[发明专利]一种静压气体径向轴承

说明书

技术领域

本发明属于静压气体轴承技术领域。具体涉及一种静压气体径向轴承。

背景技术

小孔节流静压气体径向轴承具有高回转精度和无污染等优势在精密机床和精密测量设备上有重要应用。轴承刚度是小孔节流静压气体径向轴承的主要性能指标，是确保轴承精度与精度保持性的关键。小孔节流静压气体径向轴承一般采用较小孔径的节流孔和较小的轴承间隙，使气体在经过节流孔和轴承间隙过程中发生较强的节流效应，从而确保轴承获得高刚度。常见的小孔节流静压气体径向轴承，其节流孔径在0.1~0.4mm之间，轴承间隙在10~50µm之间。虽然进一步减小节流孔的孔径与轴承间隙可以增强节流效应并使轴承刚度进一步提高，但要对于小于0.1mm直径的节流孔或小于10µm的轴承间隙在加工制造上难度非常大，同时也带来较高的加工制造成本。

发明内容

为了克服现有技术中静压气体径向轴承的加工制造难度大、加工制造成本高的不足，本发明提出了一种静压气体径向轴承。

本发明的静压气体径向轴承，其特点是：所述的轴承包括轴承外体与转子，转子位于轴承外体的内部，转子的外表面直径略小于轴承外体的轴承工作面的直径，从而形成轴承间隙；所述的轴承工作面上沿圆周方向均匀设置有数个结构相同的节流孔；节流孔为通孔，在通孔中设置有数个微结构腔；节流孔上端的孔口位于轴承工作面上，节流孔下端与设置在轴承外表面的供气孔连通；在轴承工作面上设置有微结构槽；微结构槽位于节流孔的两侧。

所述的微结构腔的直径大于节流孔的孔口直径。

所述的节流孔中的微结构腔的截面形状为矩形、半圆型、三角形中的一种。

所述的节流孔中的微结构腔的数量为1~10个。

所述的微结构槽的截面形状为矩形、倒梯形、倒三角形、半圆型中的一种。

所述的节流孔(3)的数量范围为6~10个。

所述的节流孔(3)两侧的微结构槽(4)的数量均为2~30条。

本发明的节流孔中的微结构腔使节流孔的直径在气流方向不断变化，使气体经历多次膨胀进而增强节流效应。轴承工作面上的微结构槽，使轴承间隙高度在气流方向不断变化，使气体经历多次膨胀进而增强节流效应。

本发明中的工作面可以设置为含微结构槽的工作平面，也可以为不设置微结构槽的完整平面。

本发明中的节流孔可以设置为含微结构腔的节流孔，也可以为不设置微结构腔的节流孔。

本发明利用具有确定形状的微结构来增强节流孔和轴承间隙的节流效应，从而实现小孔节流静压气体径向轴承刚度的提高。新结构轴承在提高刚度的同时，规避减小节流孔径与轴承间隙带来的制造技术困难。

本发明的结构简单，刚度和承载高，加工成本低，工艺稳定，质量可控。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2a、b、c为本发明中三种机构的节流孔的剖视图；

图3a、b、c、d为本发明中四种机构的微结构槽的剖视图；

图中，1. 轴承外体 2.供气孔 3.节流孔 4.微结构槽 5.轴承工作面 6.转子 7.轴承间隙 8.孔口 9.微结构腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1

图1为本发明的轴承整体结构示意图；在图1中，本发明的静压气体径向轴承，包括轴承外体1与转子6，其连接关系是，转子6位于轴承外体1内部，转子6的外表面直径略小于轴承外体1的工作面直径，从而形成轴承间隙7，如图1所示。所述的轴承工作面5上沿圆周方向均匀设置有数个结构相同的节流孔3；所述的节流孔3为一通孔，在通孔中设置有数个微结构腔9。节流孔3上端的孔口8位于轴承工作面上，节流孔3下端与设置在轴承外表面的供气孔2连通。在轴承工作面5上设置有微结构槽4。微结构槽4位于节流孔3两侧。

所述的微结构腔9的直径大于节流孔3的孔口8直径。

图2a、b、c为本发明中三种机构的节流孔的剖视图；节流孔中的微结构腔9的截面形状为矩形、半圆型、三角形中的一种。如图2所示。

图3a、b、c、d为本发明中四种机构的微结构槽的剖视图。微结构槽的截面形状为矩形、倒三角形、倒梯形、半圆型中的一种。如图3所示。

所述的节流孔3中的微结构腔9的数量为一到十个。

所述的节流孔3的数量范围为六到十个。

所述的节流孔两侧的微结构槽的数量范围均为二到三十条。

本实施例中，节流孔的数量范围设置为六个，节流孔3为其中一个，微结构腔9形状均为矩形。