[发明专利]一种静压气体止推轴承

说明书

本发明提供了一种静压气体止推轴承。所述的静压气体止推轴承采用具有微结构腔的节流孔，以及在轴承工作面上加工一定数量的微结构槽，从而使气流在通过节流孔与气膜间隙的过程中经历多次膨胀，通过多次膨胀的热力学损失来增强节流孔与气膜间隙中的节流效应，从而达到提高刚度的目的。本发明具有结构简单，加工成本低，工艺稳定，质量可控等优点，其刚度比传统的小孔节流静压气体止推轴承高，而制造成本与传统的小孔节流静压气体止推轴承相近。

技术领域

本发明属于静压气体轴承，具体涉及一种静压气体止推轴承。

背景技术

小孔节流静压气体止推轴承由于具有高精度优势在精密机床和精密测量设备上有不可替代的重要应用。轴承刚度是小孔节流静压气体止推轴承的主要性能指标，也是确保轴承精度与精度保持性的关键。小孔节流静压气体止推轴承一般采用较小孔径的节流孔和较小的气膜间隙，使气体在经过节流孔和气膜间隙过程中发生较强的节流效应，从而有利于轴承刚度的提高。常见的小孔节流静压气体止推轴承，其节流孔径在0.1~0.4mm之间，而气膜间隙在10~100µm之间。虽然进一步减小节流孔的孔径与气膜间隙可以增强节流效应并使轴承刚度进一步提高，但要获得小于0.1mm直径的节流孔或小于10µm的气膜间隙在加工制造上难度非常大，同时也带来较高的加工制造成本。

发明内容

为了克服现有技术中静压气体止推轴承的加工制造难度大、加工制造成本高的不足，本发明提出一种静压气体止推轴承。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种静压气体止推轴承，其特点是， 所述的静压气体止推轴承包括直径相同的止推盘和轴承，其连接关系是，止推盘位于轴承的上方，止推盘与轴承为同轴心设置。所述的轴承上沿节流孔分布圆均匀设置有数个结构相同的节流孔；所述的节流孔为一通孔，在通孔中设置有数个微结构腔。节流孔上端的孔口位于轴承工作面上，节流孔下端与设置在轴承底面的供气孔连通。在轴承工作面分别设置有同心环形的微结构槽Ⅰ、微结构槽Ⅱ。微结构槽Ⅰ与微结构槽Ⅱ位于节流孔分布圆两侧。

所述的微结构腔的直径大于节流孔的孔口直径。

所述的节流孔中的微结构腔的截面形状为矩形、半圆型、三角形中的一种。

所述的微结构槽的截面形状为矩形、倒三角形、倒梯形、半圆型中的一种。

所述的节流孔的数量范围为六到十个。

所述的微结构槽Ⅰ、微结构槽Ⅱ的数量范围均为二到三十条。

本发明的节流孔中的微结构腔使节流孔的直径在气流方向不断变化，使气体经历多次膨胀进而增强节流效应。工作面上的微结构槽，使气膜间隙高度在气流方向不断变化，使气体经历多次膨胀进而增强节流效应。

本发明中的工作面可以设置为含微结构槽的工作平面，也可以为不设置微结构槽的完整平面。

本发明中的节流孔可以设置为含微结构腔的节流孔，也可以为不设置微结构腔的节流孔。

本发明利用具有确定形状的微结构来增强节流孔和气膜间隙的节流效应，从而实现小孔节流静压气体止推轴承刚度的提高。新结构轴承在提高刚度的同时，规避减小节流孔径与气膜间隙带来的制造技术困难。

本发明的有益效果是，本发明轴承的刚度和承载高。本发明的结构简单，加工成本低，工艺稳定，质量可控。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中的局部结构示意图；其中，图2(a)为轴承俯视图，图2(b)为轴承的主视图，I-I为图2(b)中的节流孔的放大图，II-II为图2(b)中的微结构槽放大图；

图3为本发明中的节流孔剖视图；