[发明专利]三瓣式气体箔片径向轴承

说明书

本发明公开了一种径向弹性空气轴承，主要由轴承套、第一层三瓣弹性支承箔片、第二层三瓣弹性支承箔片和三瓣顶层箔片组成。所述轴承套内壁上由三个燕尾槽分隔开的三段圆弧与轴承外壁并非同心，而是具有偏心距。所述轴承套内壁有三个均匀分布的燕尾槽，用于固定弹性支承箔片和顶层箔片。在装配时，所述第一层弹性支承箔片的弹性小片从第二层弹性支承箔片的弹性小片与细梁之间的缝隙中伸出。在工作时，第一层弹性箔片的兔耳状部位先变形，当转子给的压力变大时，第二层弹性支承箔片的弹性小片发生变形。本发明提供较高的承载能力和稳定性，提供较高的刚度，在一定程度上综合提高现有气体轴承的承载能力、刚度、稳定性等静态特性。

技术领域

本发明涉及空气轴承技术领域，具体涉及一种气体箔片径向轴承。

背景技术

气体箔片轴承是一种以气体作为润滑剂的滑动轴承，其原理为流体在外部压力的作用下形成薄膜，支承外界载荷。和传统空气轴承作比较，它采用了弹性支承元件并且它的轴承表面是柔性的，使得该种轴承具有耐振动冲击、高稳定性、启停性能优良以及装配对中要求低的特点，并且具有高转速、高精度、高可靠性、无油润滑、低摩擦损耗和能在高温环境下工作的优点。

箔片空气轴承主要由轴承套、弹性支承结构和顶层箔片组成，弹性支承结构位于轴承套和顶层箔片之间，要求具有一定的刚度和阻尼，为轴承提供一定的承载能力和抗冲击减振能力。

随着气体箔片轴承技术的不断发展，轴承的种类在不断增加，各类轴承性能被不断最优化。但现有的技术方案中箔片轴承只是在前人的基础上对波箔片参数做了简单改变，并未能从轴承结构方面做本质性的改进。因此如何提高弹性支承结构的性能以提高空气轴承的性能成为一个十分重要的问题。

本发明正是为了至少部分地解决上述技术问题而提出的，具体而言，把传统的一层弹性箔片改为两层，并且改变箔片中弹性小片的尺寸大小，使得箔片轴承在轴向和周向上都保持变刚度，使得箔片整体刚度分布更合理，易于形成楔形气膜。

发明内容

基于上述背景技术,本发明的发明目的在于设计箔片轴承在轴向和周向上都保持变刚度，使得箔片整体刚度分布更合理，易于形成楔形气膜。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种气体箔片径向轴承，包括轴承套、第一层弹性支承箔片、第二层弹性支承箔片和顶层箔片，所述轴承套、第一层弹性支承箔片、第二层弹性支承箔片和顶层箔片依次由外向内同轴设置；所述第一层弹性支承箔片包括若干个所述弹性小片结构和连接细梁，所述若干个弹性小片轮廓是由一个由矩形和两个半圆组成的；为了实现轴承的刚度在周向上发生变化，我们设计最下方那一行的弹性小片尺寸为最大，位于其上方的弹性小片的尺寸依次递减；考虑到轴承在工作时，在轴向上中间部位的气体压力要大于两端的气体压力，为了保证各弹性小片的变形量一致，我们设定中间那一列的弹性小片尺寸为最大，位于其两侧的弹性小片的尺寸依次递减；所述第二层弹性支承箔片包括若干个所述弹性小片结构和连接细梁，所述若干个弹性小片是一个由矩形条和两个兔耳状悬臂梁组成的；为了实现轴承的刚度在周向上发生变化，我们设定最下方那一行的弹性小片尺寸为最大，位于其上方的弹性小片的尺寸依次递减；考虑到轴承在工作时，在轴向上中间部位的气体压力要大于两端的气体压力，为了保证各弹性小片的变形量一致，我们设定中间那一列的弹性小片尺寸为最大，位于其两侧的弹性小片的尺寸依次递减。

进一步地，所述第一层弹性支承箔片在燕尾槽的作用下设置于所述轴承套的内表面那一侧。

进一步地，所述第二层弹性支承箔片在燕尾槽的作用下设置于所述第一层弹性支承箔片的内表面那一侧。

进一步地，所述顶层箔片在燕尾槽的作用下设置于所述第二层弹性支承箔片的内表面那一侧。

进一步地，第一层弹性支承箔片的弹性小片与细梁在长度方向上的间距取得比较大，这样易于装配时第二层弹性支承箔片的兔耳状悬臂梁部分可以从第一层弹性支承箔片的弹性小片与细梁之间伸出。