[发明专利]一种气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统

摘要

本发明提出一种气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，包括主轴、气动涡轮、涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承、水润滑动静压径向轴承、壳体和端盖；在装配时，在壳体中先安装涡轮气体喷嘴环，然后安装气动涡轮与主轴过盈配合而成的一体化转子部件，再在涡轮两侧分别依次安装气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承，最后在壳体两端安装端盖；涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承均与壳体过盈配合。本发明采用与主轴配合一体化的气动涡轮作为驱动装置，具有结构简单、转速高的优势；采用水润滑动静压轴承作为支承部件，具有润滑介质温升小、可实现高转速的优势；整个轴承转子系统具有结构简单、紧凑的特点。

主权项

1.一种气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，其特征在于，包括：主轴、气动涡轮、涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承、水润滑动静压径向轴承、壳体和端盖；在装配时，在壳体中先安装涡轮气体喷嘴环，然后安装气动涡轮与主轴过盈配合而成的一体化转子，再在涡轮两侧分别依次安装气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承，最后在壳体两端安装端盖；涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承均与壳体过盈配合；所述的气动涡轮为冲动式涡轮，涡轮与主轴过盈配形合成一体化转子部件，涡轮两侧外端面设计为气体止推轴承的止推面，在涡轮叶片的轴向两侧留有排气槽，是涡轮低压气体的排气通道，也作为气体止推轴承的排气通道之一；所述的涡轮气体喷嘴环有两排喷嘴，每排由在圆周方向均布的沿切向的多个气体喷嘴组成，两排喷嘴分别与涡轮上的两排涡轮叶片对应，喷嘴环外圆表面有进气槽与壳体上的涡轮进气孔连通，高压驱动气体从涡轮进气孔进入进气槽，经气体喷嘴膨胀加速后驱动涡轮旋转；所述的气体止推轴承是气体静压轴承，在轴承的外圆表面上开有环形槽，所述的环形槽与壳体配合后形成气体均流槽，并与壳体上的止推轴承进气孔连通，组成气体止推轴承的供气通道；所述的水润滑动静压径向轴承在内圆表面沿圆周方向均布4个凹腔，4个凹腔沿轴向的边缘设计成圆弧形过渡；轴承的外圆表面加工有环形槽，所述的环形槽与壳体配合后形成均流槽，并与壳体上的动静压轴承进水孔连通，组成水润滑动静压径向轴承的供水通道；所述的壳体为一体化结构，其上设置的动静压轴承进水孔、涡轮进气孔和止推轴承进气孔，分别与水润滑动静压径向轴承的环形槽、涡轮气体喷嘴环的进气槽、气体止推轴承的环形槽，构成3个独立的供水或供气通道，3个通道共同存在于壳体上而互不干扰。