[实用新型]气体轴承组件及压缩机

说明书

本公开涉及一种气体轴承组件及压缩机。气体轴承组件包括：第一转子(10)，包括位于第一转子(10)内部的储气腔(11)和位于储气腔(11)径向外侧的节流结构(12)，储气腔(11)被配置为通过节流结构(12)向节流结构(12)外侧输送静压气体；轴承壳体(20)，套设在第一转子(10)的外周面上，且具有沿轴向设置的静压径向轴承段(21)和动压径向轴承段(22)，其中，节流结构(12)与静压径向轴承段(21)在轴向上的长度范围至少部分重合，节流结构(12)的静压配合面与静压径向轴承段(21)的间距小于第一转子(10)与动压径向轴承段(22)的间距。本公开实施例能够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。

技术领域

本公开涉及轴承领域，尤其涉及一种气体轴承组件及压缩机。

背景技术

气体润滑技术在19世纪中叶被初次提出，并在20世纪中期迅速发展。这种技术的出现打破了液体润滑技术统治性的地位，使得润滑技术产生了质的飞跃。而气体轴承就是基于这项新润滑技术产生的新型轴承，有着摩擦损耗小、稳定性好、振动小、无油润滑等一系列优点，在高速透平、机床制造和空间技术等领域有着广阔的应用前景。

气体轴承是指把气体作为润滑剂，并利用气体的吸附性、传输性(扩散性、粘性和热传导性)和可压缩性等特点，在摩擦时基于流体动压效应、静压效应和挤压效应的作用，形成一层气膜使之支承载荷、减少摩擦。

根据润滑气膜生成机理的不同，气体轴承可分为动压气体轴承、静压气体轴承和挤压型气体轴承。箔片动压气体径向轴承是目前可查研究文献最多的一种气体轴承，其典型结构一般由轴承壳、顶箔、波箔组成。波箔为具有特殊波形的弹性箔片，工作时，通过波形的弹性变化产生支撑力，为轴承提供主要刚度和部分阻尼；顶箔为长筒形的箔片，在径向上，顶箔一面均匀地搭接在波箔片的每个波纹顶端，通过与波箔的接触产生的摩擦力，为轴承提供另一部分阻尼；顶箔的另一面与转子间隙配合，形成动压效应所需的气膜空间。

转轴在重力作用下相对轴承发生偏心，与轴承内表面形成楔形间隙。当转轴在做高速旋转运动时，不断将具有一定粘度的气体带入楔形间隙，而气体的不断进入使得气膜产生一定的压力。当气膜力足以平衡转轴载荷时，轴与轴承完全分离，上述气膜产生的过程称为动压效应。

静压气体轴承是指通过外部供气系统提供具有一定压力的气体，然后气体经过轴承节流器输送到轴承和转子的间隙，从而在间隙处形成气膜以支承外载荷。轴承间隙的气膜压力可以通过轴承节流器和供气系统进行调节。按照节流器的不同，常见的有小孔静压气体轴承和多孔质静压气体轴承。

发明内容

发明人经研究发现，相关技术中的气体轴承的轴承刚度远低于油轴承，所以使用气体轴承的转子-轴承系统经常跨临界运行。当转子转速在模态(如一阶模态和二阶模态)附近时，转子容易发生共振。当转子振幅过大，以至于大于轴承间隙时，将导致轴承与转子发生碰撞。

有鉴于此，本公开实施例提供一种气体轴承组件及压缩机，能够尽量避免气体轴承在工作时与转子发生碰撞。

在本公开的一个方面，提供一种气体轴承组件，包括：

第一转子，包括位于所述第一转子内部的储气腔和位于所述储气腔径向外侧的节流结构，所述储气腔被配置为通过所述节流结构向所述节流结构外侧输送静压气体；

轴承壳体，套设在所述第一转子的外周面上，且具有沿轴向设置的至少一个静压径向轴承段和至少一个动压径向轴承段，

其中，所述节流结构与所述至少一个静压径向轴承段在轴向上的长度范围至少部分重合，所述节流结构的静压配合面与所述至少一个静压径向轴承段的间距小于所述第一转子与所述至少一个动压径向轴承段的间距。

在一些实施例中，所述第一转子还包括：

进气腔，位于所述第一转子沿轴向的一端，并在所述第一转子内部与所述储气腔连通；