[发明专利]一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承，包括顶箔、双箭头结构、阻尼材料、支承底板、螺栓、轴向挡板以及轴承套，所述顶箔收容于所述支承底板内并与支承底板间隔设置，所述双箭头结构装配于所述支承底板与所述顶箔之间，所述阻尼材料嵌设于所述双箭头结构内，所述轴向挡板和所述支承底板通过所述螺栓固设于所述轴承套。本发明的有益效果：通过引入双箭头结构作为空气轴承中弹性支承的基本结构，首先能提供空气轴承所需要的刚度，其次利用双箭头结构的负泊松特性约束双箭头结构内部的阻尼材料进行两个方向的压缩，增大内部能量的消耗，提升空气轴承的阻尼性能。

【技术领域】

本发明涉及高阻尼空气轴承技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承。

【背景技术】

空气箔片轴承是一种自适应性动压轴承，有顶箔，弹性支承结构和轴承套三部分组成。其工作原理是将环境气体作为润滑介质，高速转子将环境气体拖入转子与顶箔形成的收敛性空间，形成动压效应，从而产生高于环境气压的气膜压力，使转子悬浮。但是传统的空气箔片轴承的阻尼性能主要来自的气体介质的粘性和箔片间的相互摩擦产生的库伦阻尼。作为润滑介质的气体粘性很小，而箔片间库伦摩擦也不能满足系统振动能量的耗散需求。当转速转速进一步提高时，转子系统可能会发生次同步振动，使系统的的振动幅值过大，降低系统的高速稳定性，从而限制了转子系统的极限转速。

双箭头结构是一种负泊松比结构，负泊松比结构具有负泊松比效应，这种结构在受到轴向拉伸(或压缩)时，其垂直方向发生膨胀(或收缩)。

3D打印是一种增材技术，以数字模型文件为基础，利用粉末，丝，液体等离散材料，通过逐层打印的方式来制造具有复杂形状的物体。

因此，亟需一种新的基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承来解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明公开了一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承，其可以解决背景技术中涉及的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承，包括顶箔、双箭头结构、阻尼材料、支承底板、螺栓、轴向挡板以及轴承套，所述顶箔收容于所述支承底板内并与支承底板间隔设置，所述双箭头结构装配于所述支承底板与所述顶箔之间，所述阻尼材料嵌设于所述双箭头结构内，所述轴承套沿其周向均匀分布有多个凹槽和多个螺纹孔，所述支承底板包括与多个所述凹槽匹配的多条条形底座和设置于所述条形底座一端的螺栓座，所述轴向挡板沿其周向设有多个螺栓孔，所述螺栓与所述螺栓孔、所述螺栓座以及所述螺纹孔配合以将所述轴向挡板和所述支承底板依次固设于所述轴承套。

作为本发明的一种优选：所述双箭头结构与所述支承底板采用3D打印方式一体设置。

作为本发明的一种优选：所述双箭头结构固设于所述条形底座上。

作为本发明的一种优选：每一所述条形底座上并排设有三个所述双箭头结构。

作为本发明的一种优选：所述双箭头结构和所述支承底板具有负泊松比效应。

作为本发明的一种优选：所述条形底座可拆装的插设于所述凹槽内。

作为本发明的一种优选：所述双箭头结构包括收容凹槽，所述阻尼材料通过工业胶水粘接固设于所述收容凹槽内。

作为本发明的一种优选：所述收容凹槽呈箭头形，所述阻尼材料形状与所述双箭头结构的形状相匹配。

作为本发明的一种优选：所述双箭头结构的箭头方向指向所述顶箔。

本发明提供的一种基于3D打印的双箭头结构的高阻尼性能空气轴承的有益效果：