[实用新型]一种分体式独立箔片空气轴承

说明书

本实用新型公开了一种分体式独立箔片空气轴承，包括轴承座和箔片环，所述箔片环包括水母形多刚度箔片和多个拱形多刚度箔片，水母形多刚度箔片多包括承载部和两个对称设置的形变支撑部，拱形多刚度箔片包括拱形承载部和两个对称设置的拱形承载支撑部，轴承座上设有插槽，水母型多刚度箔片和拱形多刚度箔片与插槽卡接。水母形多刚度箔片处于箔片环最底部，且水母形多刚度箔片以轴承座垂直方向直径为中心对称布置。相比与传统的一体式箔片环，本新设计的独立式箔片环，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转子以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环不容易和转子发生碰撞，提高箔片轴承的寿命，扩大轴承使用的场景。

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承领域，具体地为一种分体式独立箔片空气轴承。

背景技术

空气轴承在工业领域中有着广泛地应用。常规的机械接触式滚动轴承转速越高，对轴承精度，润滑等要求越高，使用寿命越短。空气轴承把主轴在空气中悬浮起来，没有机械接触，使用清洁空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，因而其可以提供极高的径向和轴向旋转精度，在高速、低摩擦、高温、低温及有辐射性的场合，显示了独具的优越性。

但是不同的应用场景对空气轴承的要求差异很大，移动式机械由于有外加振动与非移动式机械运行工况差异比较大，特别是车用领域，道路的不平度所引起的车辆振动会通过轮胎、车身给空气轴承一个较强的外部激励。这种激励比较复杂，其载荷谱由道路状态、车辆状态以及车辆运行状态相关。这种激励往往造成空气轴承箔片与轴之间的间隙变化，造成轴承承载气膜变化、波动、破碎，进而使空气轴承损伤乃至失效。

本发明所要解决的问题移动式旋转机械因其运行时工况差异较大，因道路环境恶劣、人为因素等工作时受到的外激振动传导至在现有的箔片式轴承中，这种外激振动的振动加速度变化范围大，振动频率变化也非常大，振动加速度的最大值往往超过现有箔片轴承的最大承载力。而箔片本身是由一种非常细薄的弹性金属片构成，这种金属片非常容易受振动力影响而产生形变。细薄的箔片在外激振动下变形导致“气膜形成边界”变形，这种变形沿旋转轴周向不均匀，造成气膜变化、波动、破碎，不能维持连续、规则、稳定的结构，进而导致轴不能正常旋转。需要从结构设计、箔片刚度等方面确保气膜边界变形符合流体动力学要求，确保气膜正常高效工作。

发明内容

本实用新型的目的是为了改进现有的箔片轴承应激反应差，易损坏的问题，提供了一种分体式独立箔片空气轴承，多刚度箔片系统来适应不同工况下的受激振动，以使箔片围绕不断振动的轴产生均匀变形，使气膜能够规则、连续并且跟随旋转轴移动，确保轴承系统工作稳定。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分体式独立箔片空气轴承，包括轴承座和箔片环，所述箔片环包括水母形多刚度箔片和若干个拱形多刚度箔片，所述水母形多刚度箔片多包括承载部和两个对称设置的形变支撑部，拱形多刚度箔片包括拱形承载部和两个对称设置的拱形承载支撑部，所述轴承座上设有插槽，水母型多刚度箔片和拱形多刚度箔片与插槽卡接。所述水母形多刚度箔片处于箔片环最底部，且水母形多刚度箔片以轴承座垂直方向直径为中心对称布置。相比与传统的一体式箔片环，本新设计的独立式箔片环，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转子以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环不容易和转子发生碰撞，提高箔片轴承的寿命，扩大轴承使用的场景。

作为优选，在水母形多刚度箔片中：形变支撑部截面为类S型，形变支撑部包括依次连接的第一刚度支撑部、第一形变弯部、第二刚度支撑部、第二形变弯部和插脚部，所述第一刚度支撑部和第二刚度支撑部的刚度大于第一形变弯部和第二形变弯部的刚度。

作为优选，所述承载部长度为水母形多刚度箔片长度的20%～60%。

作为优选，在水母形多刚度箔片中：承载部和形变支撑部之间设有连接主弯部，所述连接主弯部长度为水母形多刚度箔片长度的3%～5%。

作为优选，第一刚度支撑部的长度为水母形多刚度箔片长度的5%～10%。