本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)壓止推軸承，特別涉及使用柔性的平面表面作為軸承工作面的動(dòng)壓止推軸承。

背景技術(shù)：

動(dòng)壓氣體軸承按照限制轉(zhuǎn)子位移的方向不同，分為動(dòng)壓氣體徑向軸承與動(dòng)壓氣體止推軸承，其中動(dòng)壓氣體徑向軸承限制轉(zhuǎn)子徑向位移并承擔(dān)來(lái)自徑向的載荷，而動(dòng)壓氣體止推軸承限制轉(zhuǎn)子軸向位移并承擔(dān)來(lái)自軸向的載荷。動(dòng)壓氣體軸承又可按照軸承表面為剛性或柔性，分為剛性表面動(dòng)壓氣體軸承和柔性表面動(dòng)壓氣體軸承，其中柔性表面動(dòng)壓氣體軸承由于具有高速穩(wěn)定性好、不易抱死、制造精度與裝配精度要求低等優(yōu)勢(shì)，在高速及超高速回轉(zhuǎn)機(jī)械中有廣泛應(yīng)用前景。

柔性表面動(dòng)壓氣體軸承在工作時(shí)，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子表面與軸承表面之間形成動(dòng)壓氣膜，由動(dòng)壓氣膜分離轉(zhuǎn)子與軸承表面因此消除接觸摩擦，但在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較低的啟動(dòng)階段，轉(zhuǎn)速不足以形成有效的動(dòng)壓氣膜，從而使轉(zhuǎn)子與軸承表面間存在接觸摩擦，造成啟動(dòng)力矩大、轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子工作面磨損。工程上可用的柔性表面動(dòng)壓氣體軸承需要具有較低的啟動(dòng)阻力矩和足夠的啟停次數(shù)壽命。

本實(shí)用新型涉及一種柔性動(dòng)壓氣體止推軸承。柔性動(dòng)壓氣體止推軸承采用多個(gè)墊片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，墊片的數(shù)量從4片到8片不等并按圓周方向均勻布滿整個(gè)軸承工作表面。目前的柔性動(dòng)壓氣體止推軸承的墊片都采用了有入口斜坡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使止推盤與軸承工作表面間形成初始的楔形氣膜，理論上有利于氣體動(dòng)壓效應(yīng)在氣膜間隙入口附近的形成，并提高動(dòng)壓氣體止推軸承的承載能力。然而，實(shí)際制造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于入口斜坡的斜坡角度非常小且軸承表面為柔性而難以加工，使得加工出理想的入口斜坡結(jié)構(gòu)非常困難。不理想的入口斜坡結(jié)構(gòu)不僅不會(huì)增大軸承的承載能力，反而會(huì)造成軸承啟動(dòng)力矩大、局部磨損嚴(yán)重、難以起飛等諸多問(wèn)題，進(jìn)而影響到軸承的正常使用。

本實(shí)用新型在繼承傳統(tǒng)柔性止推動(dòng)壓氣體軸承柔性的特征的基礎(chǔ)上，提出無(wú)入口斜坡的平面表面柔性動(dòng)壓氣體止推軸承，克服傳統(tǒng)柔性動(dòng)壓止推軸承難以加工且性能不理想的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種柔性動(dòng)壓氣體止推軸承，包括軸承座、連接在軸承座上的彈性支撐體和連接在彈性支撐體上的頂層平箔片，所述頂層平箔片由多個(gè)平箔片固定連接在彈性支撐體上以形成軸承工作面。

優(yōu)選的是，所述彈性支撐體一體成型，其為橡膠、金屬橡膠和波箔片中的任意一種。

優(yōu)選的是，在止推軸承工作時(shí)由動(dòng)壓效應(yīng)自作用使所述頂層平箔片變形而產(chǎn)生入口斜坡。

優(yōu)選的是，所述彈性支撐體與軸承座的連接方式為采用耐高溫金屬膠粘接連接。

優(yōu)選的是，所述多個(gè)平箔片為4～10塊扇形平箔片；所述平箔片的厚度為 0.05～0.10mm。

優(yōu)選的是，所述平箔片為彈性金屬平箔片；所述彈性金屬平箔片為鈹青銅平箔片、65錳鋼平箔片和GH145/GH4145高溫彈性合金平箔片中的一種。

優(yōu)選的是，所述平箔片上表面涂覆聚四氟乙烯涂層；所述平箔片與彈性支撐體的固定連接方式為采用耐高溫金屬膠粘接連接；所述平箔片與彈性支撐體的連接表面上采用噴丸粗糙化處理。

優(yōu)選的是，所述軸承工作面可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子止推盤雙向旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的是，所述彈性支撐體的厚度0.5～3mm。

本實(shí)用新型提供了一種加工制造容易、且性能優(yōu)異的柔性平面表面動(dòng)壓氣體止推軸承，該動(dòng)壓氣體止推軸承利用柔性表面自適應(yīng)變形能力構(gòu)建入口斜坡結(jié)構(gòu)，使軸承充分繼承了傳統(tǒng)柔性動(dòng)壓氣體止推軸承柔性表面特點(diǎn)的同時(shí)，使加工制造更為容易。

本實(shí)用新型至少包括以下有益效果：

(1)平面的軸承工作面可由平面的平箔片直接形成，而平面的平箔片比帶初始斜坡的頂箔片在加工方面容易許多，且表面形狀精度容易保證；

(2)彈性支撐體為整體結(jié)構(gòu)，省去分割為多個(gè)扇形結(jié)構(gòu)所需的切割工藝步驟，使加工過(guò)程簡(jiǎn)化，同時(shí)整體的彈性支撐體粘接至軸承座上僅需要一次粘接步驟，比分割為多個(gè)扇形結(jié)構(gòu)的彈性支撐體的多次粘接更為容易，且安裝精度容易保證；

(3)本實(shí)用新型軸承的初始工作表面為平面，這意味著接觸摩擦?xí)r軸承表面與轉(zhuǎn)子表面接觸面積更大，從而使軸承表面單位面積的接觸應(yīng)力更小，避免軸承出現(xiàn)局部嚴(yán)重磨損，使軸承獲得更長(zhǎng)的使用壽命；

(4)本實(shí)用新型軸承沒有預(yù)先加工的入口斜坡結(jié)構(gòu)，其入口斜坡是在軸承工作時(shí)自作用形成的，因此本實(shí)用新型軸承不限制轉(zhuǎn)子止推盤的轉(zhuǎn)向，即轉(zhuǎn)子止推盤沿不同方向旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型軸承均能夠正常工作，而傳統(tǒng)的柔性動(dòng)壓氣體軸承只允許轉(zhuǎn)子止推盤沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。

(5)本實(shí)用新型的動(dòng)壓氣體止推軸承的柔性特征調(diào)整十分簡(jiǎn)單，可通過(guò)改變彈性支撐體彈性方便的調(diào)整軸承的剛度特性，以適應(yīng)不同應(yīng)用條件對(duì)軸承剛度的需求。

本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型所述柔性動(dòng)壓氣體軸承結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1中柔性動(dòng)壓氣體軸承的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型柔性動(dòng)壓氣體止推軸承與轉(zhuǎn)子裝配后的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實(shí)用新型中所述的轉(zhuǎn)子止推盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型柔性動(dòng)壓氣體止推軸承與轉(zhuǎn)子裝配后的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型柔性動(dòng)壓氣體止推軸承與轉(zhuǎn)子裝配后，轉(zhuǎn)子止推盤相對(duì)于頂層平箔片形成的軸承工作面按逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)時(shí)的工作原理圖；

圖7為本實(shí)用新型柔性動(dòng)壓氣體止推軸承與轉(zhuǎn)子裝配后，轉(zhuǎn)子止推盤相對(duì)于頂層平箔片形成的軸承工作面按順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)時(shí)的工作原理圖；

圖1～圖7中，1.頂層平箔片，2.彈性支撐體，3.軸承座，4.轉(zhuǎn)子止推盤。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

圖1～2示出了本實(shí)用新型的一種柔性動(dòng)壓氣體止推軸承，包括軸承座3、連接在軸承座3上的彈性支撐體2和連接在彈性支撐體2上的頂層平箔片1，其特征在于，所述頂層平箔片1由多個(gè)平箔片11固定連接在彈性支撐體2上以形成軸承工作；

圖3～4示出了本實(shí)用新型的柔性動(dòng)壓氣體止推軸承與轉(zhuǎn)子的裝配位置關(guān)系，在上述方案中，如圖5～7所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子止推盤4相對(duì)于頂層平箔片1形成的軸承工作面按圖中逆時(shí)針?lè)较?如圖6)運(yùn)動(dòng)時(shí)，左側(cè)的軸承間隙邊界為氣膜入口，入口處的動(dòng)壓效應(yīng)使軸承間隙右側(cè)邊界附近的氣膜壓力升高，右側(cè)邊界附近的頂層平箔片在氣膜壓力的作用下向下彎曲，形成入口斜坡。同理，當(dāng)轉(zhuǎn)子止推盤4相對(duì)于頂層平箔片1形成的軸承工作面1按圖中順時(shí)針?lè)较?如圖7)運(yùn)動(dòng)時(shí)，右側(cè)的軸承間隙邊界成為氣膜入口，右側(cè)邊界附近的頂層平箔片1在氣膜壓力的作用下向下彎曲，形成在右側(cè)的入口斜坡。

在上述技術(shù)方案中，所述彈性支撐體為一體成型的圓環(huán)狀，其為橡膠、金屬橡膠和波箔片中的任意一種，采用這種技術(shù)方案，能夠選擇不同結(jié)構(gòu)和厚度的彈性支撐體來(lái)調(diào)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)剛度。

在上述技術(shù)方案中，在止推軸承工作時(shí)由動(dòng)壓效應(yīng)自作用使所述頂層平箔片變形而產(chǎn)生入口斜坡，采用無(wú)入口斜坡的平面表面柔性動(dòng)壓氣體止推軸承，克服了傳統(tǒng)柔性動(dòng)壓止推軸承難以加工且性能不理想的問(wèn)題。

在上述技術(shù)方案中，所述彈性支撐體與軸承座的連接方式為采用耐高溫金屬膠粘接連接，采用這種技術(shù)方案，能夠?qū)椥灾误w牢固的與軸承座連接，并且能夠防止粘結(jié)后膠體在高溫環(huán)境下易老化的問(wèn)題。

在上述技術(shù)方案中，所述多個(gè)平箔片為4～10塊扇形平箔片；所述平箔片的厚度為0.05～0.10mm，平箔片的大小根據(jù)軸承尺寸大小而定，有由彈性金屬箔片剪裁成形而成，采用多個(gè)平箔片的方式有利于在止推軸承工作時(shí)使所述頂層平箔片變形而產(chǎn)生入口斜坡。

在上述技術(shù)方案中，所述平箔片為彈性金屬平箔片；所述彈性金屬平箔片為鈹青銅平箔片、65錳鋼平箔片和GH145/GH4145高溫彈性合金平箔片中的一種，采用這些彈性金屬平箔片有利于在止推軸承工作時(shí)使彈性金屬平箔片變形而產(chǎn)生入口斜坡。

在上述技術(shù)方案中，所述平箔片上表面涂覆聚四氟乙烯涂層，涂覆聚四氟乙烯涂層作為固體潤(rùn)滑劑降低軸承啟動(dòng)時(shí)的摩擦力并減少平箔片磨損。

在上述技術(shù)方案中，所述平箔片與彈性支撐體的固定連接方式為采用耐高溫金屬膠粘接連接，能夠?qū)⑵讲喂痰呐c彈性支撐體連接，并且能夠防止粘結(jié)后膠體在高溫環(huán)境下易老化的問(wèn)題；所述平箔片與彈性支撐體的連接表面上采用噴丸粗糙化處理，以此提高平箔片與彈性支撐體間的粘接力。

在上述技術(shù)方案中，所述軸承工作面可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子止推盤雙向旋轉(zhuǎn)，由于本實(shí)用新型軸承沒有預(yù)先加工的入口斜坡結(jié)構(gòu)，其入口斜坡是在軸承工作時(shí)自作用形成的，因此本實(shí)用新型軸承不限制轉(zhuǎn)子止推盤的轉(zhuǎn)向，即轉(zhuǎn)子止推盤沿不同方向旋轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型軸承均能夠正常工作，而傳統(tǒng)的柔性動(dòng)壓氣體軸承只允許轉(zhuǎn)子止推盤沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。

在這種技術(shù)方案中，所述彈性支撐體的厚度0.5～3mm，采用這種厚度的彈性支撐體能夠以適應(yīng)不同應(yīng)用條件對(duì)止推軸承剛度的需求。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。