[发明专利]一种箔片动压轴承弹性支撑装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速透平机械的箔片动压轴承，特别是涉及一种箔片动压轴承弹性支撑装置及其制作方法。

背景技术

箔片轴承是以流体作润滑剂并采用箔片作为弹性支承元件的一种动压轴承。美国从20世纪60年代末开始，成功地应用到DC-10飞机环境控制系统的核心制冷部件空气循环机(ACM)上，因为它具有无油、高效率、免维护、抗冲击振动、抗污染能力强、可靠性高、寿命长等优点，在以后的几乎所有民航飞机上，均采用箔片轴承支撑的空气循环机。

箔片轴承分为叶型箔片轴承和波型箔片轴承两大类，一般由顶层箔片和箔片动压轴承弹性支撑组成。顶层箔片由金属箔片卷曲而成，箔片动压轴承弹性支撑一般由金属箔片经过模具压制而成。转子静止时顶层箔片与轴紧密贴合，转子高速旋转时产生动压气膜推开顶层箔片，使轴悬浮于气膜上。箔片动压轴承弹性支撑主要作用是优化气膜分布，增强轴承承载能力；同时，箔片动压轴承弹性支撑能够增强轴承的结构阻尼，有效增强产品抗冲击性能。

箔片轴承承载能力的提高主要是对箔片动压轴承弹性支撑的改进。根据箔片动压轴承弹性支撑的结构特点和承载能力，把箔片轴承划分为三代。第一代箔片轴承是早期产品，无箔片动压轴承弹性支撑或箔片动压轴承弹性支撑刚度均一，箔片轴承承载能力非常低；第二代箔片轴承的特点是弹性支撑刚度在一个方向(轴向或者周向)变化，有效改善气膜结构，减小了该方向端部的空气泄漏，箔片轴承承载能力有较大提高；第三代箔片轴承包括较多数量的经精细裁剪的箔片，箔片动压轴承弹性支撑刚度在两个方向(轴向和周向)变化，使气膜结构在两个方向都得到优化，最大程度的减小了端部的空气泄漏，进一步增加了箔片轴承承载能力。

虽然箔片轴承具有众多的优点，但因为理论研究严重滞后，造成制作工艺非常复杂，尤其是箔片动压轴承弹性支撑的设计制作更加复杂，其设计准则、尺寸确定、材料选取、热处理与表面处理等均需耗费大量工作，不仅研制难度很大，而且开发投入巨大，工艺水平要求高，目前只有少数几个公司掌握了它的设计制作方法，其设计准则和制作工艺也处于严格的保密范围，应用也主要局限于航空航天等少数领域。

近年来，一些国家开始开发具有各自特色的箔片轴承，国内也出现很多具有自主知识产权的箔片轴承弹性支撑结构。

公开号为CN1563732A、发明名称为“高速透平机械弹性支承平箔型止推气体轴承”的发明专利申请和公开号为CN2363119Y、发明名称为“弹性支承箔片动压径向轴承”的实用新型专利公开了一种采用橡胶片代替金属箔片的弹性支撑结构，该轴承结构简单，制作加工方便，但作为支撑的弹性橡胶片耐温性差，轴承弹性支撑容易因过热导致失效，同时因为刚度无法调节，轴承承载能力较低，无法实现工业化应用。

公开号为专利CN101280801A、发明名称为“一种具有径向支撑箔片的动压气体轴承结构”的发明专利申请公开了一种带鼓泡的弹性支撑结构，该结构克服了弹性橡胶片耐温性差的缺点，但其鼓泡结构需要采用专用模具冲压而成，而且刚度均一，承载能力较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种箔片动压轴承弹性支撑装置及其制作方法，使其具有制作方便、结构简单、经济合理、刚度可调、承载力较高的特点。

本发明提供的一种箔片动压轴承弹性支撑装置，包括由轴承弹性支撑本体和第一键组成的轴承弹性支撑，所述第一键设置于轴承弹性支撑本体的一端，第一键与轴承弹性支撑本体呈70°～100°，所述轴承弹性支撑本体上内外表面设有多条凸起。

在上述技术方案中，所述轴承弹性支撑本体上设有多条轴承通槽，所述轴承通槽与凸起交叉布置。

在上述技术方案中，所述轴承弹性支撑本体内外表面的凸起间隔布置。

在上述技术方案中，所述轴承弹性支撑的展开图为长方形或扇形环。

在上述技术方案中，所述轴承通槽有多排，多排轴承通槽之间的间距由轴承通槽中心向外侧逐渐减少。

在上述技术方案中，所述多条凸起之间的间距相同。

在上述技术方案中，所述多条凸起之间的间距由第一键向另一端逐渐减小。

在上述技术方案中，所述轴承弹性支撑本体内外两侧的凸起厚度不相同。

一种制作箔片动压轴承弹性支撑装置的方法，A、给轴承弹性支撑本体上需要留出凸起的地方涂上可防腐蚀的涂层；B、将涂好涂层的轴承弹性支撑本体放入化学腐蚀液或电化学腐蚀液中；C、通过控制腐蚀的时间设定需要形成的凸起的厚度，腐蚀完后取出轴承弹性支撑本体；D、将被腐蚀的部分从轴承弹性支撑本体上去除；E、将涂层去除。