[发明专利]气动箔带轴承

说明书

技术领域

本发明涉及轴承，特别是利用气体润滑的气动箔带轴承，该轴承用于诸如涡轮冷冻机、涡轮膨胀机、涡轮压缩机、涡轮增压机、涡轮发电机和涡轮泵等涡轮机械中高速旋转的转子的轴向或径向支撑。

技术背景

气动箔带轴承结构简单，造价低廉。因此，它在小型机械上得到了广泛的应用。在1975年7月8日颁发的Silver等的题为“箔带轴承装置”的美国专利No.3,893,733中，介绍了一种自动增压液动箔带轴承，其中的箔带轴承中带有用来为轴承运动件和轴承静止件之间提供支撑的弹性箔带，和用来支撑和强化箔带的弹性箔带支撑件。

图1中展示了一种传统的气体箔带止推轴承，它公开在1992年8月15日颁发的苏联专利No.1754949上。如图1所示，气体薄带止推轴承包括一个安装在基座10上的衬板1、通过焊接固定在衬板1上的支撑件2以及通过焊接安装在支撑件2上的弹性箔带3，弹性箔带3之间相互搭接，如图所示。这里，弹性箔带3带有一个是其尾部的支撑部分3a，它与支撑件2之间不相互接触，弹性箔带3的一个边沿3b与邻近的箔带3之间相互接触。弹性箔带3的曲率半径，在靠近边沿3b的地方从R1减少到R2。还有，连接转子(未示出)，例如，一个转动轴，的止推盘11放置在弹性箔带3之上。

随着连接转子的止推盘11的转动，气体被吸入到止推盘11和弹性箔带3之间的空间，从而将止推盘11从弹性箔带3上抬起。这里，在转动速度达到正常的悬浮速度之前，止推盘11一直与弹性箔带3保持接触。此时，弹性箔带3被相邻的箔带3的边沿3b压向下方，并产生弹性变形，因而与衬板1的上表面的位置A相接触(图2)。同时，变形后的箔带3的下表面的位置B与相邻的箔带3的支撑部分3a相接触，并形成弹性支撑。

但是，传统的气体箔带止推轴承有许多缺陷。由于支撑着邻接弹性箔带3的支撑部分3b与弹性箔带3是由相同材料制成的一个整体，它不能对受到轴向载荷而产生弹性变形的每个箔带3提供足够的刚性。因此，弹性箔带3产生向下的变形，直至接触到衬板1的上表面，这会在轴承运行的启动期间，导致止推盘11或与之相连的转子的轴向位移增大。

由于在正常的悬浮速度下工作运转时，弹性箔带3与衬板1相接触，这还导致了轴向载荷下的缓冲能力和轴承承载能力的下降。还有，弹性箔带3在朝向边沿3b的方向半径逐渐变小，因此加工过程就变得复杂和困难。

发明的公开

本发明的一个目的在于提供了一种气动箔带轴承，它可以使得最初启动期间止推盘或轴的位移减小，并增大轴承的承载能力，和简化制造过程。

根据本发明的一个实施例，提供的气动箔带轴承包括一个与基座相连的衬板、以预定的间距固定在衬板上的支撑件、一端固定在支撑件上以相互搭接的弹性箔带和与一个转动转子相连并置于弹性箔带上的止推盘，其特点在于包括置于弹性箔带和衬板之间在弹性箔带搭接的区域内支撑着弹性箔带的拱形弹簧。

弹性箔带在整个长度范围内的曲率相同，拱形弹簧包括支撑着弹性箔带并产生弹性变形的工作部分，和位于工作部分的一端或两端的连接部分，连接部分与衬板在轴承工作区以外相连，轴承工作区位于弹性箔带的内环半径和外环半径之间。

另外，拱形弹簧也可以安装在与衬板相连的定位板上的沟槽中，弹性箔带可以防止拱形弹簧从沟槽中掉出。

根据本发明的另一实施例，提供的一种气动箔带轴承包括一个安装在基座内环表面上的衬板、以预定的间距安装在该衬板上的支撑件、一端固定在支撑件上以彼此搭接的弹性箔带、与弹性箔带相接触的转动轴，其特点在于包括置于弹性箔带和衬板之间在弹性箔带搭接的区域内支撑着弹性箔带的拱形弹簧。

根据本发明，弹性箔带装置的刚性是由最初启动期间弹性箔带的刚性和拱形弹簧在正常悬浮运转期间的刚性所决定的。

附图说明

图1和图2是传统的气体箔带止推轴承的剖面图；

图3和图4是根据本发明一个实施例的的一种气动箔带止推轴承的剖面图；

图5是图4中所示的气动箔带止推轴承的俯视图；

图6是与图5类似的一种俯视图，示出支撑件与拱形弹簧相连接的情况；

图7是图4中气动箔带止推轴承的拱形弹簧的连接的另一实例的剖面图；

图8是示出在本发明的正常悬浮速度下气动箔带止推轴承的状态的剖面图；

图9是示出图7中的拱形弹簧的连接的俯视图；

图10是拱形弹簧的另一种实例的俯视图；

图11是沿图10中XI-XI线的剖面图；