[发明专利]一种带有阻尼器的多孔质可倾瓦静压气体推力轴承

说明书

本发明公开了一种带有阻尼器的多孔质可倾瓦静压气体推力轴承，属于机械轴承技术领域；包括中部设置有转子孔的一体式轴承座，一体式轴承座由轴承基座、柔性枢轴和可倾瓦块连接组成；可倾瓦块的内部设置有内瓦槽、外圆周侧壁上设置有供气孔；内瓦槽内由下至上依次配合设置有金属橡胶阻尼器、均压槽块和多孔质块；均压槽块上至少设置有一条均压槽、内外圆周侧壁之间设置有贯通均压槽的通气孔；均压槽块在可倾瓦块的内瓦槽内与多孔质块之间共同组成均压腔结构。本发明的轴承结构为轴向分布的一体式结构，简化了可倾瓦轴承的结构设计；并通过金属橡胶阻尼器和均压槽块的内置设计，降低可倾瓦轴承的磨损，调控轴承的阻尼、提高轴承的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种多孔质可倾瓦气体推力轴承，具体涉及一种带有阻尼器的多孔质可倾瓦静压气体推力轴承，属于机械轴承技术领域。

背景技术

轴承作为旋转机械中的重要部件，其性能直接影响整个机械的运行状态。近年来，随着机械系统转速的不断提高，由高转速带来的摩擦、温升、振动等问题极大的限制了旋转机械的快速发展。

静压气体轴承通过向轴承内部施加外部加压气体，然后通过节流器进入到轴承间隙处形成具有一定承载力和刚度的微米级的气膜支承转子，使转子与轴承分离。多孔质节流作为常用的静压气体轴承节流方式中的一种，这种材料的特征是内部与表面具有无数的微小通道和小孔，这种特性使得多孔质材料可以作为一种优秀的限流器，相比于其他节流方式的静压气体轴承，其承载力、刚度以及气膜的均匀性更好。但传统的多孔质可倾瓦气体轴承中，在转子高速运转时，由于气膜层的气体泄露率增大，从而造成轴承的阻尼减小，最终导致整个轴承—转子系统的运行稳定性不佳。

现有的多孔质可倾瓦气体轴承多为径向分布结构，其结构通过球头螺杆的球头端与可倾瓦块背面球窝配合，在球头处安装有球头固定装置防止球头与球窝分离，球头固定装置通过螺栓固定到可倾瓦块。传统多孔质可倾瓦气体轴承存在有以下问题：

1）结构相对复杂，对于加工精度与装配要求极高，其设计难度与制造成本随着精度的提高也在不断上升；

2）另一方面，可倾瓦块依靠球形铰链实现摆动，不可避免的出现球头与球窝的磨损，严重时配合失效，失去摆动能力，当高转速时球头与球窝摩擦加剧温度上升，严重时甚至发生胶合；

3）此外，现有的多孔质可倾瓦轴承结构阻尼无法调节，当阻尼过小时容易发生涡动和振荡问题，使得转子处于不稳定状态。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中存在的问题，提供一种带有阻尼器的多孔质可倾瓦静压气体推力轴承，通过将柔性枢轴、可倾瓦块和轴承基座设计成轴向分布的一体式结构，并将金属橡胶阻尼器和均压槽块设置在可倾瓦块的内部，在减少多孔质材料挠曲变形和调控轴承的阻尼的同时，能够保证多孔质可倾瓦轴承在周向和径向两个方向上供气均匀性，提高轴承的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种带有阻尼器的多孔质可倾瓦静压气体推力轴承，包括一体式轴承座，一体式轴承座的中部设置有转子孔，一体式轴承座由轴承基座、柔性枢轴和可倾瓦块连接组成；所述轴承基座的上端面上设置有多个沿圆周均匀分布的可倾瓦块，可倾瓦块与轴承基座之间通过偏置的柔性枢轴连接；

所述可倾瓦块的内部设置有内瓦槽、外圆周侧壁上设置有供气孔；内瓦槽内由下至上依次配合设置有金属橡胶阻尼器、均压槽块和多孔质块，且均压槽块和多孔质块为双层阶梯结构；

所述均压槽块的上层结构上至少设置有一条均压槽，均压槽块的内外圆周侧壁之间对应供气孔位置处设置有贯通均压槽的通气孔；所述多孔质块的下层结构配合设置在内瓦槽内、上层结构与可倾瓦块的外轮廓一致并设置在可倾瓦块上方；所述均压槽块在所述可倾瓦块的内瓦槽内与所述多孔质块之间共同组成连通所述供气孔的均压腔结构。

所述多孔质块和所述可倾瓦块的外轮廓一致均为扇形结构；所述内瓦槽的内部为扇形柱体空腔，金属橡胶阻尼器和均压槽块的外轮廓设置为与扇形柱体空腔配合连接的扇形结构。