[实用新型]一种活动式弹片复合空气轴承

说明书

本实用新型公开了一种活动式弹片复合空气轴承，包括轴承座和转轴，还包括弹片系统和轴承外圈，弹片系统包括多个独立刚性弹片，各独立刚性弹片中：独立刚性弹片的一端连接轴承座的外壁，独立刚性弹片的另一端连接轴承外圈的内壁，轴承外圈外还套设有滚轴座，轴承外圈和滚轴座之间设有滚珠。受到外激振动时，轴承座先发生位移，轴座弹片和独立拱形弹片变形在径向上将耗散部分外激振动能量，保持刚性轴承座在保证系统气动部件小间隙的优势，同时轴承外圈能够在受到外激振动时通过振动以及弹片张力自身调整，保证轴承座在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，降低了轴承的载荷，确保轴承座与转轴之间的气膜不会因为外激振动而不稳定、破碎。

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承领域，具体地为一种活动式弹片复合空气轴承。

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，但是目前大量应用在非道路、无强外激振动场景，在强外激振动场景如道路使用过程中的中面临挑战。

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载荷变化较大，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。

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稳定性差的问题，提供了一种活动式弹片复合空气轴承，气膜在环境稳定时，气膜稳定性好，系统气动部件可以以较小的气动间隙而获得较高的气动效率，使轴承座能够随着弹片运动，进而使轴承座与轴之间的气膜保持连续稳定，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：

一种活动式弹片复合空气轴承，包括轴承座2和转轴1，还包括弹片系统3和轴承外圈4，所述弹片系统3包括多个独立刚性弹片31，各独立刚性弹片中：独立刚性弹片的一端连接轴承座2的外壁，独立刚性弹片的另一端连接轴承外圈4的内壁，所述轴承外圈4外还套设有滚轴座5，轴承外圈和滚轴座之间设有若干滚珠41。受到外激振动时，轴承座先发生位移，然后与轴承座相连的独立刚性弹片发生变形，轴座弹片和独立拱形弹片变形在径向上将耗散部分外激振动能量，保持刚性轴承座在保证系统气动部件小间隙的优势，同时轴承外圈能够在受到外激振动时通过振动以及弹片张力自身调整，这样保证了轴承座在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，降低了轴承的载荷，确保轴承座与转轴之间的气膜不会因为外激振动而不稳定、破碎。

作为优选，在转轴1高速转动时：所述轴承座2由于转轴周向空气摩擦带动保持低速转动，轴承座转动方向和转轴转动方向相同。在转轴高速转动时候，轴承座连接的轴承外圈绕轴低速旋转，保持一定的转动惯量，周向转动在保持耗散线性振动能量同时降低系统振幅，

作为优选，所述轴承座上设有楔形卡槽20，各独立刚性弹片31和楔形卡槽卡接。

作为优选，滚珠数量为至少六颗，轴承外圈4和滚轴座5转动配合。

作为优选，独立刚性弹片31数量至少五片。