静压气体轴承单元制造技术

本申请提供了一种使用简单结构的、用于在不接触的情况下更稳定地支承旋转体的紧凑静态气体轴承单元，该旋转体以高速旋转。用于在不接触的情况下支承滑轮(2)的空气轴单元(1)的相对端(113、12)固定在两个轴保持器(3A、3B)上。气体(f)从空气轴单元(1)的径向轴承表面(1121)供给在径向轴承表面(1121)和滑轮(2)的内周表面(221)之间的径向轴承间隙(60)，以便在径向轴承间隙(60)内形成气膜，且气体(f)从径向轴承间隙(60)排出至在空气轴单元(1)的推力轴承表面(1132、121)和滑轮(2)的凸台端表面(241A、241B)之间的推力轴承间隙(61a、61b)，推力轴承间隙(61a、61b)与径向轴承间隙(60)连接。气膜也利用排出气体(f1)而形成于推力轴承间隙(61a、61b)内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及两端支承类型的静压气体轴承单元的结构，该静压气体轴承单元简单，能够在非接触的情况下更稳定地支承部件，例如高速旋转滑轮。
技术介绍
专利文献I介绍了一种在非接触的情况下支承旋转轴的空气轴承单元(静压空气轴承单元)。这种空气轴承单元分别在圆柱形壳体的内周的两端处设有空气轴承(静压空气轴承)，轴(旋转轴)插入该圆柱形壳体中。各空气轴承是多孔限制类型的空气轴承(具有多孔本体，例如多孔石墨)，用于在相应轴承表面(推力轴承表面和径向轴承表面)处接收轴的推力负载和径向负载。这里，径向轴承表面面对轴的外周表面，且径向轴承间隙形成于径向轴承表面和外周表面之间。推力轴承表面面对在轴的外周上形成的凸缘，且推力轴承间隙形成于推力轴承表面和凸缘之间。这里，对于各空气轴承，排气槽形成于壳体的内周表面中，沿周向方向和横过空气轴承的径向轴承表面在与推力轴承表面相对的一侧(即更靠近壳体的内周表面的中心)。在排气槽的底部形成排气孔，该排气孔穿过壳体的外周表面。而且，在轴的外周表面中，排气槽沿周向方向形成于更靠近空气轴承的推力轴承表面的位置处，排气孔形成于轴内部，以便使得该排气槽与形成于壳体的内周表面中的排气槽连接。在这种结构中，供给空气轴承的空气从空气轴承的各推力轴承表面和径向轴承表面喷射。从推力轴承表面喷射的空气流过推力轴承间隙而流向凸缘的外周，并从推力轴承间隙逸出至外部。另一方面，从径向轴承表面喷射的空气流过径向轴承间隙而流向更靠近推力轴承表面的排气槽和流向与推力轴承表面相对的排气槽，然后流入这些排气槽中，并通过排气孔而排出至壳体外部。引用文献列表专利文献专利文献1:日本未审查专利申请公开N0.2008-57696。
技术实现思路
技术问题不过，在专利文献I所述的空气轴承单元中，对于各空气轴承，需要在更靠近推力轴承表面的位置和横过径向轴承表面与该推力轴承表面相对的位置处各自形成用于排出供给径向轴承间隙的空气的排气槽。还需要在壳体和轴中都形成排气孔，用于将流入排气槽中的空气排出至壳体外部。而且，壳体的内周需要单独地设有推力轴承表面和径向轴承表面，压缩空气从该推力轴承表面和径向轴承表面喷射。这使得结构复杂。而且，在轴中的排气孔沿轴的轴线方向形成，以使得在轴的外周表面中的排气槽与在壳体的内周表面中的相应排气槽连接。因此，轴必须有稍微较大的厚度。因此，当轴的重量变得较重时，轴可能由于例如它自身的重量而偏转。因此，由于在空气轴承(静压空气轴承)的、在壳体的内周中的径向轴承表面和轴的外周表面之间形成的径向轴承间隙非常窄，当轴发生偏转时，轴可能与空气轴承接触，且不能稳定地保持。作为另一问题，在旋转体(例如高速旋转滑轮)由空气轴承保持的情况下，在供给空气时可能产生自激振动。例如，当系统共振时，将阻碍承载物体的稳定运转。本专利技术考虑到上述情况。本专利技术的目的是提供一种两端支承类型的静压气体轴承单元的结构，该静压气体轴承单元简单，并能够在没有接触的情况下更稳定地支承高速旋转体。问题的解决方案为了解决上述问题，根据本专利技术，插入沿旋转体的轴线方向形成于旋转体中的轴插入孔内和在非接触的情况下支承该旋转体的轴单元在沿轴向方向在两侧夹住旋转体的轴插入孔的位置处进行固定。而且，从径向轴承表面喷射的气体在径向轴承表面和旋转体的轴插入孔的内周表面之间的径向轴承间隙中形成气膜，该径向轴承表面形成于轴单元的外周表面上，以便与旋转体的轴插入孔的内周表面相对。气体从径向轴承间隙排出至在轴单元的相应推力轴承表面和旋转体的相应端表面之间形成的各推力轴承间隙中。这样排出的气体也用于在各推力轴承间隙中形成气膜。例如，本专利技术提供了一种静压气体轴承单元，该静压气体轴承单元在非接触的情况下通过介于径向轴承间隙以及第一和第二推力轴承间隙中的气膜来支承绕轴线旋转的旋转体，该静压气体轴承单元包括:轴单元，该轴单元插入轴插入孔内，该轴插入孔穿过旋转体的两端表面；以及轴保持装置，该轴保持装置在旋转体的轴插入孔的两端侧的位置处保持轴单元；轴单元包括:径向轴承表面，该径向轴承表面与轴插入孔的内周表面相对，以便在该径向轴承表面和内周表面之间形成径向轴承间隙，且喷射气体用于在该径向轴承间隙中形成气膜；第一推力轴承表面，该第一推力轴承表面靠近径向轴承表面，并与旋转体的一端表面相对，以便在第一推力轴承表面和旋转体的该一端表面之间形成第一推力轴承间隙，该第一推力轴承间隙与径向轴承间隙的一端连通；以及第二推力轴承表面，该第二推力轴承表面靠近径向轴承表面，并与旋转体的另一端表面相对，以便在第二推力轴承表面和旋转体的该另一端表面之间形成第二推力轴承间隙，该第二推力轴承间隙与径向轴承间隙的另一端连通；其中，气体在径向轴承间隙中流向第一推力轴承间隙和第二推力轴承间隙，并从径向轴承间隙排出至第一推力轴承间隙和第二推力轴承间隙，以便在该第一推力轴承间隙中和该第二推力轴承间隙中形成气膜。专利技术的有利效果根据本专利技术，从在旋转体的轴插入孔的内周表面和在轴单元的外周表面上形成的径向轴承表面之间形成的径向轴承间隙排出的压缩空气供给在旋转体的各端表面和轴单元的相应推力轴承表面之间形成的推力轴承间隙，然后排出，因此压缩空气用于在各推力轴承间隙中形成气膜。因此，不需要另外提供用于使得压缩空气从径向轴承间隙排出的槽或孔，且不需要另外提供推力轴承表面，压缩空气向其外部喷射至各推力轴承间隙。而且，用于在非接触的情况下支承旋转体的轴单元在两端处固定。因此，即使当轴单元根据旋转体的尺寸制成为较长时，也能够防止轴单元的偏转，从而防止在旋转体和轴单元之间的接触。因此，能够实现简单结构的两端支承类型静压气体轴承单元，该静压气体轴承单元能够在非接触的情况下更稳定地支承高速旋转体。【附图说明】图1是根据本专利技术一个实施例的两端支承类型空气轴承单元4(没有滑轮2)的外部视图；图2是本专利技术一个实施例的两端支承类型空气轴承单元4的侧视图，其中装配有滑轮2 ；图3 (A)是滑轮2的正视图，图3⑶是沿图3 (A)中的A-A的剖视图；图4是根据本专利技术一个实施例的空气轴单元I的分解图；图5(A)是空气轴11的正视图，图5(B)是沿图5(A)中的B-B的剖视图，图5 (C)是空气轴11的仰视图，而图5(D)是径向轴承部件114的放大局部剖视图；图6(A)是推力板12的正视图，图6(B)是沿图6(A)中的C-C的剖视图；以及图7是表示在空气供给空气轴11的过程中滑轮2的支承状态的示意图。【具体实施方式】下面将参考附图介绍本专利技术的实施例。首先将介绍根据本专利技术的两端支承类型静压气体轴承单元的总体结构。这里，作为示例，采用两端支承类型空气轴承单元4，其适用于非接触支承沿轴线O方向较长的旋转体，例如滑轮2，用于向前发送线状材料，例如光纤、碳纤维等。图1是本实施例的两端支承类型空气轴承单元4的外部视图，图2是两端支承类型空气轴承单元4的侧视图，其中装配有滑轮2。如图中所示，本实施例的两端支承类型空气轴承4包括:空气轴单元I，当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静压气体轴承单元，其在非接触的情况下通过介于径向轴承间隙以及第一推力轴承间隙和第二推力轴承间隙中的气膜来支承绕轴线旋转的旋转体，所述静压气体轴承单元包括：轴单元，所述轴单元插入穿过旋转体的两端表面的轴插入孔内；以及轴保持装置，所述轴保持装置在旋转体的轴插入孔的两端侧的位置处保持轴单元；轴单元包括：径向轴承表面，所述径向轴承表面与轴插入孔的内周表面相对，以便在所述径向轴承表面和内周表面之间形成径向轴承间隙，且喷射气体用于在所述径向轴承间隙中形成气膜；第一推力轴承表面，所述第一推力轴承表面靠近径向轴承表面，并与旋转体的一端表面相对，以便在第一推力轴承表面和旋转体的所述一端表面之间形成第一推力轴承间隙，所述第一推力轴承间隙与径向轴承间隙的一端连通；以及第二推力轴承表面，所述第二推力轴承表面靠近径向轴承表面，并与旋转体的另一端表面相对，以便在第二推力轴承表面和旋转体的所述另一端表面之间形成第二推力轴承间隙，所述第二推力轴承间隙与径向轴承间隙的另一端连通；其中，气体在径向轴承间隙中流向第一推力轴承间隙和第二推力轴承间隙，并从径向轴承间隙排出至第一推力轴承间隙和第二推力轴承间隙，以便在所述第一推力轴承间隙和所述第二推力轴承间隙中形成气膜。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田智士，
申请(专利权)人：奥依列斯工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP