[实用新型]一种空气轴承

说明书

本实用新型公开了一种空气轴承，该空气轴承包括轴承外环、轴承内环以及限位环。所述轴承外环为横截面为∩型凹槽的环状结构，轴承内环和限位环均为横截面为U型凹槽的环状结构。限位环U型凹槽的槽体上开设有限位孔，限位孔内设置有滚动体。轴承高速旋转时，高压气体在喷气间隙内形成高压气膜，将轴承内环与轴承的其余部分隔离开来，使得轴承内环的内壁与限位环外壁以及滚动体均不接触，其自身的转动不受摩擦阻力的影响。而当气压变低或转速较低时，滚动体在外环的限位作用下，无法完全回缩至限位孔内，使得轴承内环与限位环之间通过滚动体接触连接，可实现空气轴承和普通轴承之间的自动切换。

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，具体涉及一种空气轴承。

背景技术

轴承是机械在传动过程中不可或缺的机械部件，它起着固定和减小载荷摩擦系数的作用，其安装在机械上并与其它机件在轴上彼此产生相对运动，用以降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置的固定。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数，传统的轴承主要分为滚动轴承和滑动轴承两种。随着生产制造对更高精度、更小摩擦系数的轴承的要求，空气轴承孕育而生。

在现有技术中，空气轴承多采用箔片式空气轴承，高压气体将箔片向径向内侧挤压，箔片与滚动轴直接接触，箔片与滚动轴之间存在滑动摩擦，箔片对滚动轴的转动具有一定阻力。导致轴承效果并不是很好。为此，本实用新型团队的授权专利CN111720441A提供了一种空气轴承，能够降低空气轴承的滚动摩擦系数，降低机械损耗，减小空气轴承对外部滚动轴轴面的磨损，提高使用稳定性。但是只有当滚动部高速转动后，由于自转物体具有定轴性，滚动部才能够稳定的在限位通孔内转动，提高整个空气轴承的稳定性。对于轴承低速旋转时，自转物体还不具备定轴性，同时高压气体无法完全抵消滚动部受到来自滚动轴的径向压力，会使得滚动部从限位凸缘处向环状本体的中心方向露出的部分回缩，进而使得滚动部无法起到滚动支撑作用，易导致转轴与轴承直接接触而摩擦损耗。中国专利CN211623966U公开了一种空气悬浮轴承，其通过在轴承的外圈与固定架之间设置悬浮，保持原有轴承的基本转动方式，能够在气压不稳时通过内部的滚动体，减缓摩擦，避免外圈与固定架之间直接摩擦，损坏空气轴承。但是其由空气轴承转换为普通轴承时，需要停机先将螺钉板侧板与轴承外圈进行固定后实现转换操作，转换操作复杂，并且需要停机进行，持续性不强，受气压变化的影响较大，使用稳定性不强。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种空气轴承，空气轴承包括轴承内环、套接在轴承内环中的限位环以及套接在限位环内的轴承外环；限位环上设有限位孔，限位孔内设有滚动体，限位环通过滚动体与轴承内环滚动接触，或通过滚动体和高压气膜与轴承内环悬浮接触，轴承外环对滚动体起到辅助限位作用，同时还与限位环之间形成高压气体进气腔道。本实用新型的目的在于克服现有技术中，较低转速下，由于滚动体受力完全回缩至限位孔内，导致限位环与轴承内环直接摩擦损耗的问题。同时，本实用新型的空气轴承受气压变化影响小，空气轴承和普通轴承的切换自动完成，无需额外操作，实用性强，可实现连续作业。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案具体如下：

一种空气轴承，该空气轴承包括轴承外环、轴承内环以及限位环。所述轴承外环为横截面为∩型凹槽的环状结构，轴承内环和限位环均为横截面为U型凹槽的环状结构。限位环U型凹槽的槽体上开设有限位孔，限位孔内设置有滚动体。

限位环设置在轴承内环的U型凹槽内，并且限位环U型凹槽的外壁与轴承内环U型凹槽的内壁之间具有间隙，使得限位环可在滚动体的作用下在轴承内环的U型凹槽内进行转动。

轴承外环设置在限位环的U型凹槽内。轴承外环的∩型凹槽与限位环U型凹槽的槽底共同构成环状进气腔室。轴承外环∩型凹槽的顶壁上开设有与环状进气腔室相连通的进气孔。