复合型径向箔片气体轴承制造技术

本公开涉及一种复合型径向箔片气体轴承。该气体轴承包括：轴承座，包括轴承孔；底层箔片，套设于所述轴承孔并且与所述轴承孔的内壁接触；上层箔片，整体式套设于所述轴承孔；支承波箔，包括多个沿圆周方向配置于所述底层箔片和所述上层箔片之间的波箔片；所述波箔片包括多个相互连接的第一支承片和第二支承片，所述第一支承片和第二支承片的曲率不同。上述的复合型径向箔片气体轴承的波箔片采用变刚度结构设计，根据转子在高速转动形成的压缩气膜向波箔片施加的载荷来设置波箔片的刚度，在载荷较大的区域对应设置波箔片的刚度也较大，而对应于载荷较小的区域对应设置较小的刚度，从而整体上可以提高气体轴承的承载能力。整体上可以提高气体轴承的承载能力。整体上可以提高气体轴承的承载能力。

【技术实现步骤摘要】
复合型径向箔片气体轴承


[0001]本公开涉及气体轴承领域，尤其是一种复合型径向箔片气体轴承。

技术介绍

[0002]箔片气体轴承是一种采用弹性支承结构的动压气体轴承，由于其利用楔形气膜的动压效应来为转子提供承载力，因此无需外接气源，具有转速高、摩擦损耗低、维护成本低以及能够在高低温环境下使用等优点，在氢燃料电池空压机、空气悬浮离心鼓风机、飞机环控系统和微型燃气轮机等高速旋转机械中悠着广泛的应用。
[0003]箔片气体轴承本质上是利用顶层箔片与转子间楔形气膜的动压效应来产生周向的压差从而支承转子高速运行的，周向的楔形压缩气膜可以给转子自重提供支承载荷。由于楔形压缩气膜的压力分布不均匀，降低了气体轴承的承载能力。

技术实现思路

[0004]鉴于以上内容，有必要提供一种复合型径向箔片气体轴承，可以改善气体轴承的承载能力。
[0005]为此，本公开提供了一种复合型径向箔片气体轴承，包括：
[0006]轴承座，包括轴承孔；
[0007]底层箔片，套设于所述轴承孔并且与所述轴承孔的内壁接触；
[0008]上层箔片，整体式套设于所述轴承孔，用于承载转子；
[0009]支承波箔，包括配置于所述底层箔片和所述上层箔片之间的波箔片，所述波箔片的刚度对应于所述转子形成的压缩气膜对所述波箔片施加的载荷。
[0010]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述波箔片包括多组波状凸起，所述波状凸起包括沿径向方向弯曲的第一支承片和第二支承片，每组所述波状凸起的所述第一支承片和第二支承片的曲率对应于所述波状凸起所在位置的刚度。
[0011]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述第一支承片和第二支承片的沿径向方向弯曲的方向相反，所述第一支承片与所述上层箔片接触，所述第二支承片与所述底层箔片接触。
[0012]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述支承波箔包括多个沿圆周方向配置的所述波箔片，所述波箔片沿所述转子的转动方向依次包括自由端和固定端，所述固定端连接所述轴承座，所述自由端沿所述轴承孔的圆周方向延伸。
[0013]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述波箔片包括连接部和支承部；所述连接部沿圆周方向的一侧连接多个所述支承部，另外一侧连接所述轴承座，并且中部的支承部的轴向长度大于端部的支承部的轴向长度。
[0014]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述波箔片包括气膜收敛段和沿圆周方向连接所述气膜收敛段的气膜发散段；
[0015]所述气膜收敛段的第一支承片和第二支承片的径向高度沿转子的转动方向递增；
所述气膜发散段的第一支承片和第二支承片的径向高度沿转子的转动方向递减。
[0016]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述气膜收敛段的圆心角x和所述气膜发散段的圆心角y满足：γ＝y/x，且0<＝γ<＝0.4；
[0017]其中，γ为角系数。
[0018]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述气膜收敛段的外端的高度为h1，所述气膜收敛段和气膜发散段连接处的高度为h2，所述气膜发散段的外端的高度为h3；
[0019]所述高度h1和高度h2满足：入口高度差Δ1＝h2
‑
h1，且0.05mm<＝Δ1<＝0.5mm；
[0020]所述高度h2和高度h3满足：出口高度差Δ2＝h2
‑
h3，且0<＝Δ2<＝0.5mm。
[0021]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述上层箔片包括顶层箔片和中间箔片，顶层箔片和中间箔片整体式与所述轴承孔同轴地嵌入所述轴承孔，并且所述中间箔片位于所述顶层箔片和所述支承波箔之间。
[0022]根据所述的复合型径向箔片气体轴承，所述轴承孔设有开口沿径向方向延伸的槽体，所述槽体的开口沿所述轴承孔的径向方向延伸；所述底层箔片设有沿径向贯通的通孔；
[0023]所述顶层箔片采用整体成型的方式卷绕成相同曲率的弧形箔片，两端设有固定凸起，所述固定凸起嵌入所述槽体内，致使所述顶层箔片沿圆周方向整体式嵌入所述轴承孔；
[0024]所述波箔片的固定端设有固定凸起，所述固定凸起穿过所述通孔嵌入所述槽体内以沿圆周方向固定所述波箔片。
[0025]相较于现有技术，上述的复合型径向箔片气体轴承的波箔片采用变刚度结构设计，根据转子在高速转动形成的压缩气膜向波箔片施加的载荷来设置波箔片的刚度，在载荷较大的区域对应设置波箔片的刚度也较大，而对应于载荷较小的区域对应设置较小的刚度，从而整体上可以提高气体轴承的承载能力。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是复合型径向箔片气体轴承的结构示意图。
[0028]图2是复合型径向箔片气体轴承横向剖面结构示意图。
[0029]图3是轴承座的结构示意图。
[0030]图4是底层箔片的结构示意图。
[0031]图5是上层箔片的结构示意图。
[0032]图6是支承波箔的结构示意图。
[0033]图7是波箔片的结构示意图。
[0034]图8是波箔片的波高变形示意图。
[0035]图9是气体轴承运转时周向气膜压力分布和上层箔片变形的示意图。
[0036]主要元件符号说明
[0037][0038][0039]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。
具体实施方式
[0040]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
[0041]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施
方式的目的，不是旨在于限制本公开。
[0042]在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0043]图1是复合型径向箔片气体轴承的结构示意图，图2是复合型径向箔片气体轴承横向剖面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，包括：轴承座，包括轴承孔；底层箔片，套设于所述轴承孔并且与所述轴承孔的内壁接触；上层箔片，整体式套设于所述轴承孔，用于承载转子；支承波箔，包括配置于所述底层箔片和所述上层箔片之间的波箔片，所述波箔片的刚度对应于所述转子形成的压缩气膜对所述波箔片施加的载荷。2.如权利要求1所述的复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，所述波箔片包括多组波状凸起，所述波状凸起包括沿径向方向弯曲的第一支承片和第二支承片，每组所述波状凸起的所述第一支承片和第二支承片的曲率对应于所述波状凸起所在位置的刚度。3.如权利要求2所述的复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，所述第一支承片和第二支承片的沿径向方向弯曲的方向相反，曲率所述第一支承片与所述上层箔片接触，所述第二支承片与所述底层箔片接触。4.如权利要求1所述的复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，所述支承波箔包括多个沿圆周方向配置的所述波箔片，所述波箔片沿所述转子的转动方向依次包括自由端和固定端，所述固定端连接所述轴承座，所述自由端沿所述轴承孔的圆周方向延伸。5.如权利要求1所述的复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，所述波箔片包括连接部和支承部；所述连接部沿圆周方向的一侧连接多个所述支承部，另外一侧连接所述轴承座，并且中部的支承部的轴向长度大于端部的支承部的轴向长度。6.如权利要求1所述的复合型径向箔片气体轴承，其特征在于，所述波箔片包括气膜收敛段和沿圆周方向连接所述气膜收敛段的气膜发散段；所述气膜收敛段的第一支承片和第二支承片的径向高度沿转子的转动方向递增；所述气膜发散段的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建军，欧玉书，
申请(专利权)人：东莞青锐科技有限公司，
类型：新型
国别省市：