气体轴承及压缩机制造技术

本公开涉及一种气体轴承及压缩机。气体轴承包括：沿轴向设置的至少一个动压径向轴承段(20)和至少一个静压径向轴承段(10)，所述至少一个动压径向轴承段(20)和所述至少一个静压径向轴承段(10)连接成一体，所述至少一个动压径向轴承段(20)的内径d1大于所述至少一个静压径向轴承段(10)的内径d2。本公开实施例能够给更大转速范围的转子提供良好支撑，提高使用寿命和工作稳定性。寿命和工作稳定性。寿命和工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
气体轴承及压缩机


[0001]本公开涉及轴承领域，尤其涉及一种气体轴承及压缩机。

技术介绍

[0002]气体轴承是气体充当润滑介质，利用气体流体的动压效应或静压效应形成支撑载荷的润滑气膜的一类轴承。在相关技术中，气体轴承根据润滑气膜产生机理的不同可分为动压气体轴承、静压气体轴承以及挤压型气体轴承。气体轴承凭借摩擦损耗小、稳定性好、振动小等一系列优点，常被选作传统油轴承的理想替代，尤其是在高速透平机、精密机床制造及空间
，气体轴承均有着十分广阔的应用前景。

技术实现思路

[0003]经专利技术人研究发现，相关技术中的动压气体轴承及静压气体轴承均存在一定的局限性。动压气体轴承利用转子与轴承表面之间形成的楔形空间产生楔形效应，伴着转子速度的不断提升，周围气体因气体的粘性而不断被拖入楔形空间，导致楔形空间内气压不断提升。动压气膜在轴承转速达到一定值时才能形成。但是，在转子启动及停止过程中，由于转速不足，动压气体轴承与转子之间不能形成有效的润滑气膜，导致轴承顶箔与转子表面存在严重的干摩擦，使得轴承表面在干摩擦作用下逐渐发生严重磨损，从而影响动压气体轴承的使用寿命，磨损后期甚至会出现箔片与转子产生严重粘着磨损的情况。
[0004]静压气体轴承通过外部供气系统提供一定压力的气体，然后气体经过节流结构传输至轴承和转子之间的间隙，后在转子和轴承之间配合间隙内形成气膜以起到支撑转子的作用。但是当转子速度较高时，静压气体轴承由于缺乏阻尼机制，无法有效吸收和抑制转子的振动，导致轴承稳定性降低，这限制了静压气体轴承在高转速、高线速度工作环境下的使用。
[0005]有鉴于此，本公开实施例提供一种气体轴承及压缩机，能够给更大转速范围的转子提供良好支撑，提高使用寿命和工作稳定性。
[0006]在本公开的一个方面，提供一种气体轴承，包括：沿轴向设置的至少一个动压径向轴承段和至少一个静压径向轴承段，所述至少一个动压径向轴承段和所述至少一个静压径向轴承段连接成一体，所述至少一个动压径向轴承段的内径d1大于所述至少一个静压径向轴承段的内径d2。
[0007]在一些实施例中，所述至少一个动压径向轴承段包括至少两个动压径向轴承段，所述至少两个动压径向轴承段中的一部分沿轴向位于所述至少一个静压径向轴承段的一侧，所述至少两个动压径向轴承段中的另一部分沿轴向位于所述至少一个静压径向轴承段的另一侧。
[0008]在一些实施例中，所述至少两个动压径向轴承段位于所述至少一个静压径向轴承段两侧的两个部分与所述至少一个静压径向轴承段分别通过独立的连接件连接。
[0009]在一些实施例中，所述至少两个动压径向轴承段的结构和尺寸相同。
[0010]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，所述至少一个静压径向轴承段包括一个静压径向轴承段，所述两个动压径向轴承段分别通过两组螺钉与所述一个静压径向轴承段固定连接，每组螺钉包括至少两个螺钉。
[0011]在一些实施例中，所述至少一个动压径向轴承段的内径d1与所述至少一个静压径向轴承段的内径d2的差值为5～8μm。
[0012]在一些实施例中，所述动压径向轴承段包括：
[0013]第一轴承套；
[0014]多个支撑波箔，与所述第一轴承套内壁连接，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；
[0015]第一顶箔，与所述第一轴承套内壁连接，所述第一顶箔位于所述支撑波箔邻近所述第一轴承套的轴线一侧，并在径向上对所述支撑波箔进行支撑；
[0016]第二顶箔，与所述第一轴承套内壁连接，所述第二顶箔位于所述第一顶箔邻近所述第一轴承套的轴线一侧，并在径向上对所述第一顶箔进行支撑，
[0017]其中，所述动压径向轴承段的内径d1为所述第二顶箔的内径。
[0018]在一些实施例中，所述第一轴承套的内壁具有对应于所述多个支撑波箔的多组线槽，对应于每组线槽的支撑波箔的第一端固定在该组线槽中，所述第一顶箔的第一端固定在所述多组线槽中的一组线槽中，所述第二顶箔的第一端固定在所述多组线槽中的一组线槽中，对应于每组线槽的支撑波箔的第二端相对于第一端的延伸方向与所述第一顶箔的第二端相对于第一端的延伸方向相反，对应每组线槽的支撑波箔的第二端相对于第一端的延伸方向与所述第二顶箔的第二端相对于第一端的延伸方向相同。
[0019]在一些实施例中，每组线槽包括非销钉孔线槽，对应于每组线槽的支撑波箔的第一端在所述非销钉孔线槽内插接固定，所述多组线槽中的至少一组线槽包括销钉孔线槽，所述第一顶箔的第一端和所述第二顶箔的第一端均在所述销钉孔线槽插接并通过销钉固定。
[0020]在一些实施例中，所述第一顶箔的第一端和所述第二顶箔的第一端均插接在同一销钉孔线槽内。
[0021]在一些实施例中，所述支撑波箔的多个弧形波纹的至少一个弧形波纹的高度h1为0.4～0.6mm，和/或，所述支撑波箔的多个弧形波纹的至少一个弧形波纹的直径d3为4～5mm，和/或，所述支撑波箔的多个波纹中每两个相邻弧形波纹相对于所述第一轴承套的轴线的角度差α为3
°
～5
°
。
[0022]在一些实施例中，所述静压径向轴承段包括：
[0023]第二轴承套，外壁具有至少一个第一环形槽和供气通孔，所述至少一个第一环形槽被配置为固定套设在所述第一环形槽内的环形密封圈；
[0024]多孔质材料内轴套，位于所述第二轴承套径向内侧，
[0025]其中，所述静压径向轴承段的内径d2为所述多孔质材料内轴套的内径。
[0026]在一些实施例中，所述多孔质材料内轴套的外周面具有多个气流槽，所述多个气流槽沿轴向间隔布置，在相邻气流槽之间设有通流口，所述供气通孔正对所述多个气流槽中的至少一个。
[0027]在一些实施例中，所述多个气流槽的至少一个的深度h2为0.3～0.5mm。
[0028]在一些实施例中，所述通流口的宽度与所述多个气流槽中每个气流槽的宽度均相同。
[0029]在一些实施例中，所述至少一个第一环形槽包括沿轴向间隔布置的多个第一环形槽，所述多个第一环形槽的一部分和另一部分沿轴向分别位于所述供气通孔的两侧。
[0030]在一些实施例中，所述第二轴承套的外壁还具有至少一个第二环形槽，所述供气通孔与所述至少一个第二环形槽连通。
[0031]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。
[0032]因此，根据本公开实施例，将至少一个动压径向轴承段和至少一个静压径向轴承段通过连接件连接成一体，并使动压径向轴承段的内径大于静压径向轴承段的内径，这使得本公开实施例的气体轴承能够在转子处于较低速度时通过静压轴承段对转子实现可靠的支撑作用，并能够在转子处于较高速度时通过动压轴承段对转子提供具有更高的刚度和阻尼的支撑作用，从而使得本公开实施例的气体轴承给更大转速范围的转子提供良好支撑，提高使用寿命和工作稳定性。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体轴承，其特征在于，包括：沿轴向设置的至少一个动压径向轴承段(20)和至少一个静压径向轴承段(10)，所述至少一个动压径向轴承段(20)和所述至少一个静压径向轴承段(10)连接成一体，所述至少一个动压径向轴承段(20)的内径d1大于所述至少一个静压径向轴承段(10)的内径d2。2.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个动压径向轴承段(20)包括至少两个动压径向轴承段(20)，所述至少两个动压径向轴承段(20)中的一部分沿轴向位于所述至少一个静压径向轴承段(10)的一侧，所述至少两个动压径向轴承段(20)中的另一部分沿轴向位于所述至少一个静压径向轴承段(10)的另一侧。3.根据权利要求2所述的气体轴承，其特征在于，所述至少两个动压径向轴承段(20)位于所述至少一个静压径向轴承段(10)两侧的两个部分与所述至少一个静压径向轴承段(10)分别通过独立的连接件(30)连接。4.根据权利要求2所述的气体轴承，其特征在于，所述至少两个动压径向轴承段(20)的结构和尺寸相同。5.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个动压径向轴承段(20)包括两个动压径向轴承段(20)，所述至少一个静压径向轴承段(10)包括一个静压径向轴承段(10)，所述两个动压径向轴承段(20)分别通过两组螺钉与所述一个静压径向轴承段(10)固定连接，每组螺钉包括至少两个螺钉。6.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个动压径向轴承段(20)的内径d1与所述至少一个静压径向轴承段(10)的内径d2的差值为5～8μm。7.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述动压径向轴承段(20)包括：第一轴承套(21)；多个支撑波箔(22)，与所述第一轴承套(21)内壁连接，每个支撑波箔(22)整体呈圆弧形，且沿所述支撑波箔(22)的延伸方向具有多个弧形波纹；第一顶箔(23)，与所述第一轴承套(21)内壁连接，所述第一顶箔(23)位于所述支撑波箔(22)邻近所述第一轴承套(21)的轴线一侧，并在径向上对所述支撑波箔(22)进行支撑；第二顶箔(24)，与所述第一轴承套(21)内壁连接，所述第二顶箔(24)位于所述第一顶箔(23)邻近所述第一轴承套(21)的轴线一侧，并在径向上对所述第一顶箔(23)进行支撑，其中，所述动压径向轴承段(20)的内径d1为所述第二顶箔(24)的内径。8.根据权利要求7所述的气体轴承，其特征在于，所述第一轴承套(21)的内壁具有对应于所述多个支撑波箔(22)的多组线槽，对应于每组线槽的支撑波箔(22)的第一端固定在该组线槽中，所述第一顶箔(23)的第一端固定在所述多组线槽中的一组线槽中，所述第二顶箔(24)的第一端固定在所述多组线槽中的一组线槽中，对应于每组线槽的支撑波箔(22)的第二端相对于第一端的延伸方向与所述第一顶箔(23)的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉明，陈玉辉，钟瑞兴，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：