[发明专利]多孔质环带排气型静压气浮止推轴承

说明书

多孔质环带排气型静压气浮止推轴承属于气浮轴承与气体润滑技术领域；该装置通过在轴向支承气膜与径向支承气膜交汇处开设排气管道，并与流量控制装置相连，使交汇处具有稳定的可调的压力边界，使轴承具有更好的自适应性，提高了气膜内的平均压强，使轴承在多种供气条件及负载变化的条件下，仍具有良好的承载和刚度特性。通过小孔节流与多孔质限流结构结合使用，可以在多孔质材料由于堵塞造成的孔隙度降低的情况下，仍能保证气体流量不受损失，提高了轴承的刚度。通过流量控制装置来调节冗余气体排出的速率，可以提高稳定状态的抗干扰性以适应多种供气条件及变化的负载。达到了兼顾静压气体轴承的承载、刚度以及稳定性的目的。

技术领域

本发明涉及一种气浮止推轴承，特别涉及一种高刚度、高稳定性的多孔质环带排气型静压气浮止推轴承。

背景技术

静压气浮轴承因其长寿命、高精度、低功耗、阻尼特性好、速度范围宽和便于加工等显著优点,在精密及超精密工程、微细工程、空间技术、航空航天医疗器械以及核能工程等领域有着重要应用。为此,众多学者对其进行了不辍研究,以期实现轴承性能的优化与提高。

专利CN200810209792.8“一种多孔质气体静压止推轴承”、专利CN201110070094.6“双柱面多孔质气体静压电主轴”、CN201410635802.X“一种带均压环槽的双半球多孔质空气静压轴系”中均描述了以多孔质为材料的零件或结构单元，但没有给出能够实现高稳定性的轴承结构，且没有解决多孔质材料本身易于堵塞的问题。而本发明详细描述了一种多孔质环带排气型静压气浮止推轴承，并将多孔质材料应用于限流和排气，避免了多孔质材料本身易于堵塞导致节流性能下降的问题。

专利CN201810238115.2“一种带有多孔介质垫片的磁气双悬浮径向轴承”、专利CN201810258343.6“一种带有多孔介质的磁气双悬浮轴向轴承、CN201810890722.7“一种带有多孔介质的磁气双悬浮分断式锥形轴承”中均描述了以多孔质为材料与磁悬浮技术结合的功能性能轴承，但没有给出同时实现轴、径双向支撑导向功能。而本发明详细描述了一种多孔质环带排气型静压气浮止推轴承，采用小孔节流与多孔质限流相结合的思路，发明了一种同时具有轴向和径向气浮支撑的止推轴承结构。

专利CN201810910337.4“一种真空吸附型多孔质气体静压止推轴承”、专利CN201811259257.3“一种小孔-多孔质节流组合式气浮主轴、CN201910501896.4“多孔气体轴承”中均描述了小孔节流与多孔质材料相结合的轴承结构，但多孔质的功能为进气、小孔为排气，因此仍然存在易堵塞问题。而本发明详细描述了一种小孔节流器为进气、多孔质环带为排气功能的轴径双向气浮推轴承结构，从原理上避免了多孔质材料本身易于堵塞导致轴承性能下降的问题。

现有的技术均没有使用出口压力边界可控的思想和方法，特别是在轴向支承气膜与径向支承气膜交汇处不能产生稳定的气压，容易诱发气锤震动，造成轴承失稳。本发明通过采用多孔质材料以及多种节流形式的复合，实现出口压力边界的控制，能够将交汇处的冗余气体排出，与此同时可将轴向节流器的入口压力适当提高以达到新的平衡，在这种平衡状态下气膜的间的平均压强更高，经过压力均化效应，能够获得更高的承载和刚度以及更好的稳定性。通过流量控制装置来调节冗余气体排出的速率，使轴承可以适应多种供气条件及变化的负载。达到了兼顾静压气体轴承的承载、刚度以及稳定性的目的。

发明内容