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：轴承壳(10)，具有沿轴向延伸的内腔，所述内腔包括沿轴向设置的至少一个静压安装段(11b)和至少一个动压安装段(11a)；至少一个多孔质材料内轴套(20)，分别设置在所述至少一个静压安装段(11b)内；至少一个弹性材料层(30)，分别设置在所述至少一个动压安装段(11a)内；和至少一个顶箔(40)，分别设置在所述至少一个弹性材料层(30)内侧，其中，所述至少一个多孔质材料内轴套(20)的内径d2小于所述至少一个顶箔(40)的内径d1。本公开实施例能够给更大转速范围的转子提供良好支撑，并能够满足严苛工况的工作需要。况的工作需要。况的工作需要。

【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。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。
[0004]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。
[0005]另外，对于动压箔片轴承来说，在一些复杂严苛工况下，如在飞机空调压气机及车载无油空压机上，由于飞机加速过程中超大的重力加速度及汽车运行过程中随路况变化带来的瞬间巨大加速度的冲击，使转子同动压箔片轴承之间出现几倍甚至数十倍于转子重力的力，而使得动压箔片轴承波箔发生严重塑性变形，从而使得转子同轴承之间的配合间隙发生改变，这将直接导致气体轴承在运行过程无法形成有效气膜，致使轴承工作失效。
[0006]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，并能够满足严苛工况的工作需要。
[0007]在本公开的一个方面，提供一种气体轴承，包括：
[0008]轴承壳，具有沿轴向延伸的内腔，所述内腔包括沿轴向设置的至少一个静压安装段和至少一个动压安装段；
[0009]至少一个多孔质材料内轴套，分别设置在所述至少一个静压安装段内；
[0010]至少一个弹性材料层，分别设置在所述至少一个动压安装段内；和
[0011]至少一个顶箔，分别设置在所述至少一个弹性材料层内侧，
[0012]其中，所述至少一个多孔质材料内轴套的内径d2小于所述至少一个顶箔的内径d1。
[0013]在一些实施例中，所述至少一个弹性材料层的厚度为1.5～2.5mm。
[0014]在一些实施例中，所述弹性材料层的材料包括峰值弹性变形量不超过0.5％的改性乙丙橡胶。
[0015]在一些实施例中，所述至少一个顶箔包括多个顶箔，所述至少一个弹性材料层包括与所述多个顶箔一一对应的多个弹性材料层，每个顶箔位于对应的弹性材料层内侧，且与对应的弹性材料层内侧表面接触。
[0016]在一些实施例中，每个顶箔的自由端搭接在相邻顶箔的内侧表面，搭接位置与所述相邻顶箔的固定端的角度差θ为8
°
～10
°
。
[0017]在一些实施例中，所述至少一个静压安装段包括至少两个静压安装段，所述至少两个静压安装段中的一部分沿轴向位于所述至少一个动压安装段的一侧，所述至少两个静压安装段中的另一部分沿轴向位于所述至少一个动压安装段的另一侧。
[0018]在一些实施例中，所述至少一个多孔质材料内轴套包括至少两个多孔质材料内轴套，分别设置在所述至少两个静压安装段内，所述至少两个静压安装段的结构和尺寸相同，所述至少两个多孔质材料内轴套的结构和尺寸相同。
[0019]在一些实施例中，所述至少一个静压安装段包括两个静压安装段，所述至少一个动压安装段包括一个动压安装段，所述一个动压安装段沿轴向位于所述两个静压安装段之间。
[0020]在一些实施例中，所述至少一个顶箔的内径d1与所述至少一个多孔质材料内轴套的内径d2的差值为7～10μm。
[0021]在一些实施例中，所述轴承壳的外壁具有至少一个第一环形槽和供气进孔，所述轴承壳的每个静压安装段具有供气出孔，所述轴承壳的本体具有连通所述供气进孔和所述供气出孔的供气流道，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。
[0022]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，所述供气出孔正对所述多个气流槽中的至少一个。
[0023]在一些实施例中，所述多个气流槽的至少一个的深度为0.3～0.5mm。
[0024]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。
[0025]在一些实施例中，所述供气流道为贯穿所述轴承壳的本体的直线流道，所述供气流道与所述轴承壳的轴线平行，且在所述供气流道的两端均设有封孔螺塞。
[0026]在本公开的一个方面，提供一种压缩机，包括前述气体轴承。
[0027]因此，根据本公开实施例，将多孔质材料内轴套设置在轴承壳内腔的静压安装段，将弹性材料层和顶箔设置在动压安装段，并使多孔质材料内轴套的内径小于顶箔的内径。一方面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多孔质材料内轴套对应的静压径向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弹性材料层和顶箔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；另一方面，通过弹性材料层与顶箔之间在径向上的挤压力和周向上的摩擦力实现优异的刚度和阻尼，从而有效预防转子在高速运转过程产生的自激振动，同时能够显著抵抗巨大冲击及强重力场的影响，使其可靠性显著提升。
附图说明
[0028]构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
[0029]参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
[0030]图1是根据本公开气体轴承的一些实施例的结构示意图；
[0031]图2是根据本公开气体轴承的一些实施例在轴向视角的结构示意图；
[0032]图3是图2的AA截面示意图；
[0033]图4是根据本公开气体轴承的一些实施例的分解结构沿轴向的纵截面示意图；
[0034]图5是图2中圆圈B的放大示意图；
[0035]图6是根据本公开气体轴承的一些实施例中多孔质材料内轴套的立体结构示意图。
[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，其特征在于，包括：轴承壳(10)，具有沿轴向延伸的内腔，所述内腔包括沿轴向设置的至少一个静压安装段(11b)和至少一个动压安装段(11a)；至少一个多孔质材料内轴套(20)，分别设置在所述至少一个静压安装段(11b)内；至少一个弹性材料层(30)，分别设置在所述至少一个动压安装段(11a)内；和至少一个顶箔(40)，分别设置在所述至少一个弹性材料层(30)内侧，其中，所述至少一个多孔质材料内轴套(20)的内径d2小于所述至少一个顶箔(40)的内径d1。2.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个弹性材料层(30)的厚度为1.5～2.5mm。3.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述弹性材料层(30)的材料包括峰值弹性变形量不超过0.5％的改性乙丙橡胶。4.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个顶箔(40)包括多个顶箔(40)，所述至少一个弹性材料层(30)包括与所述多个顶箔(40)一一对应的多个弹性材料层(30)，每个顶箔(40)位于对应的弹性材料层(30)内侧，且与对应的弹性材料层(30)内侧表面接触。5.根据权利要求4所述的气体轴承，其特征在于，每个顶箔(40)的自由端(41a)搭接在相邻顶箔(40)的内侧表面，搭接位置与所述相邻顶箔(40)的固定端(42b)的角度差θ为8
°
～10
°
。6.根据权利要求1所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个静压安装段(11b)包括至少两个静压安装段(11b)，所述至少两个静压安装段(11b)中的一部分沿轴向位于所述至少一个动压安装段(11a)的一侧，所述至少两个静压安装段(11b)中的另一部分沿轴向位于所述至少一个动压安装段(11a)的另一侧。7.根据权利要求6所述的气体轴承，其特征在于，所述至少一个多孔质材料内轴套(20)包括至少两个多孔质材料内轴套(20)，分别设置在所述至少两个静压安装段(11b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明珠，刘华，张治平，杨玉明，
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：