气体轴承组件及压缩机制造技术

本公开涉及一种气体轴承组件及压缩机。气体轴承组件包括：第一转子(10)，包括位于第一转子(10)内部的储气腔(11)和位于储气腔(11)径向外侧的节流结构(12)，储气腔(11)被配置为通过节流结构(12)向节流结构(12)外侧输送静压气体；轴承壳体(20)，套设在第一转子(10)的外周面上，且具有沿轴向设置的静压径向轴承段(21)和动压径向轴承段(22)，其中，节流结构(12)与静压径向轴承段(21)在轴向上的长度范围至少部分重合，节流结构(12)的静压配合面与静压径向轴承段(21)的间距小于第一转子(10)与动压径向轴承段(22)的间距。本公开实施例能够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。

【技术实现步骤摘要】
气体轴承组件及压缩机


[0001]本公开涉及轴承领域，尤其涉及一种气体轴承组件及压缩机。

技术介绍

[0002]气体润滑技术在19世纪中叶被初次提出，并在20世纪中期迅速发展。这种技术的出现打破了液体润滑技术统治性的地位，使得润滑技术产生了质的飞跃。而气体轴承就是基于这项新润滑技术产生的新型轴承，有着摩擦损耗小、稳定性好、振动小、无油润滑等一系列优点，在高速透平、机床制造和空间技术等领域有着广阔的应用前景。
[0003]气体轴承是指把气体作为润滑剂，并利用气体的吸附性、传输性(扩散性、粘性和热传导性)和可压缩性等特点，在摩擦时基于流体动压效应、静压效应和挤压效应的作用，形成一层气膜使之支承载荷、减少摩擦。
[0004]根据润滑气膜生成机理的不同，气体轴承可分为动压气体轴承、静压气体轴承和挤压型气体轴承。箔片动压气体径向轴承是目前可查研究文献最多的一种气体轴承，其典型结构一般由轴承壳、顶箔、波箔组成。波箔为具有特殊波形的弹性箔片，工作时，通过波形的弹性变化产生支撑力，为轴承提供主要刚度和部分阻尼；顶箔为长筒形的箔片，在径向上，顶箔一面均匀地搭接在波箔片的每个波纹顶端，通过与波箔的接触产生的摩擦力，为轴承提供另一部分阻尼；顶箔的另一面与转子间隙配合，形成动压效应所需的气膜空间。
[0005]转轴在重力作用下相对轴承发生偏心，与轴承内表面形成楔形间隙。当转轴在做高速旋转运动时，不断将具有一定粘度的气体带入楔形间隙，而气体的不断进入使得气膜产生一定的压力。当气膜力足以平衡转轴载荷时，轴与轴承完全分离，上述气膜产生的过程称为动压效应。
[0006]静压气体轴承是指通过外部供气系统提供具有一定压力的气体，然后气体经过轴承节流器输送到轴承和转子的间隙，从而在间隙处形成气膜以支承外载荷。轴承间隙的气膜压力可以通过轴承节流器和供气系统进行调节。按照节流器的不同，常见的有小孔静压气体轴承和多孔质静压气体轴承。

技术实现思路

[0007]专利技术人经研究发现，相关技术中的气体轴承的轴承刚度远低于油轴承，所以使用气体轴承的转子
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轴承系统经常跨临界运行。当转子转速在模态(如一阶模态和二阶模态)附近时，转子容易发生共振。当转子振幅过大，以至于大于轴承间隙时，将导致轴承与转子发生碰撞。
[0008]有鉴于此，本公开实施例提供一种气体轴承组件及压缩机，能够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。
[0009]在本公开的一个方面，提供一种气体轴承组件，包括：
[0010]第一转子，包括位于所述第一转子内部的储气腔和位于所述储气腔径向外侧的节流结构，所述储气腔被配置为通过所述节流结构向所述节流结构外侧输送静压气体；
[0011]轴承壳体，套设在所述第一转子的外周面上，且具有沿轴向设置的至少一个静压径向轴承段和至少一个动压径向轴承段，
[0012]其中，所述节流结构与所述至少一个静压径向轴承段在轴向上的长度范围至少部分重合，所述节流结构的静压配合面与所述至少一个静压径向轴承段的间距小于所述第一转子与所述至少一个动压径向轴承段的间距。
[0013]在一些实施例中，所述第一转子还包括：
[0014]进气腔，位于所述第一转子沿轴向的一端，并在所述第一转子内部与所述储气腔连通；
[0015]装配部，位于所述第一转子沿轴向的另一端，被配置为固定连接与所述第一转子同轴的第二转子。
[0016]在一些实施例中，所述第一转子还包括：
[0017]多个轴流风叶，沿周向位于所述进气腔的内壁，被配置为在所述第一转子转动时，将所述第一转子外部的气流吸入所述进气腔。
[0018]在一些实施例中，所述进气腔与所述储气腔之间具有隔离壁，在所述隔离壁上设有进气孔。
[0019]在一些实施例中，所述进气孔位于所述隔离壁的中心，所述第一转子的轴线穿过所述进气孔。
[0020]在一些实施例中，所述隔离壁邻近所述进气腔一侧的表面呈锥形，且向所述进气孔内凹。
[0021]在一些实施例中，所述进气腔和所述储气腔均包括圆柱形中空部分。
[0022]在一些实施例中，所述装配部包括：
[0023]装配腔，位于所述第一转子内部，且与所述储气腔连通，被配置为容纳所述第二转子的端部，并与所述第二转子的端部过盈配合。
[0024]在一些实施例中，所述节流结构包括第一环形壳体，所述第一环形壳体具有多个静压微孔，所述多个静压微孔分别贯穿所述第一环形壳体的实体部分，以连通所述储气腔与所述静压配合面的外侧，所述至少一个静压径向轴承段包括第二环形壳体，所述节流结构的静压配合面与所述至少一个静压径向轴承段的间距为所述第一环形壳体的外壁与所述第二环形壳体的内壁的间距。
[0025]在一些实施例中，所述多个静压微孔沿所述第一环形壳体的周向和轴向阵列排布。
[0026]在一些实施例中，所述节流结构包括多孔质材料环，或者所述节流结构包括环形壳体和沿周向间隔布置在所述环形壳体上的多个多孔质材料块。
[0027]在一些实施例中，所述至少一个动压径向轴承段包括两个动压径向轴承段，沿轴向位于至少一个静压径向轴承段的两侧。
[0028]在一些实施例中，每个动压径向轴承段包括：
[0029]第三环形壳体，沿轴向与所述第二环形壳体连接；
[0030]至少一个支撑波箔，与所述第三环形壳体的内壁连接，每个支撑波箔整体呈圆弧形，且沿所述支撑波箔的延伸方向具有多个弧形波纹；
[0031]顶箔，与所述第三环形壳体的内壁连接，且位于所述波箔远离所述第三环形壳体
的一侧，被配置为在径向上支撑所述支撑波箔，
[0032]其中，所述第一转子与所述至少一个动压径向轴承段的间距为所述第一转子的外周面与所述顶箔的内周面的间距。
[0033]在一些实施例中，所述第一环形壳体的外圆直径大于所述第一转子的其他部分的外圆直径。
[0034]在一些实施例中，所述气体轴承组件还包括：
[0035]第二转子，与所述第一转子同轴，且与所述第一转子的装配部固定连接。
[0036]在本公开的一个方面，提供一种压缩机，包括：前述的气体轴承组件。
[0037]因此，根据本公开实施例，在转子内设置储气腔，使储气腔通过节流结构向轴承壳体的静压径向轴承段输送静压气体，并使节流结构与静压径向轴承段的间距小于转子与动压径向轴承段的间距。这样，本公开实施例的气体轴承组件中的动压径向轴承段能够在转子达到设计转速时，与转子形成动压气膜来支撑转子旋转，而经由储气腔和节流结构排出的静压气体能够流向动压径向轴承段的间隙，称为形成动压气膜的气源；当转子转速处于临界模态附近时，转子振幅因共振而增加，当接近静压径向轴承段的间隙时，静压气膜能够参与对转子的支撑，而提供额外的支撑力，并抑制转子的振动，从而能够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。
附图说明
[0038]构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体轴承组件，其特征在于，包括：第一转子(10)，包括位于所述第一转子(10)内部的储气腔(11)和位于所述储气腔(11)径向外侧的节流结构(12)，所述储气腔(11)被配置为通过所述节流结构(12)向所述节流结构(12)外侧输送静压气体；轴承壳体(20)，套设在所述第一转子(10)的外周面上，且具有沿轴向设置的至少一个静压径向轴承段(21)和至少一个动压径向轴承段(22)，其中，所述节流结构(12)与所述至少一个静压径向轴承段(21)在轴向上的长度范围至少部分重合，所述节流结构(12)的静压配合面与所述至少一个静压径向轴承段(21)的间距小于所述第一转子(10)与所述至少一个动压径向轴承段(22)的间距。2.根据权利要求1所述的气体轴承组件，其特征在于，所述第一转子(10)还包括：进气腔(13)，位于所述第一转子(10)沿轴向的一端，并在所述第一转子(10)内部与所述储气腔(11)连通；装配部(15)，位于所述第一转子(10)沿轴向的另一端，被配置为固定连接与所述第一转子(10)同轴的第二转子(30)。3.根据权利要求2所述的气体轴承组件，其特征在于，所述第一转子(10)还包括：多个轴流风叶(14)，沿周向位于所述进气腔(13)的内壁，被配置为在所述第一转子(10)转动时，将所述第一转子(10)外部的气流吸入所述进气腔(13)。4.根据权利要求2或3所述的气体轴承组件，其特征在于，所述进气腔(13)与所述储气腔(11)之间具有隔离壁(131)，在所述隔离壁(131)上设有进气孔(132)。5.根据权利要求4所述的气体轴承组件，其特征在于，所述进气孔(132)位于所述隔离壁(131)的中心，所述第一转子(10)的轴线穿过所述进气孔(132)。6.根据权利要求4所述的气体轴承组件，其特征在于，所述隔离壁(131)邻近所述进气腔(13)一侧的表面呈锥形，且向所述进气孔(132)内凹。7.根据权利要求2所述的气体轴承组件，其特征在于，所述进气腔(13)和所述储气腔(11)均包括圆柱形中空部分。8.根据权利要求2所述的气体轴承组件，其特征在于，所述装配部(15)包括：装配腔(151)，位于所述第一转子(10)内部，且与所述储气腔(11)连通，被配置为容纳所述第二转子(30)的端部，并与所述第二转子(30)的端部过盈...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明珠，刘华，张治平，雷连冬，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：