一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)壓氣體徑向軸承，具體說(shuō)，是涉及一種既具有槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承，屬于氣體軸承技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體軸承具有速度高、精密度高、耐高溫、摩擦損耗小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)最近幾十年的迅速發(fā)展，氣體軸承已經(jīng)在高速支承、高精密支承等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。目前氣體軸承已經(jīng)發(fā)展出多種類型，主要分為動(dòng)壓型和靜壓型。
[0003]動(dòng)壓氣體軸承是以氣體作為潤(rùn)滑劑，在軸與軸承之間構(gòu)成氣膜，是移動(dòng)面與靜止面不直接接觸的軸承形式，具有無(wú)污染、摩擦損失低、適應(yīng)溫度范圍廣、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用時(shí)間長(zhǎng)、工作轉(zhuǎn)速高等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于摩擦損失少，也不需要使用液體潤(rùn)滑油，因此在高速回轉(zhuǎn)應(yīng)用領(lǐng)域上被廣泛使用，尤其是通常被使用在很難用滾動(dòng)軸承支持的超高速應(yīng)用領(lǐng)域以及不易使用液體潤(rùn)滑油處。
[0004]動(dòng)壓氣體軸承按承受載荷的方向不同，又分為動(dòng)壓氣體徑向軸承、動(dòng)壓氣體推力軸承和動(dòng)壓氣體徑向推力組合軸承。動(dòng)壓氣體徑向軸承是由相對(duì)移動(dòng)的兩個(gè)工作面形成楔形空間，當(dāng)它們相對(duì)移動(dòng)，氣體因其自身的粘性作用被帶動(dòng)，并被壓縮到楔形間隙內(nèi)，由此產(chǎn)生動(dòng)壓力而支承載荷。不同結(jié)構(gòu)形式的氣體動(dòng)壓徑向軸承由于結(jié)構(gòu)上的差異，其工作過(guò)程略有不同。目前較為常見(jiàn)的幾種動(dòng)壓氣體徑向軸承結(jié)構(gòu)形式有:可傾瓦式、槽式和箔片式。
[0005]可傾瓦式動(dòng)壓氣體徑向軸承是一種性能優(yōu)良的動(dòng)壓氣體軸承，具有自調(diào)性能，能在更小的氣膜間隙范圍內(nèi)安全工作，對(duì)熱變形、彈性變形等不敏感，且加工精度易得到保證，還對(duì)載荷的變化具有“自動(dòng)跟蹤”的突出優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用于大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和透平機(jī)械；但其軸瓦結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝工藝復(fù)雜，較一般徑向軸承要求高，從而限制了其應(yīng)用。
[0006]雖然箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承具有彈性支承，可使軸承相應(yīng)獲得一定的承載能力和緩和沖擊振動(dòng)的能力，但由于箔片軸承一般采用的是金屬箔片，不僅材料制造技術(shù)和加工工藝技術(shù)上還存在一些難題，而且軸承的阻尼值不能很大提高，導(dǎo)致軸承的剛性不夠，軸承的臨界轉(zhuǎn)速較低，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易失穩(wěn)甚至卡死。
[0007]而槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承具有較好的穩(wěn)定性，即使在空載下也有一定的穩(wěn)定性，況且，在高速下，其靜態(tài)承載能力較其它形式的軸承大，目前多用于小型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上，如在陀螺儀和磁鼓之類的精密機(jī)械中作為軸承。但由于槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承具有高剛性，因此其抗沖擊能力不夠好及載荷能力不夠大，不能實(shí)現(xiàn)較大載荷下的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0008]如何實(shí)現(xiàn)既具有槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承，不僅是本領(lǐng)域研究人員一直渴望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓氣體徑向軸承在較大載荷下的超高速領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要價(jià)值和深遠(yuǎn)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題和需求，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種既具有槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承，實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓氣體徑向軸承在較大載荷下的超高速領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0011]—種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承，包括:軸承外套和內(nèi)套及設(shè)置在軸承外套和內(nèi)套之間的箔型彈性件，所述軸承內(nèi)套的外圓周面和兩端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接。
[0012]作為一種實(shí)施方案，所述軸承內(nèi)套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。
[0013]作為一種實(shí)施方案，所述的槽式花紋為葉輪形狀。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，在與軸承內(nèi)套的外圓周面相配合的箔型彈性件的配合面上設(shè)有耐磨涂層。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述的箔型彈性件與軸承內(nèi)套的配合間隙為0.003?
0.008mmo
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述的箔型彈性件的兩端均固定在軸承外套的內(nèi)圓周壁上。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，所述的箔型彈性件為多個(gè)，且沿軸承外套的內(nèi)圓周壁均勻分布。
[0018]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，在軸承外套的內(nèi)圓周壁設(shè)有用于固定箔型彈性件的卡槽。
[0019]作為一種優(yōu)選方案，所述的箔型彈性件經(jīng)過(guò)表面熱處理。
[0020]作為一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的弧形凸起頂端與平箔相貼合，所述波箔的波拱間過(guò)渡底邊與軸承外套的內(nèi)圓周壁相貼合。
[0021]作為另一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的弧形凸起頂端與軸承外套的內(nèi)圓周壁相貼合，所述波箔的波拱間過(guò)渡底邊與平箔相貼合。
[0022]作為又一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由兩個(gè)平箔組成，其中靠近軸承外套內(nèi)圓周壁的平箔上設(shè)有通孔。
[0023]作為一種優(yōu)選方案，在軸承外套的兩端設(shè)有止環(huán)。
[0024]作為一種優(yōu)選方案，軸承外套的外圓周上具有同軸的通孔和凹孔，所述的通孔位于同軸的凹孔內(nèi)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著性進(jìn)步:
[0026]本實(shí)用新型通過(guò)在軸承外套和軸承內(nèi)套之間設(shè)置箔型彈性件，并使軸承內(nèi)套的外圓周面和兩端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接，并且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱，從而得到了既具有槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承；相對(duì)于現(xiàn)有的單純槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承，具有在相同轉(zhuǎn)速下成倍增加的抗沖擊能力和載荷能力；而相對(duì)于現(xiàn)有的單純箔片式動(dòng)壓氣體徑向軸承，具有在相同載荷下成倍增加的極限轉(zhuǎn)速；經(jīng)測(cè)試，本實(shí)用新型提供的混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承可實(shí)現(xiàn)在3?5kg載荷下的極限轉(zhuǎn)速可達(dá)160，OOOrpm?480，OOOrpm,而現(xiàn)有的動(dòng)壓氣體徑向軸承只能實(shí)現(xiàn)I?3kg的載荷，極限轉(zhuǎn)速最高只能達(dá)到100，OOOrpm?180，OOOrpm ;可見(jiàn)，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓氣體徑向軸承在較大載荷下的超高速領(lǐng)域的應(yīng)用，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了顯著性進(jìn)步，使得動(dòng)壓氣體徑向軸承技術(shù)的研究跨上了新臺(tái)階。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的局部分割的左視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是圖1中的A局部放大圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的局部分割的右視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是圖3中的B局部放大圖；
[0031]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是圖5中的C局部放大圖；
[0033]圖7是圖6中的D局部放大圖；
[0034]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖9是圖8中波箔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖11是圖10中設(shè)有通孔的平箔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例4提供的一種混合式動(dòng)壓氣體徑向軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中:1、軸承外套；11、止環(huán)；12、卡槽；13、通孔；14、凹孔；2、軸承內(nèi)套；21、外圓周面的槽式花紋；211、軸向高位線；212、軸向中位線；213、軸向低位線；22、左端面的槽式花紋；221、徑向高位線；222、徑向中位線；223、徑向低位線；23、右端面的槽式花紋；231、徑向高位線；232、徑向中位線；233、徑向低位線；3、箔型彈性件；31、波箔；311、弧形凸起；312、波拱間過(guò)渡底邊；32、平箔；33、設(shè)有通孔的平箔；331、平箔上的通孔；34、耐磨涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0041]實(shí)施例1
[0042]如圖1和圖3所示:本實(shí)施例提供的