[发明专利]一种高可靠封闭式线轴型动压轴承

说明书

本发明涉及一种高可靠封闭式线轴型动压轴承，包括主轴、套装在主轴上的轴承转子、位于主轴与轴承转子之间的轴套、分别套装在主轴两端的止推板，动压轴承在线轴轴承结构上增加轴套，该轴套被固定在主轴上，与轴承转子形成封闭线轴型结构，止推板采用特殊的斜面结构，外部气流通过带有特殊斜面的止推板被泵如轴向轴承和径向轴承，在轴承工作间隙内形成压力分布，当转速稳定后该轴承内部压力维持动态稳定，解决了轴承刚度问题和轴向轴承启停摩擦问题；轴向压紧螺母采用弹性压紧结构，保证了轴承轴向间隙在不同温度下保持稳定；径向轴承摩擦副采用碳化硼‑碳化硼，止推轴向摩擦副采用碳化硼‑结构钢形式更进一步地解决了轴承接触摩擦、磨损问题。

技术领域

本发明涉及一种动压轴承，具体涉及一种高可靠封闭式线轴型碳化硼材料动压轴承。

背景技术

动压轴承电机是三浮陀螺仪表的“心脏”，动压轴承作为动压电机的核心部件，其可靠性及稳定性决定着三浮陀螺仪表的精度及寿命，在航空航天等军事领域有着广泛的应用。

线轴型动压轴承是动压轴承的一种结构形式，其结构分为径向轴承和轴向轴承两部分，为轴承提供轴向支承和径向支承，动压轴承的工作间隙仅有1μm～3μm，动压轴承工作时依靠转子与定子的相对运动使进口气流被泵入轴承工作面的螺旋槽，在轴承工作表面形成压力区，使得轴承转子与定子脱离接触，一旦动压轴承稳定工作，其理论寿命为无限长。

同时，动压轴承具有以下的缺陷：(1)动压轴承在低速运情况下轴承刚度较低、承载能力小抵抗外部力学环境能力差；(2)轴承在启动、停止时由于轴承接触摩擦、磨损使得轴承摩擦可靠性降低甚至带来轴承多余物，影响轴承寿命。

目前三浮陀螺仪采用的线轴型动压轴承为开放式结构，径向轴承被分为左、右两端结构，或者径向轴承设计排气通道，由于开放式结构使得轴承工作区压力能够得到释放，轴承径向刚度较低。轴向轴承的止推板工作面往往被设计成平面，且其平面度在0.2μm左右，这种结构虽然能够保持轴向轴承工作面压力，但是其气体泵尽量受限，同时，在轴向轴承启停过程中造成整个工作面摩擦，带来摩擦力增加，启停可靠性降低。线轴型轴承的摩擦副采用在轴承基材上涂覆硬膜方式来降低接触摩擦力，这种形式对轴承基材性能有一定要求，且涂覆工艺复杂，涂覆摩擦副的可靠程度并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种高可靠封闭式线轴型碳化硼材料动压轴承，解决目前线轴型动压轴承刚度及启停可靠性较低的问题。

本发明的技术解决方案是提供一种高可靠封闭式线轴型动压轴承，包括主轴、套装在主轴上的轴承转子、分别套装在主轴两端的止推板，上述止推板与轴承转子之间有间隙；

其特殊之处在于：还包括位于主轴与轴承转子之间的轴套，上述轴套套装并固定在主轴上；轴承转子套装在轴套上；上述轴套的两端与止推板紧密贴合。

进一步地，上述止推板与轴承转子之间的间隙宽度从内到外逐渐增大，定义在主轴径向方向，靠近主轴的一端为内，远离轴套的一端为外。

进一步地，上述止推板与轴承转子之间的间隙宽度从内到外线性增大。

进一步地，还包括轴向压紧螺母，所述轴向压紧螺母套装在主轴两端，用于压紧止推板。

进一步地，上述轴向压紧螺母与止推板的接触面上设有台阶压紧面。台阶面的高度为0.1mm，使得螺母压紧时产生0.1mm的弹性变形压紧。

进一步地，止推板第一工作面为斜面，该斜面与轴承转子端面之间有夹角。

进一步地，上述夹角为5.09～15.28。

进一步地，轴套与轴承转子的材料均为平均晶粒度小于等于1.5μm的细晶粒碳化硼材料。

进一步地，止推板材料为结构工具钢材料。

进一步地，结构工具钢材料为铬钨锰材料。