[实用新型]一种具有多重刚度的动压气体径向轴承

说明书

本实用新型提供了一种具有多重刚度的动压气体径向轴承，其包括：轴承座，轴承座内部具有圆柱形的空间；至少一组轴承基体，每组轴承基体包括沿空间的径向设置的箔片组件、径向轴瓦、连接件和弹性元件；其中，箔片组件和径向轴瓦位于空间内，箔片组件包括沿空间的径向由内至外依次叠置的第一平箔片、波箔片和第二平箔片，径向轴瓦固定在第二平箔片外侧；弹性元件位于轴承座外侧并与轴承座连接，弹性元件的弹性变形方向为空间的径向，连接件连接在径向轴瓦与弹性元件之间，并能在径向轴瓦沿空间的径向向外移动时推动弹性元件发生弹性变形。本实用新型在不同载荷下能产生多重变形，实现多重刚度变化，承载力大，稳定性高，适应的荷载和转速范围大。

技术领域

本实用新型涉及动压气体轴承技术领域，尤其是一种具有多重刚度的动压气体径向轴承。

背景技术

气体轴承是一种采用气体作为润滑介质的流体膜润滑轴承，其利用气体粘性来提高其间隙内的气体压力，而使转子浮起，在轴和轴承之间形成气膜，使运动面和静止面不发生直接接触。气体轴承按其工作原理可分为静压气体轴承和动压气体轴承两种。

静压气体轴承利用外部气源提供高压气体，需要额外的供气系统，增加了整体系统的复杂性，同时供气系统压缩产生高压气体，使系统的经济性降低，限制了静压气体轴承的应用范围。

动压气体轴承是利用转轴运动时，轴承楔形间隙里粘性气体产生的气膜压力来支承载荷，其最大的特点是不需要额外的供气系统，结构简单，拓展了气体轴承的应用领域，尤其是涡轮增压机、航空燃气透平、空间透平膨胀机等航空航天领域。

箔片式动压气体轴承与传统的气体轴承相比，无需外部起源，具有承载力大、可靠性高、耐高温能力强等特点。由于箔片具有良好的弹性特征，使得轴承表面能够根据转速和荷载的变化做出相应的变化调整，自动形成相应的润滑气膜，体现了较强的抗冲击能力和自适应性能，又因箔片轴承在运行过程中箔片与箔片之间以及箔片与轴承壳体之间存在着库伦摩擦力，消耗了部分多余能量，对抑制转子系统震动、保持稳定性等方面起到了重要作用。

可倾瓦径向动压气体轴承是径向轴承的另外一种形式，也是目前较为成熟的一种气体轴承。可倾瓦径向动压气体轴承具有吸收震动的能力强、耐冲击、自动补偿加工误差、能够适应一定的受力变形、稳定性高等优点。但是传统的可倾瓦径向轴承依靠瓦块背面弹性钢片的一次变形提供弹性支承，变形对结构依赖大，且刚度、阻尼不理想，装配性能差，表现在轴承本身适应荷载和转速的范围有限，限制了其在高速旋转机械中的深入应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有多重刚度的动压气体径向轴承，其可实现多重变形，承载力大，适应的荷载和转速范围大。

为达到上述目的，本实用新型提出一种具有多重刚度的动压气体径向轴承，其包括：轴承座，所述轴承座内部具有圆柱形的空间；至少一组轴承基体，每组所述轴承基体包括沿所述空间的径向设置的箔片组件、径向轴瓦、连接件和弹性元件；其中，所述箔片组件和所述径向轴瓦位于所述空间内，所述箔片组件包括沿所述空间的径向由内至外依次叠置的第一平箔片、波箔片和第二平箔片，所述第一平箔片的一端、所述波箔片一端和所述第二平箔片的一端相对所述轴承座固定，所述第一平箔片的另一端、所述波箔片另一端和所述第二平箔片的另一端均为自由端，所述径向轴瓦固定在所述第二平箔片外侧，且所述径向轴瓦与所述轴承座的内侧壁之间具有间距；所述弹性元件位于所述轴承座外侧并与所述轴承座连接，所述弹性元件的弹性变形方向为所述空间的径向，所述连接件连接在所述径向轴瓦与所述弹性元件之间，并能在所述径向轴瓦沿所述空间的径向向外移动时推动所述弹性元件发生弹性变形。

如上所述的具有多重刚度的动压气体径向轴承，其中，所述弹性元件为能弯折的片状结构，所述弹性元件的一端与所述轴承座固定连接，所述弹性元件的另一端能移动地与所述轴承座连接，所述连接件与所述弹性元件的两端之间的部分连接，所述弹性元件能在所述连接件的推动下沿所述空间的径向向外鼓起。