气体轴承、轴承组件及压缩机制造技术

本公开涉及一种气体轴承、轴承组件及压缩机。气体轴承(30)包括：轴承壳体(31)，外周面具有至少一个凹槽(314)，被配置为形成压力腔(316)；至少一个底箔(32)，设置在轴承壳体(31)的内周面内侧，且与至少一个凹槽(314)分别对应；至少一个波箔(33)，分别设置在至少一个底箔(32)远离轴承壳体(31)的一侧，且与至少一个凹槽(314)分别对应；顶箔(34)，设置在至少一个波箔(33)远离轴承壳体(31)的一侧，其中，凹槽(314)的槽底具有多个通孔(313)，多个通孔(313)被配置为使压力腔(316)内的压力气体进入轴承壳体(31)与对应的底箔(32)之间，并作用在底箔(32)的表面。本公开实施例能够在转子启停阶段快速形成轴承的动压气膜。停阶段快速形成轴承的动压气膜。停阶段快速形成轴承的动压气膜。

【技术实现步骤摘要】
气体轴承、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、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]经研究发现，在转子启动和停止过程中，由于转速不足，无法快 速通过动压原理形成气膜，此时动压气体轴承的顶箔与转子发生干摩 擦，影响轴承寿命。此外，转子的受力情况并非一成不变，尤其是在 高速透平离心机上，工况随末端实际应用而经常变化，相关技术中的 动压气体轴承难以随工况实现承载力的调整。
[0008]相关技术中的静压轴承具有承载能力大、工作稳定、寿命长等优 点，但在转子速度较高时，静压轴承由于缺乏阻尼机制而无法有效吸 收和抑制转子振动。
[0009]有鉴于此，本公开实施例提供一种气体轴承、轴承组件及压缩机， 能够在转子启停阶段快速形成轴承的动压气膜。
[0010]在本公开的一个方面，提供一种气体轴承，包括：
[0011]轴承壳体，外周面具有至少一个凹槽，被配置为形成压力腔；
[0012]至少一个底箔，设置在所述轴承壳体的内周面内侧，且与所述至 少一个凹槽分别对应；
[0013]至少一个波箔，分别设置在所述至少一个底箔远离所述轴承壳体 的一侧，且与所述至少一个凹槽分别对应；
[0014]顶箔，设置在所述至少一个波箔远离所述轴承壳体的一侧，
[0015]其中，所述至少一个凹槽的槽底具有多个通孔，所述多个通孔被 配置为使所述压力腔内的压力气体进入所述轴承壳体与对应的底箔之 间，并作用在所述底箔的表面。
[0016]在一些实施例中，所述至少一个凹槽包括多个凹槽，沿所述轴承 壳体的周向间隔分布。
[0017]在一些实施例中，所述多个通孔包括至少两个通孔组，所述至少 两个通孔组沿所述轴承壳体的周向分布，且所述至少两个通孔组被配 置为沿所述气体轴承所支撑的转子的旋转方向压力逐渐增大。
[0018]在一些实施例中，所述至少两个通孔组的通孔数量被配置为沿所 述气体轴承所支撑的转子的旋转方向增大，和/或所述至少两个通孔组 的每个通孔组中通孔的直径被配置为沿所述气体轴承所支撑的转子的 旋转方向增大。
[0019]在一些实施例中，所述至少两个通孔组包括沿所述轴承壳体的周 向排布的第一通孔组、第二通孔组和第三通孔组，所述第一通孔组、 所述第二通孔组和所述第三通孔组分别包括的多个通孔的直径相同， 且所述第一通孔组的通孔数量少于所述第二通孔组的通孔数量，所述 第二通孔的通孔数量少于所述第三通孔组的通孔数量。
[0020]在一些实施例中，所述至少一个凹槽包括至少两个扇环形槽，每 个扇环形槽具有沿所述轴承壳体的周向相对的两个第一槽壁和沿所述 轴承壳体的轴向相对的两个第二槽壁。
[0021]在一些实施例中，所述至少一个底箔包括：
[0022]圆弧板，横截面呈圆弧形；
[0023]至少三个折边板，连接在所述圆弧板的至少三个边缘，且相对于 所述圆弧板沿径向向外延伸，
[0024]其中，所述轴承壳体的内壁具有至少三个嵌入槽，所述至少三个 折边板分别嵌入在所述至少三个嵌入槽内。
[0025]在一些实施例中，每个底箔具有沿周向相对设置的两个折边板和 沿轴向设置的一个折边板，分别嵌在所述轴承壳体的内壁的三个嵌入 槽内，以使得所述底箔与所述轴承壳体的内壁形成沿轴向开放的气体 流出端。
[0026]在一些实施例中，每个底箔具有沿周向相对设置的两个折边板和 沿轴向设置的两个折边板，分别嵌在所述轴承壳体的内壁的四个嵌入 槽内，以使得所述底箔与所述轴承壳体的内壁形成封闭气腔。
[0027]在一些实施例中，所述顶箔包括：
[0028]第一顶箔，位于所述至少一个波箔远离所述轴承壳体的一侧，在 径向上对所述至少一个波箔进行支撑；
[0029]第二顶箔，位于所述第一顶箔远离所述轴承壳体的一侧，在径向 上对所述第一顶箔进行支撑，
[0030]其中，所述第一顶箔的第一端和所述第二顶箔的第一端均通过固 定销和位于所述轴承壳体内壁的第一销钉孔线槽与所述轴承壳体内壁 连接，所述第一顶箔的第二端与所述第二顶箔的第二端的延伸方向相 反。
[0031]在本公开的一个方面，提供一种轴承组件，包括：
[0032]轴承支座，具有空腔和与所述空腔连通的通气孔；
[0033]前述的气体轴承，位于所述空腔内，
[0034]其中，所述轴承壳体的至少一个凹槽与所述空腔的腔壁形成压力 腔。
[0035]在一些实施例中，所述轴承壳体外壁与所述空腔在径向上过盈配 合。
[0036]在一些实施例中，所述轴承组件还包括：
[0037]转子振幅检测单元，设置在所述轴承支座上，且沿所述气体轴承 的轴向位于所述气体轴承的一侧，被配置为检测所述气体轴承所支撑 的转子在转动时的振幅，
[0038]其中，所述通气孔被配置为与外部供气装置连接，且接收的供气 量根据所述振幅进行调整。
[0039]在一些实施例中，所述转子振幅检测单元包括：
[0040]至少两个电涡流位移传感器，沿所述气体轴承的周向分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体轴承(30)，其特征在于，包括：轴承壳体(31)，外周面具有至少一个凹槽(314)，被配置为形成压力腔(316)；至少一个底箔(32)，设置在所述轴承壳体(31)的内周面内侧，且与所述至少一个凹槽(314)分别对应；至少一个波箔(33)，分别设置在所述至少一个底箔(32)远离所述轴承壳体(31)的一侧，且与所述至少一个凹槽(314)分别对应；顶箔(34)，设置在所述至少一个波箔(33)远离所述轴承壳体(31)的一侧，其中，所述至少一个凹槽(314)的槽底具有多个通孔(313)，所述多个通孔(313)被配置为使所述压力腔(316)内的压力气体进入所述轴承壳体(31)与对应的底箔(32)之间，并作用在所述底箔(32)的表面。2.根据权利要求1所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述至少一个凹槽(314)包括多个凹槽(314)，沿所述轴承壳体(31)的周向间隔分布。3.根据权利要求1所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述多个通孔(313)包括至少两个通孔组，所述至少两个通孔组沿所述轴承壳体(31)的周向分布，且所述至少两个通孔组被配置为沿所述气体轴承(30)所支撑的转子(10)的旋转方向(ω)压力逐渐增大。4.根据权利要求3所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述至少两个通孔组的通孔数量被配置为沿所述气体轴承(30)所支撑的转子(10)的旋转方向(ω)增大，和/或所述至少两个通孔组的每个通孔组中通孔(313)的直径被配置为沿所述气体轴承(30)所支撑的转子(10)的旋转方向(ω)增大。5.根据权利要求4所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述至少两个通孔组包括沿所述轴承壳体(31)的周向排布的第一通孔组(313a)、第二通孔组(313b)和第三通孔组(313c)，所述第一通孔组(313a)、所述第二通孔组(313b)和所述第三通孔组(313c)分别包括的多个通孔(313)的直径相同，且所述第一通孔组(313a)的通孔数量少于所述第二通孔组(313b)的通孔数量，所述第二通孔(313)的通孔数量少于所述第三通孔组(313c)的通孔数量。6.根据权利要求1所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述至少一个凹槽(314)包括至少两个扇环形槽，每个扇环形槽具有沿所述轴承壳体(31)的周向相对的两个第一槽壁(314a)和沿所述轴承壳体(31)的轴向相对的两个第二槽壁(314b)。7.根据权利要求1所述的气体轴承(30)，其特征在于，所述至少一个底箔(32)包括：圆弧板(321)，横截面呈圆弧形；至少三个折边板(322)，连接在所述圆弧板(321)的至少三个边缘，且相对于所述圆弧板(321)沿径向向外延伸，其中，所述轴承壳体(31)的内壁具有至少三个嵌...

【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：