[发明专利]弹性箔片式动压空气轴承

说明书

本发明公开了一种弹性箔片式动压空气轴承，包括轴承套和设置于轴承套内的弹性支撑组件，弹性支撑组件包括平箔片和位于平箔片与轴承套内壁面之间的弹簧片，弹簧片呈渐变网状结构；弹簧片体上设置有若干支撑体，支撑体的前端及后端皆抵于轴承套内壁面，前部支撑体的宽度大于后部支撑体的宽度；轴承套内壁面与外壁面偏心设置；轴承套内壁面设置有插槽，弹性支撑组件的边部插入插槽内；本发明的弹性箔片式动压空气轴承，自带气楔面，在低速时能获得更低的起飞转速，高速时更稳定、极限转速更高；弹簧片替代拱形波箔，显著提高了轴承的承载能力和抗冲击能力；弹性支撑组件与轴承套插接，使轴承更易于维护，使用寿命更长。

技术领域

本发明涉及空气轴承技术领域，具体涉及一种弹性箔片式动压空气轴承。

背景技术

轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，具有非常广泛的应用。随着旋转机械的转速提高，或者特殊应用环境的需求，传统轴承成为了限制这些技术发展的瓶颈。应运而生的动压空气轴承相较于其它轴承具有无需润滑、工作转速高、机械损失小、维护成本低、稳定性好的特点，应用日益广泛。

在目前应用的空气轴承中，大多采用拱形波箔作为平箔的柔性支撑，但拱形波箔的波形及高度决定了轴承的性能，过小的高度会使轴承承载能力变小，过大的高度会使轴承刚性变差；同时，由于拱形波箔的一致性决定空气轴承的稳定性与可靠性，因此对拱形波箔的制造工艺要求较为严苛。另外，现有技术的箔片式动压空气轴承多采用一端固定，另一端自由的形式，轴承套内外同心，导致平箔的窜动量较大，轴承的起飞转速较高。因动压空气轴承的工作特性决定，转轴在启动和停止阶段会与轴承平箔内表面发生摩擦，因此在运行一定时间后，需要对轴承进行维护或者更换平箔，目前动压空气轴承对箔片的固定多采用焊接的形式，一旦箔片磨损，则需要更换整个空气轴承，造成浪费，增加了使用成本。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种承载能力和抗冲击能力强的弹性箔片式动压空气轴承。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：弹性箔片式动压空气轴承，所述弹性箔片式动压空气轴承包括：轴承套和设置于所述轴承套内的弹性支撑组件，所述弹性支撑组件包括弹簧片和平箔片，所述弹簧片位于所述平箔片与所述轴承套的内壁面之间，所述弹簧片呈网状结构。

本发明的弹性箔片式动压空气轴承，采用网状结构的弹簧片取代现有动压空气轴承上常用的拱形波箔，网状结构的弹簧片起到弹性支撑和减震作用，可以避免波箔的制造公差对轴承稳定性、可靠性造成影响，避免因轴承在重载或冲击载荷下波箔拱顶塌陷造成损坏，显著提高了空气轴承的承载能力和抗冲击能力。

以下是对本发明的弹性箔片式动压空气轴承的诸多进一步改进：

其中，所述弹簧片包括弹簧片体，所述弹簧片体上设置有若干支撑体，相邻的所述支撑体之间留有连接筋和镂空缝隙，所述支撑体的前端、所述支撑体的后端皆抵于所述轴承套的内壁面。

其中，进一步地，所述弹簧片呈渐变网状结构，沿着与轴承配合的轴的旋转方向，位于前部的所述支撑体的宽度大于位于后部的所述支撑体的宽度。

由于前部支撑体的宽度大于后部支撑体的宽度，从而能对覆盖在弹簧片上的平箔片产生自后向前逐渐增强的支撑力，调整了平箔片与轴之间的间隙形状，轴在旋转时与轴承之间形成自后向前由厚变薄的空气膜，形成空气轴承起飞所需的气楔面。

其中，所述支撑体设置有多行多列，相邻行或者相邻列的所述支撑体位置交错。交错设置使支撑体的布置更密集，弹性支撑和减震效果更优。

其中，所述轴承套的内壁面与所述轴承套的外壁面偏心设置。轴承套的内壁面与外壁面采用非同心设计，使得轴承自带气楔面，在低速时能获得更低的起飞转速。