[实用新型]螺旋弹簧基底的径向空气轴承

说明书

本实用新型公开了一种螺旋弹簧基底的径向空气轴承，所述径向空气轴承同轴设置在主轴体上，所述径向空气轴承包括轴承壳体、弹性支撑机构和顶箔片，所述顶箔片同轴设置在所述轴承壳体内部并与所述轴承壳体连接，所述弹性支撑机构设置在所述轴承壳体与顶箔片之间；其中，所述弹性支撑机构包括多个彼此独立设置的螺旋弹簧。本实用新型实施例提供的一种螺旋弹簧基底的径向空气轴承，以螺旋弹簧作为弹性基底，使径向空气轴承具有更好的阻尼特性，并且能够使载荷分布均匀，载荷传递能力也加倍，即使在空压机发生比较严重的冲击载荷或喘振时，也可以使转轴的载荷和振动在安全范围内。

技术领域

本实用新型涉及一种径向空气轴承，特别涉及一种螺旋弹簧基底的径向空气轴承，属于轴承技术领域。

背景技术

径向空气轴承使用空气润滑，不需要专门的油润滑系统，而且支撑转子的面积比其他类型的轴承更宽，可靠性更高。因此，径向空气轴承可以用于车载燃料电池空压机、小型航空燃气涡轮发动机、涡轮膨胀器等领域。

径向空气轴承的原理如图1所示，当两个相对运动的表面存在一个楔形空间时，相互运动的表面不断地带动气体进入楔形槽内，使得楔形槽内形成具有一定压力的动压气膜，当气膜压力足够大以至于能够支承起负载时，转轴被浮起，干摩擦力消失。

最常见的径向空气轴承为波箔式径向空气轴承，波箔式径向空气轴承由轴承壳、波箔片和顶箔构成；其中，所述波箔片为带波纹状凸起的金属薄片，顶箔为圆柱状的薄片，典型的波箔式径向空气轴承结构如图2所示。

然而，现有波箔式径向空气轴承因为波箔片的刚度较小，承载能力有限，且现有波箔式径向空气轴承的波箔片的加工制造工艺复杂；具体表现为：现有波箔式径向空气轴承在高压气体压缩机中经常不稳定，当压缩机空气压力为7bar以上时很难应用径向空气轴承，特别是在气压和流量波动的喘振情况下，如果径向空气轴承的波箔片不能完全吸收瞬时冲击能量的话，会损坏整个轴承，在极端情况下可能会损坏整个旋转轴。

CN 103671545 A中还公开了一种径向空气轴承，其采用多个依次连接的弹簧代替波箔，其中多个弹簧需要固定在上下连个连接板上，弹簧的每一圈都需要穿过上下连接板，这使得结构和制作工艺更加复杂，导致生产成本较高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种螺旋弹簧基底的径向空气轴承，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种螺旋弹簧基底的径向空气轴承，所述径向空气轴承同轴设置在主轴体上，所述径向空气轴承包括轴承壳体、弹性支撑机构和顶箔片，所述顶箔片同轴设置在所述轴承壳体内部并与所述轴承壳体连接，所述弹性支撑机构设置在所述轴承壳体与顶箔片之间；其中，所述弹性支撑机构包括多个彼此独立设置的螺旋弹簧。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

1)本实用新型实施例提供的一种螺旋式弹簧基底的径向空气轴承通过调节螺旋弹簧的厚度、直径、间距和横截面的形状来调节弹簧的刚度，而且可以使用相同的工装；

2)本实用新型实施例提供的一种螺旋式弹簧基底的径向空气轴承中的螺旋弹簧的尺寸可以精确制造，且可以批量生产；

3)本实用新型实施例提供的一种螺旋式弹簧基底的径向空气轴承中的多个螺旋弹簧独立地运作并且彼此不干扰，因此振动衰减快并且可以稳定地运行；

4)本实用新型实施例提供的一种螺旋式弹簧基底的径向空气轴承中的顶箔片两端是插入到轴承壳体的凹槽中，且两端相互分离并不固定，因此转子可以正向和反向运行。

附图说明