[发明专利]无摩擦旋转供气气浮装置

说明书

技术领域

本发明涉及气浮领域。

发明背景

气悬浮系统除了可应用在气浮轴轴向移动领域，亦可很好的应用于气浮轴转动领域，它是用气体代替油作为润滑剂，在轴与轴承套之间构成气膜，使活动面和静止面避免直接接触的理想的支承元件。

在一种止推空气轴承的应用中，止推轴承随着承载件在平面内无摩擦运动，如实现竖直放置的多扇折叠合页在平面内无摩擦的展开运动，合页板的底部通过止推空气轴承提供无摩擦支撑并实现合页间的无摩擦旋转，同时止推空气轴承通过气浮垫在平面内无摩擦运动，来满足合页无摩擦展开的要求。止推空气轴承是随合页板运动的，因此若采用传统的空气方式，供气管道会对止推空气轴承的运动产生扰动的影响，且供气线路多，易发生扭转、缠绕，不便于安装和维护。

发明内容

 为了解决现有气浮装置的止推轴承运动影响的不足，本发明提供一种可连续供气的不受气管扰动影响的无摩擦旋转供气气浮装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无摩擦旋转供气气浮装置，包括内芯、外芯和端盖，所述内芯套装在外芯内，所述端盖包括上端盖、下端盖，所述外芯上下两端通过螺栓与上端盖、下端盖固定，所述内芯和外芯以及内芯和上端盖、下端盖之间均存在微小间隙；

所述内芯上端开有一道环形气腔槽，所述环形气腔槽的两侧各开有环形密封槽，所述环形气腔槽内沿径向方向打孔通向圆心形成进气孔，所述内芯中部及靠近底部区域沿圆周上均布径向节流孔，所述径向节流孔沿径向方向在圆心连通，所述内芯从顶端圆心沿轴向打盲孔形成出气口，所述出气口与径向节流孔及进气孔连通，所述内芯底端沿轴向方向打盲孔形成底端轴向节流孔，所述底端轴向节流孔均布在内芯底端在轴向方向与底部径向节流孔连通，所述内芯顶端沿轴向方向打盲孔形成顶端轴向节流孔，所述顶端轴向节流孔均布在内芯顶端在轴向方向与中部径向节流孔连通，所述轴向节流孔也与进气孔连通，所述上端盖和下端盖上均布卸压孔，所述外芯上部有带有螺纹的进气口，所述外芯中部均布泄压孔，所述泄压孔与外芯内壁上的泄压槽连通。

进一步，所述无摩擦旋转供气气浮装置还包括总气源，所述出气口接气管供气给以无摩擦旋转供气气浮装置为圆心运动的止推空气轴承。

更进一步，所述无摩擦旋转供气气浮装置还包括总气源，所述出气口接气管供气给以其为圆心运动的另一个无摩擦旋转供气气浮装置。可以通过级联方式进行供气，例如将最末尾一个无摩擦旋转供气气浮装置的出气口接气管供气给以无摩擦旋转供气气浮装置为圆心运动的止推空气轴承。

本发明的设计思路是：无摩擦旋转供气气浮装置，其实为一个包含了迷宫密封、径向空气轴承、止推空气轴承等三大部分的复合空气轴承。

在内芯上开有一道环形的内芯气腔，并且在气腔的两侧各开有四道密封槽。当压气体从外芯进入以后，先进入内芯的环形气腔中，由于外芯和内芯之间存在间隙，在环形气腔两侧隔开有四道密封槽，可以有效的减少气体的泄漏量，从而使得大部分气体进入内芯的进气口，此为迷宫密封。

 从内芯进气口进入的压缩气体，大部分从内芯的出气口输出，一小部分通过内部的气路通道为内芯上分布的径向节流孔和轴向节流孔供气，高压气体经过节流孔在内芯、外芯与端盖之间形成气膜，实现内芯的无摩擦旋转。可以看成一个径向空气轴承和止推空气轴承的复合体。

上下端盖和外芯上均开设有泄压孔，泄压孔与大气相通，保证内芯与外芯的间隙内存在压差，高压气体通过节流孔进入间隙后形成气膜。为了减少迷宫密封的泄流量，径向泄气孔距离密封槽有一定的距离，因此上端盖的泄气孔开在了直径小于内芯直径的一圈圆周上，而且上端面上开有出气口，所以上端面止推轴承为一个直径较小的环面止推空气轴承，下端盖的排气孔开在和内芯直径相等的一圈圆周上，因此下端面止推空气轴承为一个圆形止推空气轴承。下端盖上开有内螺栓孔和外螺栓孔，内螺栓孔用来连接下端盖和外芯，外螺栓孔用来把整个装置固定在一个平台上。在外芯的上部开有一个进气口，高压气体从进气口输入。在进气口上开有螺纹，用来和进气管道的接头连接。

无摩擦旋转供气气浮装置的内芯可在外芯内无摩擦旋转，从外芯进入内芯的气体大部分从内芯出气口输出，出气口接气管给供气给以无摩擦旋转供气气浮装置为圆心运动的止推空气轴承，如图3所示，气管随止推轴承旋转，过程中不会发生扭转、伸缩、缠绕，不对止推轴承产生附加的力的影响。