一种径向弹性空气轴承的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种径向弹性空气轴承，包括：轴承体、金属丝网环和柔性可倾瓦结构,所述轴承体和金属丝网环采用同轴设置,由两个相同规格的金属丝网环对称安装在轴承体两端的环形凹槽内,所述柔性可倾瓦结构主要由轴瓦和柔性支承结构组成，所述轴瓦设置于轴承体内侧,所述轴瓦通过柔性支承结构与轴承体相连接，所述轴瓦内表面形成轴承与转轴的配合面。本发明采用柔性可倾瓦结构和金属丝网环并联布置的形式，使轴承同时具有高刚度和高阻尼的特性，提高了轴承的承载能力、减小了轴承的振动冲击，同时提高了轴承的可靠性、运行稳定性。
【专利说明】一种径向弹性空气轴承
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气轴承【技术领域】，具体涉及一种径向弹性空气轴承。
【背景技术】
[0002]空气轴承是以周围环境中的空气作为润滑剂的一种自作用弹性支承空气轴承。空气轴承通过在传动轴与轴承之间形成一层空气薄膜，使得传动轴与轴承之间的摩擦力大大减小。与普通转子轴承相比，它具有转速高，精度好，可靠性高，无油润滑，摩擦损耗小，能在高温环境下工作等一系列优点。
[0003]在空气轴承领域，弹性支承结构起支承和减振的作用，采用了具有弹性的支承结构，可以根据所受载荷的不同随时建立不同厚度的工作气膜间隙。在空气轴承中，弹性支承结构应该同时具有良好的刚度和阻尼，使的轴承相应的获得良好的承载能力和缓合冲击振动的能力。性能优异的弹性支承结构能利用其阻尼特性很好的抑制转子的振动，大大增加轴承的可靠性和运行稳定性。
[0004]空气轴承经过几十年的发展，其承载和减振能力已经有了很大的提高，但新的空气轴承只是在前人的基础上对波箔片参数做了简单改变，并未能从轴承结构方面做本质性的改进，且轴承的阻尼特性有待进一步提高。因此如何提高弹性支承结构的性能以提高空气轴承的性能成为一个十分重要的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种通过改进空气轴承的弹性支承结构，提高支承结构的阻尼和刚度，减小振动造成的冲击，提高轴承的总体承载能力和运行稳定性的径向弹性空气轴承。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种径向弹性空气轴承，包括:轴承体、金属丝网环和柔性可倾瓦结构，所述轴承体和金属丝网环采用同轴设置，由两个相同规格的金属丝网环对称安装在轴承体两端的环形凹槽内，所述柔性可倾瓦结构主要由轴瓦和柔性支承结构组成，所述轴瓦设置于轴承体内侧，所述轴瓦通过柔性支承结构与轴承体相连接，所述轴瓦内表面形成轴承与转轴的配合面。
[0007]进一步，所述柔性可倾瓦结构和轴承体采用整体式结构。
[0008]进一步，所述轴瓦在圆周方向上均匀分布，所述轴瓦与转轴接触的表面设置有镀层。
[0009]进一步，所述轴瓦可进行小角度的转动。
[0010]进一步，所述金属丝网环先由规定质量的金属丝编织成网状，再采用冷冲压工艺制成符合需要的环状。
[0011]进一步，所述金属丝网环设置为空心圆柱结构。
[0012]进一步，所述柔性支承结构中设置有供气通道和节流孔，所述轴瓦上设置有气腔。
[0013]进一步，所述气腔为不对称结构。
[0014]本发明所采用的技术方案具有以下有益效果:
[0015]本发明采用柔性可倾瓦结构和金属丝网环并联布置的形式，使轴承同时具有高刚度和高阻尼的特性，提高了轴承的承载能力、减小了轴承的振动冲击，同时提高了轴承的可靠性。轴承正常工作时，会在每个轴瓦和轴的配合面形成楔形气膜，大大提高了轴承的运行稳定性。同时，轴承体上的轴瓦会在气膜压力的作用下发生转动和径向移动，柔性可倾瓦结构会产生变形，此时轴瓦会压迫金属丝网环使其产生变形，从而共同为轴承提供弹性支承。柔性可倾瓦结构具有刚度大、阻尼小的特性，而金属丝网环具有阻尼大、刚度小的属性，在柔性可倾瓦结构和金属丝网环的共同作用下，两者的刚度特性和阻尼特性相互叠加，空气轴承就同时具有高刚度和高阻尼的特性。
[0016]与现有的空气轴承相比，本发明提出的弹性复合支承结构改善了轴承阻尼和刚度特性，显著提高轴承的承载能力和缓和冲击振动的能力，也在一定程度上改善了气体轴承可靠性差的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明径向弹性空气轴承的整体结构示意图；
[0018]图2为本发明第一实施方式中提供的一种轴承体的结构示意图；
[0019]图3为本发明第一实施方式中提供的一种轴承体局部结构示意图；
[0020]图4为本发明径向弹性空气轴承的金属丝网环的结构示意图；
[0021]图5为本发明第二实施方式中提供的另一种轴承体的结构示意图；
[0022]图6为本发明第二实施方式中提供的另一种轴承体的局部结构示意图；
[0023]图7为本发明轴承体与金属丝网环相配合示意图；
[0024]图中:1.金属丝网环，2.轴承体，3.轴瓦，4.柔性支承结构，5.供气通道，6.节流孔，7.气腔。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。然而可以理解的是，下述【具体实施方式】仅仅是本发明的优选技术方案，而不应该理解为对本发明的限制。
[0026]实施例一
[0027]如图1所示，一种径向弹性空气轴承，包括:轴承体2、金属丝网环I和柔性可倾瓦结构，所述轴承体2和金属丝网环I采用同轴设置，由两个相同规格的金属丝网环I对称安装在轴承体2两端的环形凹槽内，所述柔性可倾瓦结构主要由轴瓦3和柔性支承结构4组成，所述轴瓦3设置于轴承体2内侧，所述轴瓦3通过柔性支承结构4与轴承体2相连接，当轴瓦3受到径向力时，轴瓦3会压迫柔性支承结构4，从而使轴瓦3径向移动，所述轴瓦3内表面形成轴承与转轴的配合面。在轴承的内部，由柔性可倾瓦结构和金属丝网环共同组成弹性支承结构。
[0028]如图2所示，所述轴承体2为轴承的主体结构，起安装、保护和支承的作用，所述轴承体2两端有环形凹槽，所述轴承体2的内表面加工有η个轴瓦3，所述轴瓦3的表面是轴承与转轴的配合面，优选进行镀层处理。图3所示的为轴承体2的局部示意图，所述轴瓦3可以根据轴承的转动而进行小角度转动来调整位置和角度，提高轴承的运行稳定性。所述轴承体2上的η个轴瓦在圆周方向上均匀分布,每两个相邻的轴瓦中心所对应的圆心角为Θ，则Θ = 360° /η，柔性支承结构4与轴瓦3连接处所对应的径向线与水平方向所对应的角度为β，该角度可以根据轴瓦受力情况的不同而改变，由于所述轴瓦3上楔形气膜压力的不对称分布，该连接处往往会偏离轴瓦的中心位置，柔性可倾瓦结构和轴承体2采用了整体结构设计，这样不仅简化了空气轴承的结构还避免了装配误差的积累对轴承的影响，提高了轴承加工后的精度。柔性支承结构4还降低了对加工精度的要求，消除了传统可倾瓦轴承中轴瓦3与轴承连接部位转动时出现磨损的问题，且避免了传统可倾瓦轴承因轴热膨胀而导致轴瓦3和转轴之间的磨损，提高了轴承的稳定性和可靠性。
[0029]如图4所示金属丝网环1，是用一定的方法先将按质量配好的金属丝编织成网状，然后用冷冲压工艺制成符合需要的环状，通过改变金属丝网I的材料、相对密度、壁厚和轴向长度等参数可以改变其刚度和阻尼特性，金属丝网环I安装在轴承体2的凹槽上，由两个金属丝网环I对称镶嵌在轴承体2的两端。
[0030]轴承工作时，柔性可倾瓦结构和金属丝网环I构成的复合支承结构，共同为轴承提供弹性支承，轴瓦3会在气膜压力的作用下发生转动和径向移动，这样就改变了轴瓦3和轴之间的间隙，有利于楔形气膜的形成。在轴承体2上的轴瓦3在气膜压力的作用下发生转动和径向移动的同时，轴瓦还会压迫金属丝网环使其同时产生变形，共同为轴承提供弹性支承。柔性可倾瓦结构具有刚度大、阻尼小的特性，而金属丝网环I具有阻尼大、刚度小的属性，在柔性可倾瓦结构和金属丝网环I的共同作用下，两者的刚度特性和阻尼特性相互叠加，空气轴承就同时具有高刚度和高阻尼的特性。同时也可以通过改变金属丝网环I的轴向长度和柔性可倾瓦结构中柔性支承结构4的长度，得到具有不同阻尼和刚度特性的同类空气轴承。
[0031]实施例二
[0032]图5所示为本发明第二实施方式中提供的另一种轴承体的结构示意图。
[0033]本实施例中轴承的工作原理大体与实施例一相同，不同之处在于本实施例为气体动静压混合轴承。实施例一中的气体动压轴承在启动和停车过程中，因速度低不能形成足够隔开两摩擦表面的气膜，容易出现磨损。实施例二中采用的是气体动静压混合轴承，不仅避免了气体动压轴承在启动和停车过程中出现磨损，而且在任何转速下具有极高的旋转精度和高的承载能力。
[0034]图6所示为气体动静压轴承中轴承体的局部剖视图，与实施例一不同之处在于，本实施例中的柔性支承结构中设置有供气通道5和节流孔6，轴瓦3上设置有气腔7，所述气腔7采用不对称结构，这种结构有利于轴瓦3的偏转，从而更容易形成楔形气膜，同时有利于改善轴瓦3上压力的分布。轴承工作时，静压轴承由外部的泵提供气体压力形成压力气膜，以承受载荷。通过这样保证轴承在启动和停车阶段摩擦副两表面也没有直接接触，避免出现磨损。
[0035]所述轴承体结构在保留空气轴承高阻尼和高刚度特性的同时，解决了轴承在轴低速转动时会出现磨损的问题，延长了轴承的工作寿命，同时由于摩擦副表面上的压力比较均匀，提高了轴承的可靠性和稳定性。
[0036]综上，本发明采用金属丝网环构结构为轴承提供阻尼，金属丝网环I在保留金属特性的同时具有了一定的弹性和阻尼特性，同时采用了柔性可倾瓦结构为轴承提供刚度。本发明通过改进空气轴承的弹性支承结构，利用柔性可倾瓦结构和金属丝网环I的刚度和阻尼的叠加效果来提高空气轴承的承载能力和缓和冲击振动的能力，使得空气轴承具有良好的刚度和阻尼，提高了轴承的承载能力和运行稳定性。
[0037]除了以上提出的实例，轴承体和金属丝网环可以有不同的安装和固定方法，轴承体上的柔性可倾瓦结构和金属丝网环的具体形状参数可根据不同情况进行设计，轴承体上轴瓦的个数及分布情况也可根据不同情况设计。以上所举实例仅为本发明的优选实例，大凡依本发明权利要求及发明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应属本发明专利覆盖的范围。
【权利要求】
1.一种径向弹性空气轴承，其特征在于，包括:轴承体(2)、金属丝网环(1)和柔性可倾瓦结构，所述轴承体(2)和金属丝网环(1)采用同轴设置，由两个相同规格的金属丝网环(1)对称安装在轴承体(2)两端的环形凹槽内，所述柔性可倾瓦结构主要由轴瓦(3)和柔性支承结构(4)组成，所述轴瓦(3)设置于轴承体(2)内侧，所述轴瓦(3)通过柔性支承结构(4)与轴承体(2)相连接，所述轴瓦(3)内表面形成轴承与转轴的配合面。
2.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述柔性可倾瓦结构和轴承体(2)采用整体式结构。
3.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述轴瓦(3)与转轴接触表面设置有镀层。
4.根据权利要求1或3所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述轴瓦(3)在圆周方向上均匀分布。
5.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述轴瓦(3)可进行小角度的转动。
6.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述金属丝网环(1)由金属丝编织成网状，再采用冷冲压工艺制成。
7.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述金属丝网环(1)设置为空心圆柱结构。
8.根据权利要求1所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述柔性支承结构(4)中设置有供气通道(5)和节流孔￠)，所述轴瓦(3)上设置有气腔(7)。
9.根据权利要求8所述的径向弹性空气轴承，其特征在于，所述气腔(7)设置为不对称结构。
【文档编号】F16C32/06GK104454992SQ201410515830
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】冯凯, 霍彦伟, 刘万辉, 程苗苗 申请人:湖南大学