[发明专利]一种基于镶块式空气轴承的高速离心空压机

说明书

本发明是一种基于镶块式空气轴承的高速离心空压机，包括壳体、定子和主轴，壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的一级轴承座和二级轴承座，壳体两端外侧分别安装一级扩压器和二级扩压器，主轴两端穿出一级扩压器和二级扩压器后分别安装一级蜗轮和二级蜗轮，一级蜗轮和二级蜗轮外安装一级蜗壳和二级蜗壳，一级蜗壳和二级蜗壳通过连接管相连，主轴上固接止推盘，止推盘位于一级轴承座和一级扩压器之间，止推盘与一级轴承座之间、止推盘与一级扩压器之间分别安装止推空气轴承；与现有技术不同的是，止推空气轴承的顶箔和波箔分别固定在镶嵌于轴承座或扩压器的镶块上，省去现有技术的底板，波箔套设在镶块上，无需焊接，避免了波箔因焊接引起的变形。

技术领域

本发明涉及空气轴承，具体是一种基于镶块式空气轴承的高速离心空压机。

背景技术

高压、大流量的空气供应对提高现有氢燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应系统的重要零部件之一。

现已技术，无论是公开号CN112879318A公开的一种高速离心压缩机，还是公开号CN108286567A公开的一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，它们的空气轴承都采用传统的方式，都包含有底板，并且波箔、顶箔都直接或间接与底板进行连接，而通常底板都是通过螺钉固接在扩压器或轴承座上，不仅占据了有限的空间，而且在长期动载荷的作用下，螺钉会出现松动、断裂，影响气体压缩机整个系统的稳定性。而且支承波箔因焊接容易造成变形，造成波箔翘起，最终导致顶波不平整，运行时气膜不均匀。

发明内容

为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，本发明公开一种基于镶块式空气轴承的高速离心空压机，所采取的技术方案是：

一种基于镶块式空气轴承的高速离心空压机，包括壳体、定子和主轴，壳体两端内侧分别安装用于支撑主轴的一级轴承座和二级轴承座，壳体两端外侧分别安装一级扩压器和二级扩压器，主轴两端穿出一级扩压器和二级扩压器后分别安装一级蜗轮和二级蜗轮，一级蜗轮和二级蜗轮外安装一级蜗壳和二级蜗壳，一级蜗壳和二级蜗壳通过连接管相连，主轴上固接止推盘，止推盘位于一级轴承座和一级扩压器之间，止推盘与一级轴承座之间、止推盘与一级扩压器之间分别安装止推空气轴承；其特征在于：

与止推盘相对的一级轴承座的盘面上开设第一安装槽，第一安装槽的轴心线与一级轴承座的轴心线共线，第一安装槽的底壁向上延伸形成N个形状相同的、呈扇面状的轴承座本体凸台，每个轴承座本体凸台上、靠近其一侧直边开设扇面状的轴承座镶嵌槽，轴承座镶嵌槽槽底中部开设轴承座螺钉通孔；N≥3；

与止推盘相对的一级扩压器的盘面上开设第二安装槽，第二安装槽的轴心线与一级扩压器的轴心线共线，第二安装槽的底壁上圆周阵列N个扩压器导气通道，在第二安装槽的底壁上、对应每个扩压器导气通道的同侧分别开设一个扇面状的扩压器镶嵌槽，扩压器镶嵌槽槽底中部开设扩压器螺钉通孔；

2×N个镶块，每个镶块的顶面向上延伸形成与轴承座镶嵌槽和扩压器镶嵌槽形状相似的镶块凸起，镶块凸起的高度大于等于波箔单体的厚度；镶块中部沿竖向开设螺孔；2×N个镶块分别置入N个轴承座镶嵌槽和扩压器镶嵌槽中；

2×N个螺钉，分别从一级轴承座背面的轴承座螺钉通孔和一级扩压器背面的扩压器螺钉通孔穿入后与镶块中部开设的螺孔螺接；

2×N个波箔单体，每个波箔单体一侧向外同曲率延伸形成非波段，非波段上开设1个与镶块凸起形状相似的波箔通孔，通过波箔通孔，2×N个波箔单体分别套设在2×N个镶块的镶块凸起上；

每个镶块的顶端和或镶块凸起顶端通过点焊固接顶箔。

进一步地，轴承座本体凸台与第一安装槽侧壁之间、相邻轴承座本体凸台之间形成轴承座导气通道。