本发明专利技术涉及一种新型非均匀弹性支承结构的复合可变节流静压气体轴承。本发明专利技术通过在静压气体轴承承载面上，增加一层非均匀弹性承载结构，依靠该非均匀承载结构和静压气体轴承本体气腔，共同构成了具有可变节流气腔、可变承载气腔和刚性承载面的复合可变节流静压气体轴承新结构。通过该新型轴承的复合承载作用，能够有效解决传统静压气体轴承的承载力低，刚度差的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承
本专利技术属于机械工程
，具体涉及一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承。
技术介绍
静压气体轴承是一种采用外界供气方式，依靠气体作为润滑介质，在滑动摩擦下工作的轴承元件，具有摩擦阻力小、耐高低温、适应能力强、高洁净度和不污染环境的优势，因此常作为核心零件应用于先进光学制造设备、超精密加工设备和航空全物理实验仿真领域。静压气体轴承由于气体的粘性极小、可压缩性强，静压气体轴承普遍存在承载能力小、刚度低和稳定性差等问题，从而严重制约着静压气体轴承技术及相关领域的发展。现有技术中，静压气体轴承常用固有孔节流的方式进行设计，固有孔节流的方式大部分采用节流柱塞、均压槽等方式。以传统小孔节流方式的静压气体轴承为例，小孔节流的柱塞是通过夹具安装进入轴承本体当中，且一般节流柱塞的下端面距离轴承承载面有一定的间隙，这个间隙的高度约为2mm，因此，轴承和承载面之间有一个固定容积的气腔，在轴承承载过程中，这个固定气腔的容积不发生变化，轴承的承载性能仅依靠静压气体轴承气膜压力的改变带来变化，而忽略了静压气体轴承本体结构变化带来的节流孔节流性能和其他性能的变化。
技术实现思路
本专利技术为解决传统静压气体轴承承载能力低、刚度差以及稳定性低等问题。提供一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承，其特征在于：包括上下一体设置的圆形的静压轴承本体和圆形的非均匀承载结构，所述的静压轴承本体的下端面设置有同心的环形气路和圆形孔，静压轴承本体内还开设有与环形气路相通的供气通道，供气通道外接气源；非均匀承载结构上设置有至少8个节流孔，静压气体轴承本体上的环形气路映射非均匀承载结构上的区域为可变节流气腔，静压气体轴承本体上的圆形孔映射非均匀承载结构上的区域为可变承载气腔,可变节流气腔和可变承载气腔区域之外的非均匀承载结构的承载面为刚性承载面。进一步，非均匀承载结构为底面设置有若干个内凹的圆弧，面，圆弧面的最大深度为非均匀承载结构高度的1/3-1/2之间。进一步，节流孔均布在非均匀承载结构的可变节流气腔上方，所述节流孔直径为0.2mm以下。进一步，圆形孔置于静压气体轴承本体的中心，圆形孔的直径不超过环形气路的边界。进一步，环形气路的宽度为节流孔的8-10倍。进一步，静压轴承本体与非均匀承载结构的直径相同。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1)本专利技术采用非均匀弹性支承结构，这种结构使得静压气体轴承在刚性承载面的基础上，增加了可变节流气腔和可变承载气腔，在承载过程中，可变节流气腔的变化动态调整节流孔的节流性能，可变承载气腔通过容积的变化，减小了轴承承载过程中的冲击，增强了轴承稳定性。2)本专利技术同时配合刚性承载面共同复合作用提高静压气体轴承的承载力、刚度及稳定性。3)本专利技术结构紧凑。附图说明图1为本专利技术的主视图图2为图1的A-A俯剖视图；图3为图1的B-B左剖视图；图4为图2的C-C剖视图；图5为图2Ⅰ处的局部放大图；图6为非均匀弹性承载结构的放大图；图中，1-静压气体轴承本体，2-供气通道，3-环形气路，4-圆形孔，5-非均匀弹性承载结构，6-节流孔，7-可变节流气腔，8-可变承载气腔，9-刚性承载面。具体实施方式为了使本专利技术专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术专利，并不用于限定本专利技术专利。本实施例提供一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承，如图1-图6所示，包括上下一体设置的圆形的静压轴承本体1和圆形的非均匀承载结构5，所述的静压轴承本体1的下端面设置有同心的环形气路3和圆形孔4，静压轴承本体6内还开设有与环形气路3相通的供气通道2，供气通道2外接气源；非均匀承载结构5置于静压气体轴承本体1的下端面，且在非均匀承载结构上有8个节流孔，静压气体轴承本体1上的环形气路3映射非均匀承载结构5上的区域为可变节流气腔7，静压气体轴承本体1上的圆形孔4映射非均匀承载结构5上的区域为可变承载气腔8,可变节流气腔7和可变承载气腔8区域之外的非均匀承载结构5的承载面为刚性承载面9。非均匀承载结构5为底面设置有若干个内凹的半球面，半球面的最大深度为非均匀承载结构高度的1/3-1/2之间。非均匀承载结构为片状机构，其厚度为0.3-0.5mm之间，轴承本体的厚度不小于非均匀承载结构的200倍。节流孔6均布在非均匀承载结构的可变节流气腔7上方，所述节流孔个数为8个，直径为0.2mm以下。圆形孔4置于静压气体轴承本体1的中心，圆形孔的直径不超过环形气路的边界，圆形孔内部为密封状态，内部的压力为标准大气压。环形气路的宽度为节流孔的8-10倍。本专利技术专利的使用过程：本专利技术在工作时，将压力为0.4MPa-0.6MPa的高压气体通过气管接入到静压轴承本体1的供气通道2中，气体经过环形气路3充满整个静压轴承本体1内部，此时的压力为供气压力p1；然后，高压气体p1通过节流孔6，经过节流孔6的节流作用，把具有一定压力的气体引向静压气体轴承非均匀承载结构5的工作表面，此时，在工作面上的压力下降为p2；在可变节流气腔区域的压差为p1-p2，可变节流区域气腔截面变形，改变节流孔6的节流性能，同时，可变承载气腔区域受到承载面压力p2和可变承载气腔内初始压力p0的共同影响，压力差为p2-p0，在压差的作用下，可变承载气腔截面将变大，使得该区域的聚压效果增大；最后多余的气体经静压气体轴承边缘流入外界环境中，从而实现了静压气体轴承无摩擦承载。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承，其特征在于：包括上下一体设置的圆形的静压轴承本体(1)和圆形的非均匀承载结构(5)，所述的静压轴承本体(1)的下端面设置有同心的环形气路(3)和圆形孔(4)，静压轴承本体(1)内还开设有与环形气路(3)相通的供气通道(2)，供气通道(2)外接气源；/n非均匀承载结构(5)上设置有至少8个节流孔(6)，静压气体轴承本体(1)上的环形气路(3)映射非均匀承载结构(5)上的区域为可变节流气腔(7)，静压气体轴承本体(1)上的圆形孔(4)映射非均匀承载结构(5)上的区域为可变承载气腔(8),可变节流气腔(7)和可变承载气腔(8)区域之外的非均匀承载结构(5)的承载面为刚性承载面(9)。/n
【技术特征摘要】
1.一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承，其特征在于：包括上下一体设置的圆形的静压轴承本体(1)和圆形的非均匀承载结构(5)，所述的静压轴承本体(1)的下端面设置有同心的环形气路(3)和圆形孔(4)，静压轴承本体(1)内还开设有与环形气路(3)相通的供气通道(2)，供气通道(2)外接气源；
非均匀承载结构(5)上设置有至少8个节流孔(6)，静压气体轴承本体(1)上的环形气路(3)映射非均匀承载结构(5)上的区域为可变节流气腔(7)，静压气体轴承本体(1)上的圆形孔(4)映射非均匀承载结构(5)上的区域为可变承载气腔(8),可变节流气腔(7)和可变承载气腔(8)区域之外的非均匀承载结构(5)的承载面为刚性承载面(9)。
2.根据权利要求1所述的一种非均匀弹性承载结构的复合可变节流静压气体轴承，其特征在于：非均匀承载结构(5)为底面设置有若干个内凹的圆弧，面，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓龙，张君安，刘波，董皓，李博，王亚娟，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。