一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机制造技术

本发明专利技术是一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机，包括壳体、定子和主轴，壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的一级轴承座和二级轴承座，壳体两端外侧分别安装一级扩压器和二级扩压器，主轴两端穿出一级扩压器和二级扩压器后分别安装一级蜗轮和二级蜗轮，一级蜗轮和二级蜗轮外安装一级蜗壳和二级蜗壳，一级蜗壳和二级蜗壳通过连接管相连，主轴上固接止推盘，止推盘位于一级轴承座和一级扩压器之间，止推盘与一级轴承座之间、止推盘与一级扩压器之间分别安装止推空气轴承；与现有技术不同的是，止推空气轴承的波箔分别套设在轴承座或扩压器的套接凸台上，省去现有技术的底板、螺钉，无需焊接，避免了波箔因焊接引起的变形。避免了波箔因焊接引起的变形。避免了波箔因焊接引起的变形。

A high-speed centrifugal air compressor based on socket convex air bearing

【技术实现步骤摘要】
一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机


[0001]本专利技术涉及非变容的离心空压机，具体是一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机。

技术介绍

[0002]高压、大流量的空气供应对提高现有氢燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应系统的重要零部件之一。
[0003]现有技术，无论是公开号CN112879318A公开的一种高速离心压缩机，还是公开号CN108286567A公开的一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，它们的空气轴承都采用传统的方式，都包含有底板，并且波箔、顶箔都直接或间接与底板进行连接，而通常底板都是通过螺钉固接或通过焊接在扩压器或轴承座上，不仅占据了有限的空间，而且在长期动载荷的作用下，螺钉会出现松动、断裂，焊点会疲劳开焊，影响气体压缩机整个系统的稳定性。而且波箔因焊接容易造成变形、翘起，最终导致顶波不平整，运行时气膜不均匀。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，本专利技术公开一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机，所采取的技术方案是：一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机，包括壳体、定子和主轴，壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的一级轴承座和二级轴承座，壳体两端外侧分别安装一级扩压器和二级扩压器，主轴两端穿出一级扩压器和二级扩压器后分别安装一级蜗轮和二级蜗轮，一级蜗轮和二级蜗轮外安装一级蜗壳和二级蜗壳，一级蜗壳和二级蜗壳通过连接管相连，主轴上固接止推盘，止推盘位于一级轴承座和一级扩压器之间，止推盘与一级轴承座之间、止推盘与一级扩压器之间分别安装止推空气轴承；其特征在于：与止推盘相对的一级轴承座的盘面上开设第一安装槽，第一安装槽的轴心线与一级轴承座的轴心线共线，第一安装槽的底壁向上延伸形成N个形状相同的、呈扇面状的本体凸台，每个本体凸台上、靠近其同一侧直边分别向上延伸形成M个第一套接凸台；N≥3，M≥2；与止推盘相对的一级扩压器的盘面上开设第二安装槽，第二安装槽的轴心线与一级扩压器的轴心线共线，第二安装槽的底壁上圆周阵列N个扩压器导气通道，在第二安装槽的底壁上、对应每个扩压器导气通道的同侧分别向上延伸形成M个第二套接凸台；2
×
N个波箔单体，每个波箔单体一侧向外延伸形成M段延伸带，每个延伸带自由端与一个拉环连为一体，拉环适于套接在第一套接凸台或第二套接凸台上；2个顶箔分别与2
×
N
×
M个第一套接凸台和第二套接凸台的顶端点焊固接在一起；每个顶箔包括N个顶箔单体。
[0005]进一步地，本体凸台与第一安装槽侧壁之间、相邻本体凸台之间形成轴承座导气
通道。
[0006]进一步地，一级轴承座中心开设第一主轴孔，与止推盘相对的一级轴承座的盘面上、靠近其边缘开设轴承座第一环形导气槽，第一环形导气槽与第一安装槽相间，N个开口于一级轴承座周向圆面的第一导气孔贯通第一环形导气槽和第一安装槽。
[0007]进一步地，一级扩压器中心开设第二主轴孔，与止推盘相对的一级扩压器的盘面上开设与第二安装槽同心的冷却气回流腔，扩压器导气通道与冷却气回流腔相通；靠近第二安装槽的侧壁开设与第二安装槽同心的第二环形导气槽，扩压器导气通道的内端与第二环形导气槽不相通；N个开口于一级扩压器周向圆面的第二导气孔贯通第二环形导气槽和冷却气回流腔。
[0008]进一步地，每个顶箔单体包括固定段、比固定段高的抵接段、将固定段与抵接段连为一体的转折段，固定段的下表面与抵接段的下表面之间的距离小于波箔单体的波高；顶箔单体的固定段分别与第一套接凸台或第二套接凸台的顶端点焊固接在一起。
[0009]进一步地，相邻两个顶箔单体之间通过波形系带连为一体形成环形；顶箔单体的同侧边缘分别与第一套接凸台或第二套接凸台的顶端点焊固接在一起。
[0010]进一步地，波形系带包括靠近内环的内系带和靠近外环的外系带。
[0011]进一步地，第一套接凸台和/或第二套接凸台与拉环的内圆面间隙或过渡配合。
[0012]进一步地，第一套接凸台和/或第二套接凸台的高度等于或大于拉环的厚度。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：1.省去现有技术的底板、节省了零件和加工成本。
[0014]2.波箔套设在套接凸台上，无需焊接，避免了波箔因焊接引起的变形。
[0015]3.波箔套设在套接凸台上，套接凸台对波箔进行径向和轴向限位，无需焊接固定，避免脱焊掉落的可能性，运行更可靠，但不限制波箔自由端的伸展与回缩，提供相应的弹性和阻尼。
[0016]4.波箔套设在套接凸台上，提高了轴承装配的表面平整度，提高了受力和磨擦的均匀性，减少磨损、提高寿命。
[0017]5.省去现有技术的底板，节省了空间，有利于气体压缩机的小型化、轻量化。
[0018]6.套接凸台可通过机加工一次装夹，容易控制尺寸和公差，整机性能的稳定性得到保证，整机的轴向尺寸更加紧凑，节省了整机在设备上的安装空间，且可以单独更换受损的单体，降低了成本，避免浪费。结构简单，便于安装。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的结构示意图。
[0020]图2是本专利技术一级轴承座的结构示意图。
[0021]图3是本专利技术一级轴承座另一视角的结构示意图。
[0022]图4是本专利技术一级扩压器的结构示意图。
[0023]图5是本专利技术一级扩压器另一视角的结构示意图。
[0024]图6是本专利技术波箔单体的结构示意图。
[0025]图7是本专利技术采用分体式顶箔时顶箔单体的结构示意图。
[0026]图8是本专利技术采用整体式顶箔时顶箔的结构示意图。
[0027]图9是本专利技术采用分体式顶箔时一级轴承座与波箔单体、第一套接凸台和顶箔单体装配后的结构示意图。
[0028]图10是本专利技术采用整体式顶箔时一级轴承座与波箔单体、第一套接凸台和顶箔单体装配后的结构示意图。
[0029]图11是本专利技术采用分体式顶箔时一级扩压器与波箔单体、第二套接凸台和顶箔单体装配后的结构示意图。
[0030]图12是本专利技术采用整体式顶箔时一级扩压器与波箔单体、第二套接凸台和顶箔单体装配后的结构示意图。
[0031]图中标号：波箔单体
‑
1；延伸带
‑
11；拉环
‑
12；顶箔
‑
3；顶箔单体
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31；波形系带
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32；内系带
‑
321；外系带
‑
322；固定段
‑
311；抵接段
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312；转折段
‑
313；一级轴承座
‑
100；第一主轴孔
‑
101；第一环形导气槽
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103；第一安装槽
‑
104；第一导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机，包括壳体（300）、定子（400）和主轴（500），壳体（300）两端内侧分别安装用于支撑主轴（500）的一级轴承座（100）和二级轴承座（600），壳体（300）两端外侧分别安装一级扩压器（200）和二级扩压器（700），主轴（500）两端穿出一级扩压器（200）和二级扩压器（700）后分别安装一级蜗轮（800）和二级蜗轮（900），一级蜗轮（800）和二级蜗轮（900）外安装一级蜗壳（1000）和二级蜗壳（1100），一级蜗壳（1000）和二级蜗壳（1100）通过连接管相连，主轴（500）上固接止推盘（1200），止推盘（1200）位于一级轴承座（100）和一级扩压器（200）之间，止推盘（1200）与一级轴承座（100）之间、止推盘（1200）与一级扩压器（200）之间分别安装止推空气轴承；其特征在于：与止推盘（1200）相对的一级轴承座（100）的盘面上开设第一安装槽（104），第一安装槽（104）的轴心线与一级轴承座（100）的轴心线共线，第一安装槽（104）的底壁向上延伸形成N个形状相同的、呈扇面状的本体凸台（106），每个本体凸台（106）上、靠近其同一侧直边分别向上延伸形成M个第一套接凸台（108）；N≥3，M≥2；与止推盘（1200）相对的一级扩压器（200）的盘面上开设第二安装槽（204），第二安装槽（204）的轴心线与一级扩压器（200）的轴心线共线，第二安装槽（204）的底壁上圆周阵列N个扩压器导气通道（207），在第二安装槽（204）的底壁上、对应每个扩压器导气通道（207）的同侧分别向上延伸形成M个第二套接凸台（208）；2
×
N个波箔单体（1），每个波箔单体（1）一侧向外延伸形成M段延伸带（11），每个延伸带（11）自由端与一个拉环（12）连为一体，拉环（12）适于套接在第一套接凸台（108）或第二套接凸台（208）上；2个顶箔（3）分别与2
×
N
×
M个第一套接凸台（108）和第二套接凸台（208）的顶端点焊固接在一起；每个顶箔（3）包括N个顶箔单体（31）。2.根据权利要求1所述的一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空压机，其特征在于：本体凸台（106）与第一安装槽（104）侧壁之间、相邻本体凸台（106）之间形成轴承座导气通道（107）。3.根据权利要求1所述的一种基于套接凸台式空气轴承的高速离心空...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢子义，丁晓洁，王升科，谢元豪，
申请(专利权)人：烟台东德实业有限公司，
类型：发明
国别省市：