一种高速气悬浮轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种高速气悬浮轴承，包括，轴承内圈、轴承外圈、进气嘴、气体通道、转子、喷嘴、出气孔、气体阀、气体仓、气压传感器、中控模块、加压机和进气通道，所述中控模块与所述气体阀、所述气压传感器和所述加压机分别相连，用以调节各部件工作模式。本发明专利技术通过中控模块智能调节各部件工作状态，使得输入轴承内部的气体压力一直保持在标准线以上，防止轴承运转过程中转子与轴承内圈发生碰撞，延长了气悬浮轴承的使用寿命。轴承的使用寿命。轴承的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高速气悬浮轴承


[0001]本专利技术涉及轴承
，尤其涉及一种高速气悬浮轴承。

技术介绍

[0002]气悬浮轴承(又称为气悬浮轴承)指的是用气体(通常是气体，但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。气体比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。气悬浮轴承分为三大类：气体静压轴承、气体动压轴承和挤压膜轴承。在一般工业中，气体静压轴承用得较广泛。基于气体的固有属性(粘度低且随温度变化小、耐辐射等)，气悬浮轴承在高速、低摩擦、高温、低温及有辐射性的场合，显示了独具的优越性。如在高速磨头、高速离心分离器、陀螺仪表、原子反应堆冷却用压缩机、高速鼓风机、电子计算机记忆装置等技术上，由于采用了气悬浮轴承，突破了使用滚动轴承或油膜轴承所不能解决的困难。
[0003]气悬浮轴承提供极高的径向和轴向旋转精度。由于没有机械接触，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定。
[0004]由于制造结构的不同，气体主轴旋转时的精确性是天生具备的。特殊的制造技术提高了这一精确性，能够提供极高的旋转和轴向精度。气体主轴的设计是，能够在轴向和径向同时获得小于0.1微米TIR的旋转精确性。由于旋转的转子和静态支撑部分之间没有机械接触，所以没有磨损产生，从而确保精度始终保持稳定——制造商使用统计学加工控制的一个重要特性。
[0005]气悬浮轴承内部的低剪切力，能够在提供极高转速的同时，将动力损失降到最低，并使产生的热量非常小。转速可以超过300,000转/分钟。/>[0006]气悬浮轴承阻力较低，允许较高的速度，并能同时保持较低的振动水平。摩擦对气悬浮轴承旋转的阻碍非常小，并且，因此使得动力损失和热量产生也非常小。这使得转子能够以极高的表面速度运行。有些主轴中，较高的旋转速度会导致轴承硬度的增加——由气体动力学和回转加劲的特点导致的。
[0007]气悬浮轴承的工作原理是应用气体的弹性势能将轴承内转子支撑起来，因此，气悬浮轴承对充入的气体流速、压力有较大要求，当前市面上的气悬浮轴承常常只是简单的通过加压机对外部气体加压，充入轴承内部的气体流速、压力往往不是最佳的，久而久之影像气悬浮轴承使用寿命。

技术实现思路

[0008]为此，本专利技术提供一种高速气悬浮轴承，用以克服现有技术中充入轴承内部的气体流速、压力不是最佳影像气悬浮轴承使用寿命的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供一种高速气悬浮轴承，包括，轴承内圈、轴承外圈、进气嘴、气体通道、转子、喷嘴、出气孔、气体阀、气体仓、气压传感器、中控模块、加压机和进气通道；
[0010]所述进气通道用以将外部气体输送至所述高速气悬浮轴承内部；
[0011]所述气体通道用以在所述高速气悬浮轴承内部传送气体；
[0012]所述喷嘴用以将气体输送至气体仓使所述转子悬浮；
[0013]所述转子与外部转体相连；
[0014]所述气体阀其设置在所述气体通道上，气体阀开度可变用以调节对所述高速气悬浮轴承的气体输送量；
[0015]所述加压机其与所述进气通道相连，用以对外部压力不足的气体进行加压；
[0016]所述气压传感器设置在所述进气管道上，用以检测进入所述高速气悬浮轴承气体的压力；
[0017]所述中控模块与所述气体阀、所述气压传感器和所述加压机分别相连，用以调节各部件工作模式；
[0018]当所述高速气悬浮轴承运行时，所述气压传感器检测外部接入气压值A并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据外部接入气压值A判定外部接入气压是否满足轴承悬浮要求，从而进一步判定是否对所述气体阀开度进行调节；
[0019]当所述中控模块对所述气体阀开度进行调节时，设有气压对气体阀开度补偿参数，所述气压对气体阀开度补偿参数值随外接气体的压力进行调节；
[0020]当对所述气体阀开度调节完成后，所述中控模块对调节后的开度值进行校验，判断其是否在合理范围，当调节后的气体阀凯苏不在合理范围时，所述中控模块控制所述加压机对外部气体进行加压；
[0021]当所述加压机对外部气体加压完成后，所述气压传感器检测加压后的气压值A
’
，中控模块对气压值A
’
进行校验，检测加压结果是否达标，当加压结果不达标时，中控模块调节加压机的加压功率。
[0022]进一步地，所述中控模块内设有气体阀初始开度参数K与标准接入气压值Ab，当采用所述气悬浮轴承时，中控模块将检测到的气压值A与标准接入气压值Ab进行对比，根据对比结果判定是否调节气体阀开度：
[0023]当A≥Ab时，所述中控模块判定外部接入气压满足轴承悬浮要求，中控模块不对气体阀初始开度参数K进行调节；
[0024]当A＜Ab时，所述中控模块判定外部接入气压不满足轴承悬浮要求，中控模块对气体阀开度进行调节。
[0025]进一步地，当所述中控模块判定外部接入气压不满足轴承悬浮要求时，中控模块计算外接压力差值ΔA，ΔA＝Ab
‑
A，中控模块将气体阀开度调节至K
’
，K
’
＝K+K
×
ΔA
×
B，其中，B为气压对气体阀开度补偿参数。
[0026]进一步地，所述中控模块内设有气压对气体阀开度补偿参数的初始值为b，气压对气体阀开度补偿参数B实际值bz随外接压力差值ΔA进行调节，bz＝b
ΔA
×
e
×
2/3+1
，其中，e为外接压力差值ΔA对气压对气体阀开度补偿参数B的调节参数,其目的是消除差值ΔA单位。
[0027]进一步地，所述中控模块内设有开度评判参数值Kp，所述中控模块将调节后的开度值K
’
与开度评判参数值Kp进行对比：
[0028]当K
’
≤Kp时，所述中控模块判定靠所述气体阀开度足以调节气体输送量，使得气体对转子实现良好的支撑；
[0029]当K
’
＞Kp时，所述中控模块判定靠所述气体阀开度不足以调节气体输送量。
[0030]进一步地，当K
’
＞Kp时，所述中控模块计算开度超差值ΔK，ΔK＝K
’‑
Kp；
[0031]所述中控模块控制所述加压机对输入气体进行加压，加压机对外接输入气体的加压机功率D根据开度超差值ΔK进行调节，D＝ΔK
×
d+1，其中，d为开度超差值ΔK对加压机功率D的调节参数。
[0032]进一步地，在所述中控模块确定加压机功率D后，中控模块对输入气体进行加压，所述气压传感器检测加压后的气压值A
’
，中控模块计算检测到的气压值A
’
与加压后理论气压值AL的比值G，AL＝A
×
D
×
d，G＝A
’
/AL，其中，d为加压机功率对加压后的气压值理想补偿参数
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速气悬浮轴承，其特征在于，包括，轴承内圈、轴承外圈、进气嘴、气体通道、转子、喷嘴、出气孔、气体阀、气体仓、气压传感器、中控模块、加压机和进气通道；所述进气通道用以将外部气体输送至所述高速气悬浮轴承内部；所述气体通道用以在所述高速气悬浮轴承内部传送气体；所述喷嘴用以将气体输送至气体仓使所述转子悬浮；所述转子与外部转体相连；所述气体阀其设置在所述气体通道上，气体阀开度可变用以调节对所述高速气悬浮轴承的气体输送量；所述加压机其与所述进气通道相连，用以对外部压力不足的气体进行加压；所述气压传感器设置在所述进气管道上，用以检测进入所述高速气悬浮轴承气体的压力；所述中控模块与所述气体阀、所述气压传感器和所述加压机分别相连，用以调节各部件工作模式；当所述高速气悬浮轴承运行时，所述气压传感器检测外部接入气压值A并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据外部接入气压值A判定外部接入气压是否满足轴承悬浮要求，从而进一步判定是否对所述气体阀开度进行调节；当所述中控模块对所述气体阀开度进行调节时，设有气压对气体阀开度补偿参数，所述气压对气体阀开度补偿参数值随外接气体的压力进行调节；当对所述气体阀开度调节完成后，所述中控模块对调节后的开度值进行校验，判断其是否在合理范围，当调节后的气体阀凯苏不在合理范围时，所述中控模块控制所述加压机对外部气体进行加压；当所述加压机对外部气体加压完成后，所述气压传感器检测加压后的气压值A
’
，中控模块对气压值A
’
进行校验，检测加压结果是否达标，当加压结果不达标时，中控模块调节加压机的加压功率。2.根据权利要求1所述的高速气悬浮轴承，其特征在于，所述中控模块内设有气体阀初始开度参数K与标准接入气压值Ab，当采用所述气悬浮轴承时，中控模块将检测到的气压值A与标准接入气压值Ab进行对比，根据对比结果判定是否调节气体阀开度：当A≥Ab时，所述中控模块判定外部接入气压满足轴承悬浮要求，中控模块不对气体阀初始开度参数K进行调节；当A＜Ab时，所述中控模块判定外部接入气压不满足轴承悬浮要求，中控模块对气体阀开度进行调节。3.根据权利要求2所述的高速气悬浮轴承，其特征在于，当所述中控模块判定外部接入气压不满足轴承悬浮要求时，中控模块计算外接压力差值ΔA，ΔA＝Ab
‑
A，中控模块将气体阀开度调节至K
’
，K
’
＝K+K
×
ΔA
×
B，其中，B为气压对气体阀开度补偿参数。4.根据权利要求3所述的高速气悬浮轴承，其特征在于，所述中控模块内设有气压对气体阀开度补偿参数的初始值为b，气压对气体阀开度补偿参数B实际值bz随外接压力差值ΔA进行调节，bz＝b
ΔA
×
e
×
2/3+1
，其中，e为外接压力差值ΔA对气压对气体阀开度补偿参数B的调节参数,其目的是消除差值ΔA单位。5.根据权利要求4所述的高速气悬浮轴承，其特征在于，所述中控模块内设有开度评判
参数值Kp，所述中控模块将调节后的开度值K
...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷爱军，曹政坤，丁磊，张扬军，钱煜平，陈光亮，侯跃艳，鲁晓燕，
申请(专利权)人：山东赛马力发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：