[实用新型]柔性动压气体止推轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动压止推轴承，特别涉及使用柔性的平面表面作为轴承工作面的动压止推轴承。

背景技术

动压气体轴承按照限制转子位移的方向不同，分为动压气体径向轴承与动压气体止推轴承，其中动压气体径向轴承限制转子径向位移并承担来自径向的载荷，而动压气体止推轴承限制转子轴向位移并承担来自轴向的载荷。动压气体轴承又可按照轴承表面为刚性或柔性，分为刚性表面动压气体轴承和柔性表面动压气体轴承，其中柔性表面动压气体轴承由于具有高速稳定性好、不易抱死、制造精度与装配精度要求低等优势，在高速及超高速回转机械中有广泛应用前景。

柔性表面动压气体轴承在工作时，在高速运转的转子表面与轴承表面之间形成动压气膜，由动压气膜分离转子与轴承表面因此消除接触摩擦，但在转子转速较低的启动阶段，转速不足以形成有效的动压气膜，从而使转子与轴承表面间存在接触摩擦，造成启动力矩大、转轴及转子工作面磨损。工程上可用的柔性表面动压气体轴承需要具有较低的启动阻力矩和足够的启停次数寿命。

本实用新型涉及一种柔性动压气体止推轴承。柔性动压气体止推轴承采用多个垫片的结构设计，垫片的数量从4片到8片不等并按圆周方向均匀布满整个轴承工作表面。目前的柔性动压气体止推轴承的垫片都采用了有入口斜坡的结构设计，这种设计使止推盘与轴承工作表面间形成初始的楔形气膜，理论上有利于气体动压效应在气膜间隙入口附近的形成，并提高动压气体止推轴承的承载能力。然而，实际制造过程中发现由于入口斜坡的斜坡角度非常小且轴承表面为柔性而难以加工，使得加工出理想的入口斜坡结构非常困难。不理想的入口斜坡结构不仅不会增大轴承的承载能力，反而会造成轴承启动力矩大、局部磨损严重、难以起飞等诸多问题，进而影响到轴承的正常使用。

本实用新型在继承传统柔性止推动压气体轴承柔性的特征的基础上，提出无入口斜坡的平面表面柔性动压气体止推轴承，克服传统柔性动压止推轴承难以加工且性能不理想的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种柔性动压气体止推轴承，包括轴承座、连接在轴承座上的弹性支撑体和连接在弹性支撑体上的顶层平箔片，所述顶层平箔片由多个平箔片固定连接在弹性支撑体上以形成轴承工作面。

优选的是，所述弹性支撑体一体成型，其为橡胶、金属橡胶和波箔片中的任意一种。

优选的是，在止推轴承工作时由动压效应自作用使所述顶层平箔片变形而产生入口斜坡。

优选的是，所述弹性支撑体与轴承座的连接方式为采用耐高温金属胶粘接连接。

优选的是，所述多个平箔片为4～10块扇形平箔片；所述平箔片的厚度为 0.05～0.10mm。

优选的是，所述平箔片为弹性金属平箔片；所述弹性金属平箔片为铍青铜平箔片、65锰钢平箔片和GH145/GH4145高温弹性合金平箔片中的一种。

优选的是，所述平箔片上表面涂覆聚四氟乙烯涂层；所述平箔片与弹性支撑体的固定连接方式为采用耐高温金属胶粘接连接；所述平箔片与弹性支撑体的连接表面上采用喷丸粗糙化处理。

优选的是，所述轴承工作面可实现转子止推盘双向旋转。

优选的是，所述弹性支撑体的厚度0.5～3mm。

本实用新型提供了一种加工制造容易、且性能优异的柔性平面表面动压气体止推轴承，该动压气体止推轴承利用柔性表面自适应变形能力构建入口斜坡结构，使轴承充分继承了传统柔性动压气体止推轴承柔性表面特点的同时，使加工制造更为容易。

本实用新型至少包括以下有益效果：

(1)平面的轴承工作面可由平面的平箔片直接形成，而平面的平箔片比带初始斜坡的顶箔片在加工方面容易许多，且表面形状精度容易保证；

(2)弹性支撑体为整体结构，省去分割为多个扇形结构所需的切割工艺步骤，使加工过程简化，同时整体的弹性支撑体粘接至轴承座上仅需要一次粘接步骤，比分割为多个扇形结构的弹性支撑体的多次粘接更为容易，且安装精度容易保证；

(3)本实用新型轴承的初始工作表面为平面，这意味着接触摩擦时轴承表面与转子表面接触面积更大，从而使轴承表面单位面积的接触应力更小，避免轴承出现局部严重磨损，使轴承获得更长的使用寿命；