弹性箔片式动压空气轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种弹性箔片式动压空气轴承，包括轴承套和设置于轴承套内的弹性支撑组件，弹性支撑组件包括平箔片和位于平箔片与轴承套内壁面之间的弹簧片，弹簧片呈渐变网状结构；弹簧片体上设置有若干支撑体，支撑体的前端及后端皆抵于轴承套内壁面，前部支撑体的宽度大于后部支撑体的宽度；轴承套内壁面与外壁面偏心设置；轴承套内壁面设置有插槽，弹性支撑组件的边部插入插槽内；本发明专利技术的弹性箔片式动压空气轴承，自带气楔面，在低速时能获得更低的起飞转速，高速时更稳定、极限转速更高；弹簧片替代拱形波箔，显著提高了轴承的承载能力和抗冲击能力；弹性支撑组件与轴承套插接，使轴承更易于维护，使用寿命更长。

Flexible foil air bearing

【技术实现步骤摘要】
弹性箔片式动压空气轴承
本专利技术涉及空气轴承
，具体涉及一种弹性箔片式动压空气轴承。
技术介绍
轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，具有非常广泛的应用。随着旋转机械的转速提高，或者特殊应用环境的需求，传统轴承成为了限制这些技术发展的瓶颈。应运而生的动压空气轴承相较于其它轴承具有无需润滑、工作转速高、机械损失小、维护成本低、稳定性好的特点，应用日益广泛。在目前应用的空气轴承中，大多采用拱形波箔作为平箔的柔性支撑，但拱形波箔的波形及高度决定了轴承的性能，过小的高度会使轴承承载能力变小，过大的高度会使轴承刚性变差；同时，由于拱形波箔的一致性决定空气轴承的稳定性与可靠性，因此对拱形波箔的制造工艺要求较为严苛。另外，现有技术的箔片式动压空气轴承多采用一端固定，另一端自由的形式，轴承套内外同心，导致平箔的窜动量较大，轴承的起飞转速较高。因动压空气轴承的工作特性决定，转轴在启动和停止阶段会与轴承平箔内表面发生摩擦，因此在运行一定时间后，需要对轴承进行维护或者更换平箔，目前动压空气轴承对箔片的固定多采用焊接的形式，一旦箔片磨损，则需要更换整个空气轴承，造成浪费，增加了使用成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种承载能力和抗冲击能力强的弹性箔片式动压空气轴承。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：弹性箔片式动压空气轴承，所述弹性箔片式动压空气轴承包括：轴承套和设置于所述轴承套内的弹性支撑组件，所述弹性支撑组件包括弹簧片和平箔片，所述弹簧片位于所述平箔片与所述轴承套的内壁面之间，所述弹簧片呈网状结构。本专利技术的弹性箔片式动压空气轴承，采用网状结构的弹簧片取代现有动压空气轴承上常用的拱形波箔，网状结构的弹簧片起到弹性支撑和减震作用，可以避免波箔的制造公差对轴承稳定性、可靠性造成影响，避免因轴承在重载或冲击载荷下波箔拱顶塌陷造成损坏，显著提高了空气轴承的承载能力和抗冲击能力。以下是对本专利技术的弹性箔片式动压空气轴承的诸多进一步改进：其中，所述弹簧片包括弹簧片体，所述弹簧片体上设置有若干支撑体，相邻的所述支撑体之间留有连接筋和镂空缝隙，所述支撑体的前端、所述支撑体的后端皆抵于所述轴承套的内壁面。其中，进一步地，所述弹簧片呈渐变网状结构，沿着与轴承配合的轴的旋转方向，位于前部的所述支撑体的宽度大于位于后部的所述支撑体的宽度。由于前部支撑体的宽度大于后部支撑体的宽度，从而能对覆盖在弹簧片上的平箔片产生自后向前逐渐增强的支撑力，调整了平箔片与轴之间的间隙形状，轴在旋转时与轴承之间形成自后向前由厚变薄的空气膜，形成空气轴承起飞所需的气楔面。其中，所述支撑体设置有多行多列，相邻行或者相邻列的所述支撑体位置交错。交错设置使支撑体的布置更密集，弹性支撑和减震效果更优。其中，所述轴承套的内壁面与所述轴承套的外壁面偏心设置。轴承套的内壁面与外壁面采用非同心设计，使得轴承自带气楔面，在低速时能获得更低的起飞转速。其中，所述轴承套的内壁面设置有插槽，所述弹性支撑组件的边部插入所述插槽内。弹性支撑组件与轴承套之间采用插接方式，无需额外的焊接或是销轴，从而使轴承的可维护性大大提高，可以在不损坏轴承其它部件的情况下方便的更换磨损的平箔片；相比于现有技术的一端固定另一端自由方式，因弹性支撑组件的两边皆受约束，可以防止平箔片窜动，降低轴承的起飞转速。其中，所述轴承套的内壁面设置有平行于轴向的凸条，所述凸条的横截面呈T形，所述凸条的两侧与所述轴承套的内壁面之间皆形成所述插槽，分别为前侧插槽、后侧插槽。其中，所述前侧插槽的槽宽小于所述后侧插槽的槽宽。由于凸条两侧槽宽不同，使得插入插槽的弹性支撑组件的两边距离轴的距离不同，为气楔面的形成创造了有利条件。其中，所述凸条的顶面是与所述轴承套的外壁面同心的圆弧面。凸条的顶部圆弧面与轴的轴颈表面吻合，利于轴顺畅旋转。其中，沿所述轴承套的内壁面，所述凸条间隔的设置有多个，所述弹性支撑组件间隔的设置有多个，所述弹性支撑组件的前边插入前一所述凸条的后侧插槽，所述弹性支撑组件的后边插入后一所述凸条的前侧插槽。其中，所述平箔片的表面设置有耐高温抗磨涂层。其中，所述轴承套的两端分别设置有用于对所述弹性支撑组件定位的挡圈。综上所述，采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的弹性箔片式动压空气轴承，采用了渐变网状结构的弹簧片，加之配合轴承套的内外壁面非同心设计，使得轴承自带气楔面，在低速时能获得更低的起飞转速，高速时更稳定、极限转速更高；同时，因摒弃了拱形波箔，可以避免波箔的制造公差对轴承稳定性、可靠性造成影响，避免因轴承在重载或冲击载荷下波箔拱顶塌陷造成损坏，能显著提高轴承的承载能力和抗冲击能力；弹性支撑组件与轴承套之间采用插接方式，轴承更易于维护，使用寿命更长。附图说明图1是本专利技术实施例的弹性箔片式动压空气轴承结构示意图；图2是图1中的轴承套结构示意图；图3是图1中的弹簧片展平状态示意图；图4是图1中的弹簧片工作状态示意图；图5是图4中的A处放大示意图；图6是本专利技术实施例的弹性箔片式动压空气轴承与轴配合示意图；图7是图6中弹性箔片式动压空气轴承与轴配合处的横截面示意图；图中：I-弹性箔片式动压空气轴承；II-轴；1-轴承套；11-凸条；111-前侧插槽；112-后侧插槽；2-平箔片；3-弹簧片；30-弹簧片体；31-支撑体；32-镂空缝隙；33-连接筋；4-内挡圈；5-外挡圈；O1-轴承套外壁面圆心；O2-轴承套内壁面下段圆心；L-轴承套内壁面下段圆弧；S-轴与轴承之间的间隙；H1-后面的支撑体与弹簧片体之间的距离；H2-前面的支撑体与弹簧片体之间的距离；圆弧箭头表示轴的旋转方向，实心粗箭头区域表示弹簧片对平箔片产生的支撑力，空心粗箭头区域表示气楔面。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的非限制性说明。本文中，为便于描述，将轴承与轴配合后，轴旋转箭头所指方向定义为“前”，与“前”相反的方向定义为“后”。如图1所示，本专利技术实施例的弹性箔片式动压空气轴承I，包括：轴承套1和设置于轴承套1内的弹性支撑组件，弹性支撑组件包括弹簧片3和平箔片2，其中，弹簧片3位于平箔片2与轴承套1的内壁面之间，弹簧片3呈网状结构。如图3所示，为弹簧片3的展平状态示意图，弹簧片3包括弹簧片体30，在弹簧片体30上设置有若干支撑体31，相邻的支撑体31之间留有镂空缝隙32和连接筋33，支撑体31具体地可以通过激光切割或者冲压等方式形成，其中，支撑体31可以是图中所示呈截角的菱形形状，还可以是矩形、椭圆形、圆形等形状，在此不对支撑体31的形状作限定。如图4、图5和图7所示，轴承装配后及工作状态时，弹簧片3呈弯曲形状，支撑体31的前端、支撑体31的后端皆抵于轴承套1的内壁面，即：支撑体31的前端、支撑体31的后端皆距离弹簧片体30一段距离，其中，位于后面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.弹性箔片式动压空气轴承，所述弹性箔片式动压空气轴承包括：轴承套和设置于所述轴承套内的弹性支撑组件，其特征在于，所述弹性支撑组件包括弹簧片和平箔片，所述弹簧片位于所述平箔片与所述轴承套的内壁面之间，所述弹簧片呈网状结构。/n

【技术特征摘要】
1.弹性箔片式动压空气轴承，所述弹性箔片式动压空气轴承包括：轴承套和设置于所述轴承套内的弹性支撑组件，其特征在于，所述弹性支撑组件包括弹簧片和平箔片，所述弹簧片位于所述平箔片与所述轴承套的内壁面之间，所述弹簧片呈网状结构。


2.如权利要求1所述的弹性箔片式动压空气轴承，其特征在于，所述弹簧片包括弹簧片体，所述弹簧片体上设置有若干支撑体，相邻的所述支撑体之间留有连接筋和镂空缝隙，所述支撑体的前端、所述支撑体的后端皆抵于所述轴承套的内壁面。


3.如权利要求2所述的弹性箔片式动压空气轴承，其特征在于，所述弹簧片呈渐变网状结构，沿着与轴承配合的轴的旋转方向，位于前部的所述支撑体的宽度大于位于后部的所述支撑体的宽度。


4.如权利要求2所述的弹性箔片式动压空气轴承，其特征在于，所述支撑体设置有多行多列，相邻行或者相邻列的所述支撑体位置交错。


5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，刘伟，王新明，许全亮，
申请(专利权)人：潍坊富源增压器有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37