[发明专利]一种具备快速散热功能的气浮轴承结构

权利要求书

1.一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：包括气体球轴(1)、n个螺旋浅腔(3)、2n个连接通道(4)和环形散热槽(5)；其中，气体球轴(1)为半球体结构；气体球轴(1)的水平面水平放置；环形散热槽(5)水平设置在气体球轴(1)的顶端外壁处；n个螺旋浅腔(3)均匀设置在气体球轴(1)的外壁；且位于环形散热槽(5)一个的下方；2n个连接通道(4)两两一组，分成n组；每组连接通道(4)对应1个螺旋浅腔(3)；且每组连接通道(4)的顶部与环形散热槽(5)连通；每组连接通道(4)的底部与对应的螺旋浅腔(3)连通；n为正整数。

2.根据权利要求1所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述的环形散热槽(5)为环形凹槽结构；环形散热槽(5)的截面(51)为倒置梯形形状；梯形截面(51)的上边L1长为500mm；下边L2长为200mm；高为8μm。

3.根据权利要求2所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述环形散热槽(5)与连接通道(4)连通的底边圆弧(52)半径为5.6-5.7mm。

4.根据权利要求3所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述的螺旋浅腔(3)为螺旋凹槽结构；螺旋浅腔(3)的凹槽截面为矩形形状；螺旋浅腔(3)凹槽的槽宽为1.9-2.0mm；槽深为6μm；12≤n≤24。

5.根据权利要求4所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述的螺旋浅腔(3)的母线(32)为螺旋线；母线(32)的螺距为17.1-17.2mm；高度为4.6mm；螺旋浅腔(3)顶部的钝角顶点(33)为圆角结构；钝角顶点(33)圆角的半径为0.5mm；螺旋浅腔(3)顶部的锐角顶点(34)为圆角结构；锐角顶点(34)圆角的半径为0.1mm。

6.根据权利要求5所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述连接通道(4)为螺旋凹槽结构；连接通道(4)凹槽的截面形状为圆形。

7.根据权利要求6所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述每组连接通道(4)沿母线方向对称设置在对应螺旋浅腔(3)的顶部。

8.根据权利要求7所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述气浮轴承的工作温度为-40℃～50℃；气浮轴承工作时的温度变化小于等于±1℃。

9.根据权利要求8所述的一种具备快速散热功能的气浮轴承结构，其特征在于：所述气浮轴承的工作过程为：

气浮轴承开始高速旋转后，沿螺旋浅腔(3)母线方向产生气体动压；由于气浮轴承高转速和气体粘性，产生大量热量，聚集在螺旋浅腔(3)的钝角顶点(33)和锐角顶点(34)附近，造成气浮轴承短时间局部温度梯度升高；通过连接通道(4)实现将热量随着动压方向快速传递至环形散热槽(5)；直至通过气体球轴(1)的顶部排出气浮轴承外，实现降低气浮轴承间隙温度梯度。