[发明专利]一种可自适应且具有高承载能力的推力空气箔片轴承

说明书

本发明公开了一种可自适应且具有高承载能力的推力空气箔片轴承，包括：薄箔片底板、弧形结构、波箔、顶箔、凸台结构。所述薄箔片底板上设有末端自由的弧形结构。所述波箔固定在薄箔片底板上弧形结构的末端，使轴承在载荷的作用下可在周向和径向产生微小变形，弥补了加工精度对轴承各瓣高度不一的影响，提高了轴承的自适应性能。所述顶箔前端与薄箔片底板的弧形结构前端通过焊接相连接，弧形结构隔离了焊接过程中底板上发热和局部变形，提高了轴承各瓣的制造精度。顶箔前端设有凸台结构，用以减小轴承的楔形高度，增加轴承有效楔形区域，进一步提高轴承的承载能力。

技术领域

本发明涉及气体动压轴承技术领域，具体涉及轴承制造工艺优化和可工作环境的变化自适应调整轴承顶箔平面的推力空气箔片轴承。

背景技术

空气箔片轴承由于其耐高温、转速高、无油润滑、摩擦损耗小等特点广泛应用于涡轮增压器、空气循环机、空压机、微型燃气轮机等涡轮机械中。推力空气动压箔片轴承是利用楔形效应，随着转轴转速的升高将周围环境中具有一定粘性的气体带入楔形中，经过压缩形成高压气膜悬浮起高速旋转的转轴。

传统的推力空气箔片轴承通常具有多瓣结构，常常采用较厚的平板作为支撑轴承波箔和顶箔的底板。但由于采用较厚的平板支撑轴承，给推力空气箔片轴承各瓣顶箔间的平面度引入了平板加工精度和平板与推力轴承座配合公差降低了轴承平面度等问题，进而用成型的薄箔片平板代替厚平板支撑推力空气箔片轴承的波箔和顶箔，以减少加工精度和平板与轴承座之间的配合精度问题。然而，采用薄箔片平板，波箔和顶箔在与薄箔片平板焊接连接过程中，焊点位置局部发热会使轴承发生局部变形，使得推力空气箔片轴承平面度降低，从而影响推力空气箔片轴承的极限特性，降低了空气箔片轴承的承载能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有的技术不足，通过改变薄箔片平板结构解决波箔和顶箔与薄箔片片平板焊接使轴承发生局部变形问题和改变顶箔和支撑结构提高推力空气箔片轴承的承载能力，通过使顶箔与波箔相对位置可发生微小变形，增强此推力空气箔片轴承的自适应性能，弥补加工精度对轴承各瓣高度不一的影响，从而提高推力空气箔片轴承平面度，进一步提高推力空气箔片轴承的承载能力。

本发明的推力空气箔片轴承具有顶箔、波箔和底板，底板位于最下面，顶箔位于最上方，波箔处于底板与顶箔之间，顶箔和波箔分别都与底板相连。底板是薄箔片结构，上面设有若干弧形孔，两相邻的弧形孔末端隔开相连，将薄箔片底板切割成有若干末端自由的弧形结构，底板上末端自由的弧形结构于底板与顶箔和波箔相连接的焊接点处，目的是为了降低在底板上焊接波箔和底板过程中产生的热变形；另外，底板上末端自由的弧形结构使得波箔与顶箔之间允许微小变形，致使波箔与顶箔可根据推力空气箔片轴承不同工作状态中受力的不同进行自适应调整，降低制造精度对轴承特性的影响。本发明的推力空气箔片轴承除了薄箔片底板上设有末端自由的弧形结构外，顶箔上也设有凸台结构，目的是降低轴承的楔形高度，增加楔形长度，增加轴承波箔的有效承载区域，增大轴承的承载能力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种可自适应且具有高承载能力的推力空气箔片轴承，包括：底板、波箔和顶箔。底板用于支持波箔和顶箔，并且连接推力轴承座，底板是薄箔片结构，上面开有销钉孔，用于防止推力空气箔片轴承工作中发生旋转。但是由于销钉孔略大于销钉直径，使得推力空气箔片轴承可发生微小偏移。底板上开有若干组弧形孔，弧形孔末端割开相连，使得薄箔片底板上环形孔中间的弧形结构末端处于自由状态。波箔的前端波形形成楔形结构末端平整，与薄箔片前端板的弧形结构末端相连接，末端自由，使得波箔与底板可根据轴承受力的分布发生微小变形。顶箔前端设有凸台结构，凸台底部位于前端与薄箔片底板上的弧形结构前端相连，波箔设在凸台凸起部分的下方。从而降低了楔形高度，增加了楔形长度，增加了轴承有效承载区域，提高了轴承承载能力，另外波箔的半自由连接结构增加了轴承的自适应性能，弥补了加工精度对轴承各瓣高度不一的影响，进一步提高了轴承的极限承载能力。

进一步，所述一种可自适应且具有高承载能力的推力空气箔片轴承，包括：底板、波箔和顶箔。