[发明专利]阶梯式复合节流静压气体球面轴承

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种轴承，具体地说是球面轴承。

背景技术

目前，工程中使用的静压气体球面轴承，仅仅利用外节流静压气浮或表面节流来承受载荷并提供刚度，在实际应用当中常常遇到承载能力低、刚度小、抗干扰能力差的问题。这些种类的静压气体球面轴承没有充分利用复合节流效应，从而不能提供大的承载能力和刚度，并且抗干扰能力差、回转精度难于提高；专利（US6164827A）提出了具有表面微沟槽的气浮结构，这种结构只有在小气膜厚度下才起作用，对提高气浮块综合性能没有显著作用；专利（JP特开2009-209962A）提出了一种节流器出口改进的气浮导轨，但其改进区域面积仅占制成面积的6.25%，无法起到表面节流作用；专利(CN16517831A)公开了一种双特征表面节流球面轴承，基于传统腐蚀工艺采用了双特征等深模型，无法起到最佳表面节流作用。

发明内容

本发明的目的在于提供高刚度、高承载能力的阶梯式复合节流静压气体球面轴承。

本发明的目的是这样实现的：

本发明阶梯式复合节流静压气体球面轴承，其特征是：包括工作面，在工作面上设置静压气浮供气点，以静压气浮供气点为中心设置阶梯状节流浅腔，从外部向静压气浮供气点方向，阶梯状节流浅腔深度逐步增大，相邻静压气浮供气点的阶梯状节流浅腔不相通。

本发明还可以包括：

1、所述的工作面为外球面或内球面。

2、静压气浮供气点沿圆周方向单排布置或双排布置。

3、阶梯状节流浅腔的投影为椭圆形、扇形或其组合。

4、静压气浮供气点为具有节流作用的孔、带有毛细孔材料填充的孔或缝隙。

本发明的优势在于：

（1）轴承承载能力比传统静压气体球面轴承提高3倍以上。

（2）轴承刚度比传统静压气体球面轴承提高3倍以上。

（3）与传统气体轴承相比，气膜对定位面加工误差的均化效应得到进一步提高。

附图说明

图1是工作面为内球面，具有两级台阶的阶梯状节流浅腔剖面的示意图；

图2是工作面为内球面，具有3级台阶的阶梯状节流浅腔剖面的示意图；

图3是工作面为外球面，具有两级台阶的阶梯状节流浅腔剖面的示意图；

图4是工作面为外球面，具有3级台阶的阶梯状节流浅腔剖面的示意图；

图5是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图6是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形-扇形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图7是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有椭圆形-椭圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图8是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有椭圆形-椭圆形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图9是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-椭圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图10是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图11是静压气浮供气点单排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-椭圆形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图12是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图13是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形-扇形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图14是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有椭圆形-椭圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图15是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有椭圆形-椭圆形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图16是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-椭圆形组合的两级阶梯状节流浅腔的示意图；

图17是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-扇形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图18是静压气浮供气点双排布置，以静压气浮供气点为中心加工有扇形-椭圆形-椭圆形组合的3级阶梯状节流浅腔的示意图；

图19是静压气浮供气点为具有节流效应的孔的示意图；

图20是静压气浮供气点为缝隙的示意图；