[实用新型]一种被动式轴型组合空气轴承

说明书

本实用新型公开了一种被动式轴型组合空气轴承，包括外轴承座、内轴承座、滚轴和若干滚珠，各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间，内轴承座包括外滚珠轴座和内空气轴座，内空气轴座内壁上设有箔片环，滚轴处于箔片环内，外轴承座端面设有制动装置，制动装置和内轴承座可拆卸连接。在转轴处于高速状态后，将制动装置和内轴承座断开连接，内轴承座和转轴保持同向转动，只要转轴转速高于内轴承座，内部气膜转动，内轴承座可以保持加速到一定的速度，原先的转轴最高转速减去内轴承座的同向转速，即是转轴相对与内轴承座的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦，以及发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承的技术领域，具体地为一种被动式轴型组合空气轴承。

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，空气轴承在不同应用工况中起飞转速和最高转速都是需要面临的挑战。起飞转速越高，箔片与轴之间接触磨损概率也越高。同样，最高转速越高，轴承摩擦损失也越高，轴承发热量也越大。

发明所要解决的问题

空气轴承在起飞时需要的转速较高，在轴开始旋转一直到起飞之前，轴与周围的箔片相互接触，持续的高速摩擦会产生大量的热量，同时轴和箔片即使表面涂有耐磨材料，轴和箔片仍然会出现磨损的现象。热量和磨损是引起失效的因素中占比较大的项目，需要从结构设计、材料、工艺等方面控制轴和箔片的发热及磨损。

空气轴承在起飞后虽然是在气膜的包裹下运动，与箔片没有接触，但高速的轴与高速的气膜仍然会发生摩擦，高速的气膜与轴承也仍然会发生摩擦，根据轴承摩擦引起的功率损失公式可以得到，轴承的功率损失与轴承的总摩擦力矩和转速呈正相关，在这两个因素中，控制转速相对于控制总摩擦力矩更为容易。

发明内容

本实用新型的目的是为了改进现有的箔片轴承易损坏的问题，提供了一种通过结合箔片轴承，滚珠轴承来使箔片轴承的轴承座转动起来，达到降低箔片轴承的起飞转速、最高转速的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种被动式轴型组合空气轴承，包括外轴承座1、内轴承座2、滚轴4和若干滚珠11，各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间，所述内轴承座2包括外滚珠轴座21和内空气轴座22，所述内空气轴座22内壁上设有箔片环3，所述滚轴4处于箔片环3内，所述外轴承座1端面设有制动装置5，所述制动装置5和内轴承座2可拆卸连接。在转轴处于高速状态后，将制动装置和内轴承座断开连接，内轴承座2在气膜带动下，外部有滚珠支撑转动，内轴承座和转轴保持同向转动，只要转轴转速高于内轴承座，内部气膜转动，内轴承座可以保持加速到一定的速度，这样一来，原先的转轴最高转速减去内轴承座2的同向转速，即是转轴相对与内轴承座2的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦，以及发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。

作为优选，所述制动装置上设有制动通孔50、连接块51和制动螺钉52，所述制动螺钉52贯穿制动通孔50并与内轴承座2连接。

作为优选，所述制动装置5为圆盘状，制动装置5截面和外轴承座1截面相同。

作为优选，所述箔片环3包括至少三片独立刚性箔片31依次首尾相连组成。

作为优选，所述独立刚性箔片31包括弧形刚性承载部311和弹性形变引脚部312。独立刚性箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转轴以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环有良好的跟随性，保证气膜能够随着轴的振动均匀分布，箔片环不容易和转轴发生碰撞。