[发明专利]一种分体式箔片动压气体止推轴承及制作方法

说明书

本发明公开了一种分体式箔片动压气体止推轴承及制作方法，包括轴承座、瓦块、沉头螺钉、弹性箔片和平箔箔片。弹性箔片和平箔箔片均由工作平面的平直段和用于焊接的占空段两部分组成，弹性箔片和平箔箔片叠加通过占空段与瓦块焊接在一起；瓦块为扇形，底部开有螺纹孔；轴承座上沿周向均布沉头螺钉孔，瓦块均匀分布于轴承座上，通过沉头螺钉紧固和定位；制作好的轴承中，轴承座、瓦块、弹性支承箔片和平箔箔片依次叠加排列。本发明的箔片动压气体止推轴承，采用模块化的分体式结构，相比整体式焊接结构，工艺难度低，易于标准化、系列化生产和流水作业；轴承单元分布更均匀，提高了承载均匀性；轴承座开孔的结构也改善了箔片轴承的散热性能。

技术领域

本发明涉及气体轴承及高速旋转机械领域，尤其是涉及一种分体式箔片动压气体止推轴承及制作方法。

背景技术

目前研究的箔片动压气体轴承具有良好的稳定性、可靠性和高速下的抗冲击性，广泛应用于高速涡轮喷气发动机、高速透平膨胀机、燃料电池汽车用高速无油离心空压机和分布式能源用微型燃气轮机等各种高速旋转机械，发展前景十分广阔。但箔片动压气体轴承存在精确结论分析和模型的建立难度大、理论分析滞后于试验的问题。因此高速旋转机械用到的箔片动压气体轴承没有标准化、系列化的通用性准则，不同研究人员采用匹配设计的方法对其进行设计，箔片动压气体轴承结构不断地发生改变。

本申请人发现，现有的箔片动压气体止推轴承采用集中式和整体式制作方法：弹性箔片和平箔箔片分成四片、六片或八片直接焊接在轴承座上；制作过程中，需要对弹性箔片和平箔箔片进行精准配合以防止错位，还要在轴承座上对各箔片单元进行精准定位，且要并保证焊接的均匀性和可靠性，工艺难度大；某一片箔片定位或焊接出现偏差时会导致整个轴承副的报废；当使用过程某一个或几个箔片损坏时需要更换整个轴承副。现有的整体式箔片动压气体止推轴承存在工艺难度大、次品率高、可靠性低、互换性差、承载力不均匀和散热慢等问题。因此我们发明了一种新的分体式箔片动压气体止推轴承及制作方法，使箔片动压气体止推轴承工艺难度降低，易于标准化、系列化生产和流水作业，有效解决了以上问题。

发明内容

本发明提供了一种分体式箔片动压气体止推轴承及制作方法，对轴承加工、安装工艺流程进行了改进，采用模块化的分体式结构，相比传统的整体式焊接结构，轴承各部分便于同系列及时替换，制作复杂性得到分解，工艺得到简化，精度要求降低，易于标准化、系列化生产和流水作业，同时次品率降低，可靠性提高；箔片单元的分布更为均匀，提高了承载力均匀性；轴承座开孔的结构也改善了箔片轴承的散热。

本发明提供了以下技术方案：

本发明的一种分体式箔片动压气体止推轴承，包括轴承座、瓦块、沉头螺钉、弹性箔片和平箔箔片，还包括制作所需的定位轴和定位隔条。弹性箔片和平箔箔片都为扇形，均由工作平面的平直段和用于焊接安装的占空段两部分组成，弹性箔片和平箔箔片叠加通过占空段与瓦块焊接在一起；瓦块为扇形，其底部开有螺纹孔，可以是盲孔也可以是通孔，瓦块上下端面平行；轴承座上沿周向均布螺钉沉头孔，轴承座上开有固定槽以进行周向定位；瓦块均匀分布于轴承座上，通过沉头螺钉紧固；安装好的装置中轴承座、瓦块、弹性箔片和平箔箔片依次叠加排列；所述弹性箔片和平箔箔片的内径都等于瓦块内径，在瓦块上焊接后，弹性箔片占空段的边缘侧面、平箔箔片占空段的边缘侧面与瓦块的一侧面重合，箔片内圈与瓦块内圆柱面重合。

进一步的，所述弹性箔片可以为波箔型、金属丝网型或鼓泡型。

进一步的，所述轴承座上沿周向均布的螺钉沉头孔中心半径和瓦块底部螺纹孔中心半径一致。

进一步的，焊接有箔片的瓦块，通过沉头螺钉均匀安装在轴承座上；安装时，瓦块内圆柱面与轴承座内圆柱面保持同轴心；轴承座上可分布的扇形瓦块为三个、四个或六个。

进一步的，所述瓦块在轴承座上均匀分布，瓦块与瓦块之间为微间隙，间隙小于等于0.2mm；当瓦块之间间隙较大时，各瓦块间的间隙保持一致。