[发明专利]一种静压型径向气体轴承结构

说明书

本发明公开了一种静压型径向气体轴承结构，其主要由固定轴承座、金属橡胶、轴瓦、轴瓦挡板等部件组成。所述固定轴承座为圆环设计，对轴瓦以及金属橡胶具有固定作用。固定轴承座内部设有环形高压气体腔，内表面沿轴向延伸防转沟槽，两端端面固定安装轴瓦挡板。所述轴瓦由碳石墨合金材料加工制作，外表面沿轴向设置防转沟槽，轴瓦两端端面设计环向沟槽，用于安装金属封严环。所述金属橡胶安装于轴承座与轴瓦之间，设计有与固定轴承座及轴瓦防转沟槽对应的限位凸起。轴瓦挡板安装于固定轴承座，其与轴瓦两端端面配合形成密封面，用于密封轴承高压供气。

技术领域

本发明属于气体轴承技术领域，涉及一种径向气体轴承，尤其涉及一种静压型径向气体轴承结构，通过其整体结构布局，可以有效提高气体轴承的支承刚度及阻尼，扩宽气体轴承的使用环境；通过采用金属橡胶进行支承，扩大了轴承的应用范围，轴承可以在高温、腐蚀环境下应用，金属橡胶采用具有不同物性参数的金属材料，不同的缠绕方式，经不同的压制力压制而成，可以有效调节轴承支承结构的刚度、阻尼特性，提高转子的运行稳定性。

背景技术

气体轴承具有“轻巧、干净、运转平滑”等优点，广泛应用于国防、能源、机床及医疗等行业，尤其是在高速旋转机械和超精密仪器技术领域具有明显的优越性。

气体轴承按压力产生的原理，可以分为静压型和动压型。静压型轴承是从外部输入高压气体，经节流器进入轴承，产生承载润滑效果。其优点为依靠外界压力气体来承压，摩擦系数小；缺点是需要一套供气系统，增加了设备的复杂性以及费用。

静压气体轴承通常采用橡胶“O”型圈进行支承，可以起到密封轴承高压供气，并提供部分支承阻尼的作用。其存在的主要问题为：橡胶“O”型圈采用有机橡胶制作而成，其在高温(200℃)、腐蚀环境下工作时会产生老化失效，影响“O”型圈的材料特性，从而影响转子动力学稳定性，造成转子振动失稳，影响设备安全稳定。此外“O”型圈支承刚度、阻尼调节范围小，不能有效调节轴系的动力学特性。

发明内容

针对上述现有静压气体轴承的缺点和不足，本发明的目的是提供一种静压型径向气体轴承结构，通过其整体结构布局，可以有效提高气体轴承的支承刚度及阻尼，扩宽气体轴承的使用环境；通过采用金属橡胶进行支承，扩大了轴承的应用范围，轴承可以在高温、腐蚀环境下应用，金属橡胶采用具有不同物性参数的金属材料，不同的缠绕方式，经不同的压制力压制而成，可以有效调节轴承支承结构的刚度、阻尼特性，提高转子的运行稳定性。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种静压型径向气体轴承结构，至少包括固定轴承座、金属橡胶环、轴瓦和轴瓦挡板，所述轴瓦的径向内侧用以布置转轴，其特征在于，

所述金属橡胶环在径向上设置在所述固定轴承座和轴瓦之间，

所述固定轴承座、金属橡胶环、轴瓦的轴向长度相同，且轴向的两端相互对齐，所述固定轴承座轴向的两端面分别通过紧固件固定设置一轴瓦挡板，所述金属橡胶环及轴瓦轴向的两端分别顶抵在所述轴瓦挡板上，且所述轴瓦轴向的两端面与所述轴瓦挡板之间配合形成密封面，

所述固定轴承座内至少设置一沿轴向延伸的环形高压气体腔，所述固定轴承座的外壁上至少设置一与所述环形高压气体腔连通的高压空气管接头，所述高压空气管接头用于与外界高压气源连通，所述固定轴承座的内壁上均布有多个与所述环形高压气体腔连通的径向高压供气孔，

所述金属封严环的壁面上设有多个与所述径向高压供气孔一一对应的径向高压通气孔，

所述轴瓦的壁面上设有多个与所述高压通气孔一一对应的高压节流孔，每一所述高压节流孔均包括相互连通的一顶部导气段和一底部节流喷嘴段，所述顶部导气段沿径向延伸，所述底部节流喷嘴段的延伸方向偏离径向布置，使得其末端的节流孔喷嘴方向与所述轴瓦的内径表面呈径向相切，并与转轴的转动方向相反。