一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承制造技术

本实用新型专利技术公开了一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，包括轴承座和转轴，还包括轴承外圈和外滑动弹片环，轴承外圈两端设有对称布置的左限位环和右限位环，外滑动弹片环包括插槽划环和设置在插槽划环上的多个独立拱形弹片，受到外激振动时，轴座弹片和独立拱形弹片变形将耗散部分外激振动能量，插槽滑环能在左限定环限定的范围内自身绕轴旋转，通过独立拱形弹片系统的力学转换，周向往复振动在保持耗散线性振动能量同时降低系统振幅，保持刚性轴承座在保证系统气动部件小间隙的优势，这样保证了轴承座在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，降低了轴承的载荷，确保轴承座与转轴之间的气膜不会因为外激振动而不稳定、破碎。碎。碎。

【技术实现步骤摘要】
一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承


[0001]本专利技术涉及使用箔片式轴承领域，具体地为一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承。

技术介绍

[0002]空气轴承在工业领域中有着广泛地应用。常规的机械接触式滚动轴承转速越高，对轴承精度，润滑等要求越高，使用寿命越短。空气轴承把主轴在空气中悬浮起来，没有机械接触，使用清洁空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，但是目前大量应用在非道路、无强外激振动场景，在强外激振动场景如道路使用过程中的中面临挑战。
[0003]不同的应用场景对空气轴承的要求差异很大，移动式机械由于有外加振动与非移动式机械运行工况差异比较大，特别是车用领域，道路的不平度所引起的车辆振动会通过轮胎、车身给空气轴承一个较强的外部激励。这种激励比较复杂，其载荷谱由道路状态、车辆状态以及车辆运行状态相关。这种激励往往造成空气轴承载荷变化较大，造成轴承承载气膜变化、波动、破碎，进而使空气轴承损伤乃至失效。
[0004]专利技术所要解决的问题：移动式旋转机械因其运行时工况差异较大，因道路环境恶劣、人为因素等工作时受到的外激振动传导至在现有的箔片式轴承中，这种外激振动的振动加速度变化范围大，振动频率变化也非常大，振动加速度的最大值往往超过现有箔片轴承的最大承载力。而箔片本身是由一种非常细薄的弹性金属片构成，这种金属片非常容易受振动力影响而产生形变。细薄的箔片在外激振动下变形导致“气膜形成边界”变形，这种变形沿旋转轴周向不均匀，造成气膜变化、波动、破碎，不能维持连续、规则、稳定的结构，进而导致轴不能正常旋转。需要从结构设计、箔片刚度等方面确保气膜边界变形符合流体动力学要求，确保气膜正常高效工作。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了改进现有的箔片轴承稳定性差的问题，提供了一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，气膜在环境稳定时，气膜稳定性好，系统气动部件可以以较小的气动间隙而获得较高的气动效率，使轴承座能够随着弹片运动，进而使轴承座与轴之间的气膜保持连续稳定，确保轴承系统工作稳定。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，包括轴承座和转轴，还包括轴承外圈和外滑动弹片环，轴承外圈两端设有对称布置的左限位环和右限位环，外滑动弹片环包括插槽滑环和设置在插槽滑环上的多个独立拱形弹片，其中：各独立拱形弹片向内凸起，各独立拱形弹片依次首尾相连，插槽滑环和轴承外圈滑动配合；轴承座处于外滑动弹片环内，轴承座外壁上设有若干轴座弹片，其中：轴座弹片和独立拱形弹片数量一一对应，轴座弹片和独立拱形弹片之间互相固定连接。受到外激振动时，轴承座先发生位移，然后与轴承座相连的轴座弹片发生变形，轴承座因此能够随弹片系统振动，轴座弹片和独立拱形弹片变形将
耗散部分外激振动能量，插槽滑环在径向、周向和轴向都有限位，并可移动，插槽滑环能在左限定环限定的范围内自身绕轴旋转，通过独立拱形弹片系统的力学转换，周向往复振动在保持耗散线性振动能量同时降低系统振幅，保持刚性轴承座在保证系统气动部件小间隙的优势，同时插槽滑环位置能够在受到外激振动时通过振动以及弹片张力自身调整，可以获得径向不同的系统各向振动模态特性，这样保证了轴承座在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，降低了轴承的载荷，确保轴承座与转轴之间的气膜不会因为外激振动而不稳定、破碎。
[0008]作为优选，左限位环上设有多个左限位卡条，右限位环上设有多个右限位卡条，左限位环和右限位环与轴承外圈卡接固定，各左限位卡条和右限位卡条均处于插槽滑环和独立拱形弹片形成的腔体内。
[0009]作为优选，各左限位卡条宽度为独立拱形弹片的一半，插槽滑环和独立拱形弹片在相邻的两个左限位卡条之间往复滑动。独立拱形弹片和卡槽滑环通过在周向上滑动，缓冲降低系统振动能量。
[0010]作为优选，左限位卡条和右限位卡条数目均为五块，各左限位卡条等间距布置在左限位环上，各右限位卡条等间距布置在右限位环上。
[0011]作为优选，独立拱形弹片和轴座弹片的数量均为五片。
[0012]作为优选，在各轴承弹片中：轴座弹片包括中部承载部和两个对称设置的弹性支撑脚，中部承载部为圆弧形，轴承座外壁上设有多个楔形卡槽，弹性支撑脚卡接在楔形卡槽上。弹性支撑脚用于形变后吸收振动能量，中部承载部主要传导大部分振动能量至独立拱形弹片。
[0013]作为优选，其中：中部承载部为圆弧状，各中部承载部的中点和对应的独立拱形弹片的中点互相焊接固定。通过焊接固定住使得独立拱形弹片和轴座弹片传动效率更高，更稳定。
[0014]作为优选，中部承载部和弹性支撑脚为一体成型结构。
[0015]还包括驱动电机，所述驱动电机包括定子和外转子，所述外转子和插槽滑环之间设有连轴件，外转子转动带动插槽滑环沿轴承外圈往复转动。外转子转动带动插槽滑环沿轴承外圈转动，能够以周向转动散去的受到的震动能量，提高整体的稳定性。
[0016]本专利技术具备的有益技术效果是：轴座弹片和独立拱形弹片对向凸起，在每一个弹片的中点相互接触点都焊接住，轴承在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，插槽滑环能在限定的范围内自身绕轴旋转，通过弹片系统力学转换，往复振动在保持耗散线性振动能量同时降低系统振幅，轴承座与轴之间的气膜不会再因为外激振动而不稳定、破碎，通过支撑系统构和材料特性设计使轴承弹性支承系统沿轴承周向有着不同刚度和固有频率，并沿着周向变化，使系统沿不同方向都保持着的不同的阻尼模态特性。
附图说明
[0017]图1是本技术的整体结构示意图；
[0018]图2是本技术横向截面示意图；
[0019]图3是本技术的装配结构示意图；
[0020]图4是本技术的轴座弹片结构示意图；
[0021]图5是本技术的外接电机的截面结构示意图；
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本专利技术，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本专利技术技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本专利技术的技术方案所限定的保护范围。
[0023]实施例
[0024]如图1所示：一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，包括轴承座2 和转轴1，还包括轴承外圈4和外滑动弹片环3，轴承外圈4两端设有对称布置的左限位环5和右限位环6。
[0025]如图2所示：外滑动弹片环3包括插槽滑环31和设置在插槽滑环上的五个独立拱形弹片32，其中：各独立拱形弹片32向内凸起，独立拱形弹片依次首尾相连围绕成为环状的外滑动弹片环3，插槽滑环31和轴承外圈4滑动配合；轴承座2处于外滑动弹片环3内，轴承座2外壁上设有若干轴座弹片21，其中：轴座弹片21和独立拱形弹片32数量一一对应，轴座弹片和独立拱形弹片之间互相固定连接。
[0026]如图3所示：左限位环5上设有五个等间距布置的左限位卡条51，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，包括轴承座（2）和转轴（1），其特征在于：还包括轴承外圈（4）和外滑动弹片环（3），所述轴承外圈（4）两端设有对称布置的左限位环（5）和右限位环（6），所述外滑动弹片环（3）包括插槽滑环（31）和设置在插槽滑环上的多个独立拱形弹片（32），其中：各独立拱形弹片（32）向内凸起，各独立拱形弹片依次首尾相连，插槽滑环（31）和轴承外圈（4）滑动配合；所述轴承座（2）处于外滑动弹片环（3）内，所述轴承座（2）外壁上设有若干轴座弹片（21），其中：轴座弹片（21）和独立拱形弹片（32）数量一一对应，轴座弹片和独立拱形弹片之间互相固定连接。2.根据权利要求1所述的一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，其特征在于，所述左限位环（5）上设有多个左限位卡条（51），所述右限位环（6）上设有多个右限位卡条（61），左限位环和右限位环与轴承外圈卡接固定，各左限位卡条和右限位卡条均处于插槽滑环（31）和独立拱形弹片（32）形成的腔体内。3.根据权利要求2所述的一种独立活动式多弹片开槽复合空气轴承，其特征在于，各左限位卡条（51）宽度为独立拱形弹片（32）的一半，插槽滑环（31）和独立拱形弹片（32）在相邻的两个左限位卡条之间往复滑动。4.根据权利要求2所述的一种独立活动式多弹片开槽复合空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐鑫，白江涛，张学锋，宋节季，
申请(专利权)人：势加透博北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：