[发明专利]新型内衬式高速气体轴承结构

说明书

技术领域

本发明涉及气体轴承领域，特别是在静压气体轴承氦透平膨胀机应用的低温领域，具体涉及一种新型内衬式高速气体轴承结构。

背景技术

由于气体轴承具有无接触、高转速、清洁、无噪音等优点，目前被广泛应用于各种行业，特别是目前的静压气体轴承透平膨胀机应用的低温行业，如：空气分离、天然气液化、化工尾气回收、大型氦低温系统等方面。如图1所示，目前，所有固有孔节流的静压气体轴承的设计大多都是采用径向用双排供气，圆周8个或12个均布供气小孔供气；同时，止推轴承采用圆周8个或16个均匀供气小孔供气。一般情况下，供气小孔直径在0.25~0.35mm之间；也就是说，一个静压气体轴承上要打24或40个直径为0.25~0.35mm的供气小孔，不能有一个小孔加工误差偏大或小孔打错（如钻头断裂、小孔打斜、小孔打的位置度差、小孔周向分布不均、轴向窜动太大等），否则此件就废了，功亏一篑，浪费很大。

一般气体轴承材料为：不锈钢、锡青铜或铍青铜，要在这样的材料上打直径为0.25~0.35mm的孔（孔深大约2mm，钻头悬臂长度约20mm），其难度可想而知，需要高速钻床而且操作工技术要非常娴熟。因此每个气体轴承的加工都需要投料2件以上，废品率很高。因为打孔是最后一道工序，废品率较高，导致材料与加工时间的浪费，同时也增加了产品的加工周期。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型内衬式高速气体轴承结构，突破传统的气体轴承的结构形式（气体轴承为单一件，而不是复合件），在轴承内衬石墨材料上打0.25～0.35孔方便很多，废品率几乎为零；而且，内衬材料采用石墨，当高速旋转的转子与轴承有轻微的接触时，也不会烧结卡死，或卡死时，主轴一般不会损坏，只是气体轴承内衬石墨材料损坏，方便修理维护，进一步降低维护成本。

本发明采用的技术方案是：

一种新型内衬式高速气体轴承结构，其特征在于：包括有不锈钢轴承外套、石墨轴承内衬，所述的不锈钢轴承外套与石墨轴承内衬通过过盈配合连接在一起，石墨轴承内衬的中部内壁上沿径向开设有环形槽，石墨轴承内衬的底部沿轴向开设有一个与环形槽相通的进气孔，石墨轴承内衬的顶部沿径向开设有出气孔一，不锈钢轴承外套的顶部沿径向开设有与出气孔一贯通的出气孔二。

新型内衬式高速气体轴承结构，其特征在于：所述的不锈钢轴承外套与石墨轴承内衬的侧壁上分别设有数个相配合的螺纹孔。

本发明的优点是：

本发明为气体轴承加工提供新的加工途径，可以大大简化加工，大大降低加工难度和降低加工成本；设计环形槽可防变形，由于气体轴承内衬材料采用石墨，当高速旋转的转子与轴承有轻微的接触时，也不会烧结卡死，或卡死时主轴一般不会损坏，只是气体轴承内衬石墨材料损坏，方便修理维护，进一步降低维护成本，达到国内外同类产品的先进水平。

附图说明

图1气体轴承通用型的结构示意图。

图2新型气体轴承内衬结构示意图。

图3新型气体轴承外套结构示意图。

图4新型气体轴承复合件结构示意图。

具体实施方式

如图2-4新型气体轴承复合件结构示意图所示，一种新型内衬式高速气体轴承结构，包括有不锈钢轴承外套1、石墨轴承内衬2，不锈钢轴承外套1与石墨轴承内衬2通过过盈配合连接在一起，石墨轴承内衬2的中部内壁上沿径向开设有环形槽3，石墨轴承内衬2的底部沿轴向开设有一个与环形槽3相通的进气孔4，石墨轴承内衬2的顶部沿径向开设有出气孔5，不锈钢轴承外套1的顶部沿径向开设有与出气孔5贯通的出气孔6。

不锈钢轴承外套1与石墨轴承内衬2的侧壁上分别设有数个相配合的螺纹孔7。

实现过程：把轴承外套在烘箱内加热到200⁰C左右，把轴承内衬放入液氮中充分冷却，然后把轴承内衬放入轴承外套内，要求要安装到位（轴向尺寸，径向供气孔位置等都安装无误），不能安装倾斜等。安装完毕后，放置在大气环境下，等待2者复温。等2者复温到环境温度后，便可以根据气体轴承的设计要求（尺寸公差与行位公差）进一步进行精加工。精加工后，一个新型内衬式高速气体轴承就完成了。