[发明专利]平箔组件、气体动压轴承和高速电机

说明书

本发明公开了一种平箔组件、气体动压轴承和高速电机，平箔组件，包括多层卷曲的平箔，多层平箔沿径向叠加，沿周向各平箔均具有第一固定端和第一自由端，各平箔的第一固定端固定连接，各平箔的第一自由端能够相对移动地相互搭接在一起，多层平箔的曲率半径沿径向由外到内逐层变大，相邻的平箔之间形成弹性空腔。气体动压轴承，包括轴承座，具有轴孔；顶箔，沿轴孔的周向卷曲，并嵌套在轴孔中；波箔，沿轴孔的周向卷曲，并嵌套在轴承座与顶箔之间；及多个第二方面任一实现方式的平箔组件，多个平箔组件沿轴孔的周向排列，并嵌套在顶箔与波箔之间。高速电机包括的气体动压轴承。其能够使轴颈异常能量迅速耗散，恢复系统稳定，阻尼特性更好。

技术领域

本发明用于高速旋转机械领域，特别是涉及一种平箔组件、气体动压轴承和高速电机。

背景技术

箔片气体动压轴承通过轴芯高速旋转，带动粘性空气介质进入轴芯与轴承形成的楔形间隙中，空气被压缩而产生压力场，从而支撑轴芯高速运转的一种轴承，在高速旋转机械领域具有独特而广泛的用途，如燃料电池压缩机、曝气鼓风机、微型燃气轮机、涡轮膨胀机等等。

随着该类轴承应用范围的不断扩大，其面临的工况要求越来越复杂，工作环境也越来也恶劣，对系统稳定性的要求也越来越高。比如，使用在汽车燃料电池压缩机上的箔片动压气体轴承，在汽车加速、刹车、转弯、上坡、下坡或行驶在路况较差的路段时，压缩机会随汽车发生大位移颠簸，压缩机转子在惯性力作用下会偏离平衡位置，进而引发系统的不稳定振动。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种平箔组件、气体动压轴承和高速电机，其能够使轴颈异常能量迅速耗散，恢复系统稳定，阻尼特性更好，稳定性更高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，平箔组件，包括多层卷曲的平箔，多层所述平箔沿径向叠加，沿周向各所述平箔均具有第一固定端和第一自由端，各所述平箔的第一固定端固定连接，各所述平箔的第一自由端能够相对移动地相互搭接在一起，多层所述平箔的曲率半径沿径向由外到内逐层变大，相邻的所述平箔之间形成弹性空腔。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，多层所述平箔的厚度沿径向由外到内逐层变小。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述平箔采用具有弹性的高温合金片材通过模具卷制定型而成，各所述平箔的外圆面均进行喷砂或喷丸处理。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，各所述平箔的第一固定端均具有沿径向向外弯折的第一翼缘，各所述平箔的第一翼缘相互叠加并固定连接。

第二方面，气体动压轴承，包括

轴承座，具有轴孔；

顶箔，沿所述轴孔的周向卷曲，并嵌套在所述轴孔中；

波箔，沿所述轴孔的周向卷曲，并嵌套在所述轴承座与所述顶箔之间；及

多个第二方面任一实现方式所述的平箔组件，多个所述平箔组件沿所述轴孔的周向排列，并嵌套在所述顶箔与所述波箔之间。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述轴承座的内壁上沿周向设有多个卡槽，所述平箔组件在所述平箔的第一固定端具有第一翼缘，所述第一翼缘嵌入所述卡槽以将所述平箔组件限定在所述轴承座上，由所述第一固定端到所述第一自由端的方向与顶箔内侧轴颈的旋转方向相反；所述波箔包括设在各所述平箔组件与所述轴承座之间的多个波箔单元，各所述波箔单元均具有第二自由端和第二固定端，所述第二固定端设有沿径向向外弯折的第二翼缘，所述第二翼缘嵌入所述卡槽以将所述波箔单元限定在所述轴承座上，所述第二自由端与对应的所述平箔组件的第一自由端平齐，由所述第二固定端到所述第二自由端的方向与顶箔内侧轴颈的旋转方向相反。