[发明专利]内装金属颗粒的高阻尼箔片动压气体轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体轴承，特别是一种箔片空隙内装有金属颗粒的高阻尼箔片动压气体轴承。

背景技术

气体轴承具有速度高、精密度高、耐高温、摩擦损耗小、寿命长等优点，经过最近几十年的迅速发展，气体轴承已经在高速支承、高精密支承等领域取得了广泛应用。目前气体轴承已经发展出多种类型，主要分为动压型和静压型。动压型中又有箔片式、人字槽式和侧倾瓦式等多种结构。其中箔片气体轴承凭借其优异性能得到了广泛的关注和研究。在箔片气体轴承中，箔片是主要的支承结构，它应该具有一定的刚度和阻尼，使轴承相应获得一定的承载能力和缓和冲击振动的能力。现有的箔片轴承已经具有一定的刚度值，其承载能力较最初的结构已经提高了三到四倍。然而轴承的阻尼值却没有大的提高，这导致轴承的临界转速较低，在高速运转时容易失稳甚至卡死。为了提高气体轴承的可靠性，本发明在箔片轴承的基础上提出了一种提高气体轴承阻尼的新方法。

发明内容

本发明为了寻求能够显著提高气体轴承阻尼和气体轴承可靠性的方法，提供了一种新型箔片轴承结构。此种结构可以在一定程度上解决箔片动压气体轴承阻尼较低、容易失稳的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：箔片气体轴承的基本组成部分为套箔、弹性箔片和轴承基体，套箔和弹性箔片在一端固定在一起并且同时固定在轴承套上。箔片内部存在空隙，在这些空隙内填入金属颗粒并将其密封起来。

本发明提出的技术方案意在箔片空隙内填入金属颗粒并且将其密封起来，利用增加轴承内部摩擦面积的方法增加轴承阻尼。在轴承工作时，除了箔片之间以 及箔片与轴承基体之间的摩擦，箔片和金属颗粒之间以及金属颗粒之间也会产生摩擦，这样就大大增加了轴承内部的摩擦面积，增强了轴承吸收冲击振动能量的能力，从而使轴承阻尼增大，达到提高气体轴承可靠性的目的。除此之外，密集的金属颗粒自身具有一定的刚度，这就在增加轴承阻尼的同时增加了轴承刚度，提高了轴承的综合性能。

这种方案适用于箔片动压径向气体轴承。在径向气体轴承中，套箔为双层柱状壳体结构，弹性箔片为波浪形箔片并位于套箔壳体内部，它们在一端固定在一起。金属颗粒填充在套箔壳体内部的空隙内，在轴承两侧用挡板把金属颗粒密封起来。轴承一侧的密封挡板为圆环形，其内边缘与套箔内层相接，外边缘用螺钉固定在轴承套上，覆盖在箔片开口的部分外凸，凸起恰好完全挡在箔片开口外侧。轴承另一侧的密封挡板也为圆环形，其内边缘与套箔内层相接，但外边缘与套箔外层相接，挡板整体外凸，凸起恰好完全挡在箔片开口外侧。

这种方案也适用于箔片动压止推气体轴承。止推气体轴承内的箔片呈几片扇形，它们均匀分布在轴承基体边缘。各块箔片的结构与径向气体轴承的箔片结构相似。套箔为一扁平状扇形壳体结构，弹性箔片为一层波浪形箔片并装在套箔壳体内部。金属颗粒填充在套箔壳体内腔中，在轴承内、外侧用两块挡板把金属颗粒密封起来。轴承内、外侧的两片密封挡板为贴在轴承内孔壁和外壁的柱形挡板，挡板一侧与套箔顶层相接，另一侧用螺钉固定在轴承基体上，其覆盖在箔片开口的部分外凸，凸起恰好完全挡在箔片开口外侧。

与现有气体轴承结构相比，本发明提出的轴承结构可以将轴承的阻尼值提高10%~30%，刚度也有所提高。它在一定程度上解决了气体轴承可靠性差的问题。

附图说明

图1为箔片动压径向气体轴承装配示意图。

图2为箔片动压径向气体轴承主要零件示意图。

图3为箔片动压止推气体轴承装配示意图。

图4为箔片动压止推气体轴承重要零件示意图。

图1-图4中：1-轴承套；2-左侧密封挡板；3-套箔；4-弹性箔片；5-金属颗粒；6-右侧密封挡板；7-扇形套箔；8-内挡板；9-外挡板；10-轴承基体；11-扇形弹性箔片。

具体实施方式

以下结合附图及实例对本发明作进一步的详细描述。