno axiales de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa y los patrones (21, 22) de tipo ranura en las caras de los extremos izquierdo y derecho están en una correspondencia una a una y están conectadas entre sí; es decir,
Las líneas 231 axiales de posición alta de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 211 radiales de posición alta de los patrones 21 de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo, y están conectadas entre sí delante del chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas 232 axiales de posición media de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 212 radiales de posición media de los patrones 21 de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo, y están conectadas entre sí en el frente del chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas 233 axiales de posición baja de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 213 radiales de posición baja de los patrones 21 de tipo ranura en la cara del extremo izquierdo, y están conectadas entre sí en el frente del chaflán circunferencial en la cara de extremo (como se muestra en la FIG 9);
Las líneas 231 axiales de posición alta de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 221 radiales de posición alta de los patrones 22 de tipo ranura en la cara de extremo derecho, y están conectadas entre sí delante del chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas 232 axiales de posición media de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 222 radiales de posición media de los patrones 22 de tipo ranura en la cara de extremo derecha, y están conectadas entre sí en el frente del chaflán circunferencial en la cara de extremo; y las líneas 233 axiales de posición baja de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa corresponden a las líneas 223 radiales de posición baja de los patrones 22 de tipo ranura en la cara de extremo derecho, y están conectadas entre sí en el frente del chaflán circunferencial en la cara de extremo (como se muestra en la FIG. 11).
La cara del extremo interno del disco 1 externo está provista con una ranura 13 de sujeción para fijar la parte 3 elástica de tipo lámina (como se muestra en la FIG 7).
Al proporcionar una parte 3 elástica de tipo lámina dispuesta entre el disco 1 externo y el disco 2 interno, y los patrones del tipo de ranura de forma regular dispuestos en la cara del extremo izquierdo y la cara del extremo derecho del disco 2 interno, y el patrón 21 de tipo de ranura en la cara del extremo izquierdo está en simetría de espejo con el patrón 22 de tipo de ranura en la cara del extremo derecho, de modo que se obtiene el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido, que tiene la característica de rigidez de la velocidad de rotación de límite alto del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura, y tiene la característica flexible de la alta resistencia al impacto y la capacidad de carga del cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo lámina; Debido a que se forma un espacio en forma de cuña entre la parte 3 elástica de tipo lámina y el disco 2 interno, cuando el disco 2 interno gira, el gas es impulsado y comprimido en el espacio en forma de cuña debido a la acción de la viscosidad del gas, por lo que la presión dinámica axial puede obviamente mejorarse. En comparación con un cojinete de empuje de gas de presión dinámica de tipo lámina simple existente, el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido puede aumentar la velocidad de rotación límite por veces bajo la misma carga; mientras tanto, debido a la parte 3 elástica de tipo lámina, bajo la acción elástica de la parte 3 elástica de tipo lámina, la capacidad de carga, la resistencia al impacto y la capacidad de inhibir el vórtice axial se mejoran notablemente. En comparación con un cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo ranura simple existente, el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido puede aumentar la resistencia al impacto y la capacidad de carga en un modo multiplicado a la misma velocidad de rotación. Particularmente, cuando los patrones 23 de tipo ranura también están dispuestos en la cara circunferencial externa del disco 2 interno, y la forma del patrón 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa es la misma que el patrón 21 de tipo ranura en el cara del extremo izquierdo y el patrón 22 de tipo de ranura en la cara del extremo derecho, y las líneas de contorno axiales de los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa y las líneas de contorno radial de los patrones (21,22) de tipo de ranura en las caras del extremo izquierdo y del extremo derecho están en correspondencia una a una y están conectadas entre sí, de modo que el aire presurizado generado por los patrones (21 y 22) de tipo ranura en las caras del extremo izquierdo y derecho del disco 2 interno se transporta continuamente desde un centro del eje a lo largo de la dirección radial en canales de tipo ranura formados por los patrones 23 de tipo ranura en la cara circunferencial externa, y se puede formar la película de aire requerida para proporcionar un soporte más fuerte al cojinete que corre a alta velocidad, y la película de aire sirve como un lubricante para el cojinete de empuje de gas a presión dinámica, entonces se puede garantizar el funcionamiento estable a alta velocidad del cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrida bajo el estado de flotación de aire, y proporciona una garantía adicional para lograr la velocidad de rotación de límite alto.
Además, la parte 3 elástica de tipo lámina se somete preferiblemente a un tratamiento térmico superficial, de modo que los requisitos de rendimiento de la operación a alta velocidad se pueden cumplir mejor; el espacio libre correspondiente entre la parte 3 elástica de tipo lámina y el disco 2 interno es preferiblemente de 0.003-0.008 mm, de modo que se pueda garantizar aún más la fiabilidad y la estabilidad del funcionamiento a alta velocidad del cojinete.
Otro, la estructura de la parte 3 elástica de tipo lámina no se limita a la de la realización anterior, a fin de cumplir con los requisitos sustantivos de la presente invención siempre que se asegure la relación de correspondencia entre el disco interno y el disco externo.
A través de la prueba, el cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido provisto por la invención puede alcanzar la velocidad de rotación límite de 200,000 rpm a 450,000 rpm bajo una carga de 1-3 kg, pero el cojinete de empuje de gas a presión dinámica existente puede solo alcanzar una capacidad de carga de 0.5-1.5 kg, la velocidad de rotación límite máxima solo puede alcanzar 100,000 rpm a 200,000 rpm. Se puede ver que la presente invención puede realizar la aplicación de cojinetes de empuje de gas a presión dinámica en áreas de ultraalta velocidad bajo cargas más grandes. En comparación con la técnica anterior, la presente invención ha progresado significativamente e hizo que el estudio de la tecnología de cojinetes de empuje de gas de cojinete dinámico dé un nuevo paso.
Por último, se observa aquí que la divulgación anterior está destinada simplemente a describir el objeto de la presente invención con más detalle y no debe interpretarse como una limitación del alcance de la invención. Las mejoras y modificaciones no sustantivas realizadas por los expertos en la técnica de acuerdo con la divulgación anterior caen dentro del alcance de la presente invención que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido, comprende dos discos (1) externos, un disco (2) interno sujeto entre los dos discos (1) externos, y partes (3) elásticas de tipo lámina dispuestas entre cada disco (1) externo y el disco (2) interno; y las dos caras de extremo del disco interno están provistas respectivamente con patrones (21, 22) de tipo de ranura regular, y el patrón de tipo ranura en una cara de extremo está en simetría de espejo con el patrón de tipo ranura en la otra cara de extremo, caracterizado porque,
los patrones (23) de tipo ranura también están dispuestos en la cara circunferencial externa del disco (2) interno, y la forma del patrón (231) de tipo ranura en la cara circunferencial externa es la misma que la forma del patrón (21, 22) de tipo ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho, y líneas de contorno axiales de los patrones (23) de tipo de ranura en la cara circunferencial externa y líneas de contorno radial de los patrones (21, 22) de tipo de ranura en las caras de extremo izquierdo y derecho están en correspondencia una a una y están conectadas entre sí.
2. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrida de acuerdo con la reivindicación 1, donde las líneas (231) axiales de alta posición de los patrones (23) de tipo de ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas (211,221) radiales de alta posición de los patrones (21, 22) de tipo de ranura en las caras del extremo izquierdo y derecho, y están conectadas entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara del extremo; y las líneas (232) axiales de posición media de los patrones (23) de tipo ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas (212, 222) radiales de posición media de los patrones (21, 22) de tipo ranura en las caras del extremo derecho e izquierdo, y están conectadas entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara del extremo; y las líneas (233) axiales de posición baja de los patrones (23) de tipo ranura en la cara circunferencial exterior corresponden a las líneas (213, 223) radiales de posición baja de los patrones de tipo ranura en las caras del extremo izquierdo y derecho, y están conectados entre sí frente al chaflán circunferencial en la cara del extremo.
3. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde el patrón de tipo ranura tiene forma de impulsor.
4. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 1, donde un espacio libre de ajuste entre las partes (3) elásticas de tipo lámina y el disco interno es de 0.003-0.008 mm.
5. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrida de acuerdo con la reivindicación 1, donde al menos un extremo (3a, 3b) de las partes (3) elásticas de tipo lámina está fijado en la cara del extremo interno del disco externo correspondiente.
6. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 5, donde el número de partes (3) elásticas de tipo lámina en cada disco exterior es múltiple, y las partes (3) elásticas de tipo lámina están distribuidas uniformemente a lo largo de la cara del extremo interno del disco (1) externo correspondiente.
7. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde las partes (3) elásticas de tipo lámina fijadas en un disco (1) externo están en simetría de espejo con las partes (3) elásticas de tipo de lámina fijadas en el otro disco (1) externo.
8. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde una ranura (13) de sujeción utilizada para fijar las partes (3) elásticas de tipo lámina se forma en la cara de extremo interno de cada disco externo.
9. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 1, donde las partes (3) elásticas de tipo lámina se someten a un tratamiento térmico superficial.
10. El cojinete de empuje de gas a presión dinámica híbrido de acuerdo con la reivindicación 1 o 4 o 5 o 6 o 9, donde las partes (3) elásticas de tipo lámina están compuestas de una lámina (31) ondulada y una lámina (32) plana, el extremo superior de un saliente (311) en forma de arco de la lámina (31) ondulada está unido a la lámina (32) plana, un borde (312) inferior de transición del arco ondulado de la lámina (31) ondulada está unido a la cara del extremo interno del disco (1) externo correspondiente.
ES15892167T 2015-05-19 2015-05-19 Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto Active ES2762273T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/079234 WO2016183788A1 (zh) 2015-05-19 2015-05-19 一种混合式动压气体止推轴承

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2762273T3 true ES2762273T3 (es) 2020-05-22

Family

ID=56261180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15892167T Active ES2762273T3 (es) 2015-05-19 2015-05-19 Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10274007B2 (es)
EP (1) EP3299644B1 (es)
JP (1) JP6762359B2 (es)
KR (1) KR102030176B1 (es)
CN (1) CN205371310U (es)
DK (1) DK3299644T3 (es)
EA (1) EA035187B1 (es)
ES (1) ES2762273T3 (es)
HU (1) HUE048462T2 (es)
PT (1) PT3299644T (es)
SG (1) SG11201709525UA (es)
TW (1) TWI704297B (es)
WO (1) WO2016183788A1 (es)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105202027B (zh) * 2015-05-19 2017-10-20 罗立峰 一种混合式动压气体止推轴承
CN113227592B (zh) * 2018-12-25 2023-02-17 株式会社Ihi 推力箔轴承、推力箔轴承的底板的制造方法
RU2710091C1 (ru) * 2018-12-26 2019-12-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Упорный лепестковый газодинамический подшипник
DE102019202573A1 (de) * 2019-02-26 2020-08-27 Robert Bosch Gmbh Axial-Folienlager
KR102702904B1 (ko) * 2019-04-18 2024-09-04 한화파워시스템 주식회사 축하중 지지 장치
CN110486372A (zh) * 2019-08-13 2019-11-22 珠海格力电器股份有限公司 一种混合式气体动压轴承
CN110594288B (zh) * 2019-09-29 2024-03-08 中国矿业大学 一种基于纳米磁性液体的磁控柔性瓦块推力滑动轴承
CN110925303A (zh) * 2019-12-23 2020-03-27 至玥腾风科技集团有限公司 一种组合轴承
CN111623043B (zh) * 2020-06-05 2021-12-24 重庆江增船舶重工有限公司 一种用于废气涡轮增压器转子的滑动轴承组合装配方法
CN112178044B (zh) * 2020-08-31 2021-10-15 珠海格力电器股份有限公司 推力轴承、压缩气体的装置以及推力轴承的调节方法
WO2022160680A1 (zh) * 2021-01-29 2022-08-04 青岛海尔智能技术研发有限公司 动压止推轴承
CN113550978B (zh) * 2021-06-25 2022-11-18 哈尔滨工业大学 一种紧凑型气动高速静压空气主轴
CN114992232A (zh) * 2022-04-12 2022-09-02 中船重工(重庆)西南装备研究院有限公司 一种推力箔片气体轴承及其装配方法
CN115126778B (zh) * 2022-06-15 2023-09-12 北京航空航天大学 一种动静压混合式箔片气体轴承

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4116503A (en) * 1977-06-13 1978-09-26 United Technologies Corporation Resilient foil thrust bearings
US4199329A (en) * 1978-11-20 1980-04-22 Northrop Corporation Process and apparatus for the removal of vaporized contaminants from closed gas system
US4227753A (en) * 1978-12-29 1980-10-14 Mechanical Technology Incorporated Compliant gas thrust bearing with profiled and apertured thrust runner
US4225196A (en) * 1978-12-29 1980-09-30 Mechanical Technology Incorporated Hydrodynamic compliant thrust bearing
US4227752A (en) * 1978-12-29 1980-10-14 Mechanical Technology Incorporated Staged bearing surface compliance for hydrodynamic fluid bearing
US4277111A (en) * 1978-12-29 1981-07-07 Mechanical Technology Incorporated Support element for compliant hydrodynamic thrust bearing
US4459047A (en) * 1979-04-27 1984-07-10 The Garrett Corporation Foil bearing surfaces and method of making same
US4277113A (en) * 1979-10-01 1981-07-07 Mechanical Technology Incorporated Composite material compliant bearing element
US4277112A (en) * 1979-10-01 1981-07-07 Mechanical Technology Incorporated Stepped, split, cantilevered compliant bearing support
JPS6192316A (ja) * 1984-10-13 1986-05-10 Taiho Kogyo Co Ltd リ−フ型フオイルスラスト軸受
US5795074A (en) * 1996-10-08 1998-08-18 Seagate Technology, Inc. Grooved hydrodynamic thrust bearing
JP2002323036A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧型気体軸受装置およびこれを用いたハードディスクドライブ装置
JP2003239950A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Seiko Instruments Inc 動圧軸受、及びモータ
JP2003278751A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Ntn Corp スピンドル装置
JP2004028113A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧気体軸受および当該軸受を用いた装置
US6900567B2 (en) * 2002-10-09 2005-05-31 Seagate Technology Llc Corner thrust-journal fluid dynamic bearing
WO2005078295A1 (ja) * 2004-02-18 2005-08-25 Seiko Instruments Inc. 流体動圧軸受、モータおよび記録媒体駆動装置
JP2005265010A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 動圧気体軸受
WO2007072561A1 (ja) * 2005-12-22 2007-06-28 Yamamoto Electric Corporation 偏平型ブラシレスモーターポンプ及び該偏平型ブラシレスモーターポンプを用いた車両用電動ウオーターポンプユニット
JP4935702B2 (ja) * 2008-02-05 2012-05-23 株式会社島津製作所 動圧気体軸受の取付構造
US8618706B2 (en) * 2008-12-04 2013-12-31 Seagate Technology Llc Fluid pumping capillary seal for a fluid dynamic bearing
CN101463868B (zh) * 2009-01-14 2010-07-21 西安交通大学 一种具有轴向支撑的动压气体止推轴承
KR100964883B1 (ko) * 2009-10-07 2010-06-23 주식회사 뉴로스 트러스트 포일 에어베어링
CN202140419U (zh) * 2011-05-27 2012-02-08 罗立峰 动压气体径向陶瓷轴承
CN202091349U (zh) * 2011-06-15 2011-12-28 罗立峰 动压气体止推陶瓷轴承
JP5943291B2 (ja) * 2011-06-30 2016-07-05 日本電産株式会社 軸受装置および送風ファン
JP6051220B2 (ja) * 2011-08-24 2016-12-27 ボーグワーナー インコーポレーテッド 軸受装置
WO2014061698A1 (ja) * 2012-10-16 2014-04-24 株式会社Ihi スラスト軸受
US9157473B2 (en) * 2013-01-16 2015-10-13 Korea Institute Of Machinery & Materials Thrust bearing and combo bearing
JP6221244B2 (ja) * 2013-01-28 2017-11-01 株式会社Ihi スラスト軸受
JP6268847B2 (ja) * 2013-09-19 2018-01-31 株式会社Ihi スラスト軸受
JP6372062B2 (ja) * 2013-09-19 2018-08-15 株式会社Ihi スラスト軸受
CN105874229B (zh) * 2014-01-30 2018-10-30 株式会社 Ihi 推力轴承

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201709525UA (en) 2017-12-28
DK3299644T3 (en) 2020-01-27
EP3299644A1 (en) 2018-03-28
US10274007B2 (en) 2019-04-30
US20180156267A1 (en) 2018-06-07
WO2016183788A1 (zh) 2016-11-24
TW201704651A (zh) 2017-02-01
EA035187B1 (ru) 2020-05-12
KR20180018576A (ko) 2018-02-21
EP3299644A4 (en) 2018-11-21
PT3299644T (pt) 2019-12-19
EA201792556A1 (ru) 2018-07-31
KR102030176B1 (ko) 2019-10-08
HUE048462T2 (hu) 2020-08-28
JP6762359B2 (ja) 2020-09-30
TWI704297B (zh) 2020-09-11
JP2018514733A (ja) 2018-06-07
EP3299644B1 (en) 2019-11-20
CN205371310U (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2762273T3 (es) Cojinete de empuje de gas a presión dinámica de tipo mixto
ES2762678T3 (es) Cojinete radial de gas a presión dinámico de tipo mixto
JP6800089B2 (ja) しゅう動部品の製造方法
ES2742897T3 (es) Cojinete radial con gas a presión dinámica de tipo ranura
US20190170257A1 (en) Sliding component
CN106382298B (zh) 一种具有分布式簧片结构的弹性箔片气体轴承
US20060078244A1 (en) Hybrid bearing
JP2019056429A (ja) ティルティングパッドジャーナル軸受及びこれを用いた遠心圧縮機
JP6979332B2 (ja) ティルティングパッド軸受
JP2018115760A (ja) 複合ベアリング装置
CN110985528B (zh) 一种空气轴颈轴承
JP5807416B2 (ja) ティルティングパッドジャーナル軸受
CN108916249A (zh) 一种散热型滚动轴承
JP2001193744A (ja) 工作機械の主軸用回転支持装置
KR101727813B1 (ko) 유정압 베어링 및 이를 포함하는 공작기계
JP2024046161A (ja) 転がり軸受
JP2013194630A (ja) ガスタービン
JP2014126052A (ja) 転がり軸受の保持器案内部材と転がり軸受
KR20010096631A (ko) 판스프링 미끄럼 베어링
JP2009092090A (ja) 玉軸受