[发明专利]动压气体止推轴承及组件

说明书

本发明公开了一种动压气体止推轴承及其组件。动压气体止推轴承包括轴承壳体，在与转子配合的一侧设置有沿圆周方向分布的多个扇形段；以及多个支撑箔片，分别对应安装于多个扇形段上且支撑箔片包括波箔和顶箔。本发明的动压气体止推轴承在圆周方向分布多个扇形段从而提高轴承的受力均匀性。

技术领域

本发明涉及空气轴承技术领域，特别涉及一种动压气体止推轴承及组件。

背景技术

典型的波箔型动压气体止推轴承的结构如图1所示，该波箔型动压气体止推轴承2a包括轴承壳体21a、波箔片22a和顶箔片23a。波箔片22a和顶箔片23a作为扇形推力块在周向均匀分布。波箔片22a具有波纹结构，充当类似弹簧的弹性支承作用，是止推轴承刚度和阻尼的主要来源。顶箔片23a安装在波箔片22a之上，两者构成了波箔型动压止推轴承的柔性支撑表面。波箔片22a与顶箔片23a一样，一端固定在轴承壳体21a上，另一端可以在承载力作用下发生自由滑动。箔片与箔片之间，箔片与轴承壳体之间的摩擦会对其滑动产生一定的限制作用并以热量的形式产生能量耗散，箔片中的阻尼就是由此产生。另外，顶箔片23a的前端与轴承壳体之间产生一定的夹角，顶箔片23a的后端与轴承壳体平行，在上述夹角的作用下形成楔形区域进而与推力盘12a之间形成动压气膜。

由动压气膜形成原理可知，楔形结构是形成气膜的三大因素之一。而由前面描述可知，现有动压气体止推轴承的楔形区域主要由顶箔片23a的前端与轴承壳体的夹角形成的。但由于箔片厚度小，一般不超过0.5mm，所以一方面，箔片受力后会变形，直接影响夹角的大小，进而导致楔形区域不稳定，这对于转子平衡是不利的；另一方面，箔片厚度小意味着不能随意减小上述夹角以达到增加楔形空间的目的，因为夹角越小，楔形结构跨度越大，箔片越容易变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动压气体止推轴承及组件，以改善现有动压气体止推轴承的受力均匀性。

本发明第一方面提供一种动压气体止推轴承，包括：

轴承壳体，在与转子配合的一侧设置有沿圆周方向分布的多个扇形段；以及

多个支撑箔片，分别对应安装于多个扇形段上且支撑箔片包括波箔和顶箔。在一些实施例中，在圆周方向上扇形段的第一端至第二端倾斜设置。

在一些实施例中，在转子的旋转方向上，扇形段与轴承壳体的底面之间的距离逐渐变大。

在一些实施例中，扇形段与轴承壳体之间的夹角范围为0.1～1.5°。

在一些实施例中，多个扇形段中第一部分扇形段围绕形成第一环形区，第二部分扇形段围绕形成第二环形区，第一环形区和第二环形区同轴并沿径向分布。

在一些实施例中，第一环形区和第二环形区的在径向方向上的相邻的扇形段错位设置。

在一些实施例中，多个支撑箔片包括安装于第一环形区的第一支撑箔片和安装于第二环形区的第二支撑箔片，第一环形区位于径向内侧，第一支撑箔片的刚度小于第二支撑箔片的刚度。

在一些实施例中，第一支撑箔片的波箔的刚度小于第二支撑箔片的波箔的刚度；和/或，第一支撑箔片的顶箔的刚度小于第二支撑箔片的顶箔的刚度。

在一些实施例中，扇形段设置有用于通入冷却气体且沿径向间隔设置的多个通气孔。

在一些实施例中，通气孔的轴线与轴承壳体的轴线之间呈锐角。

在一些实施例中，波箔上设置有与多个通气孔对应设置的多个冷却槽。

在一些实施例中，冷却槽包括沿圆周方向延伸的弧形段和与弧形段连通的直线倾斜段，直线倾斜段与弧形段的切线之间大致呈钝角。