一种轴向进气的动压气浮轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种轴向进气的动压气浮轴承，包括套装在一起的外环和内环，外环中嵌入有石墨，内环和外环之间沿轴向存在5

【技术实现步骤摘要】
一种轴向进气的动压气浮轴承


[0001]本专利技术涉及气浮轴承
，具体涉及一种轴向进气的动压气浮轴承。

技术介绍

[0002]气浮轴承具备高转速、高精度、摩阻低等优点，广泛应用于高速精密旋转机械中。气浮轴承用空气作为润滑剂，正常工作时，在轴承与转子之间形成一层气膜，通过气膜承载转子，实现轴承与转子间无接触高速运转。根据承载气膜的形成机理，气浮轴承可分为动压气浮轴承和静压气浮轴承。其中，静压气浮轴承需要外界气源，气体在轴承与转子间隙形成支撑载荷的静压气膜，全程无摩擦，适用于高精密检测；动压气浮轴承结构简单，无需空气压缩机进行供气，达到一定转速后，可自形成气膜润滑。
[0003]近年来随着技术的不断进步，在发电机、微型燃气轮机、压缩机、鼓风机等行业，动压气浮轴承由于其转速高、结构简单、节省设计空间、综合成本低等优势得到了广泛应用。但现有的动压气浮轴承只能实现内圈转子的转动，且承载能力低，稳定性差，具有一定的局限性。针对上述问题，以公告号为CN112160981A等的专利公开了一种沿周向设置有多个补气通道的轴向轴承转子，不用引入外部设备就能够增加轴向轴承的承载力，但只能实现内圈转子的转动，且在低速时减少摩阻的程度有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种轴向进气的动压气浮轴承，其内外圈均可转动，可利用自身设备内部的轴向气源或轴承转子的转动作用进行补气，不用引入外部设备就可增加轴承的承载力，提高整体稳定性，适用范围更广。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]一种轴向进气的动压气浮轴承，包括套装在一起的外环和内环，外环中嵌入有石墨，内环和外环之间沿轴向存在5
‑
10μm的内外环间隙，内外环间隙设置有内外环间隙进口和内外环间隙出口，内外环间隙进口的内外环端面设置有引流的倒角，且外环与内环均能够与转子配合转动，内环上开设有第一进气通道和第二进气通道，工作时，外部气流通过轴向进气方式进入内外环间隙，同时第一进气通道和第二进气通道对内外环间隙持续补气，提高动压气浮轴承的承载力和稳定性。
[0007]本专利技术进一步的改进在于，该轴承适用于内部有气源和无气源的设备中，在内部有气源设备中，将压缩空气引入内外环间隙，结合第一进气通道和第二进气通道持续为内外环间隙提供足够的空气，同时为轴承冷却；在无气源设备中，利用动压气浮轴承自身转动将空气压迫进内外环间隙，同时通过第一进气通道增加内外环间隙的进气量。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，外环采用氧化锆陶瓷材质制成，且在外环上均匀嵌入起润滑作用的石墨，石墨延周向均匀分布，径向贯穿整个外环。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，第一进气通道为螺旋导流槽，第一进气通道沿内环的外周面均匀分布，其第一进气通道进口位于内环的内外环间隙进口处，沿着内环外周面均
匀布置，且第一进气通道采用变截面通道，由宽逐渐变窄。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，第二进气通道采用圆形截面，第二进气通道沿轴向延长至内环中部，并向上穿透内环，形成第二进气通道出口，第二进气通道出口与第一进气通道相互错开，气流进入内外环间隙。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，第二进气通道出口面积小于第二进气通道进口面积，增加出口流速。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，第一进气通道在燃气轮机和压缩机内部带有气源的设备中工作时，动压气浮轴承利用内部产生的高压气，直接将压缩机出口气源引入内外环间隙，此时第一通道进气方向和气源出气方向相同；在无气源设备中，动压气浮轴承通过自身旋转将气体压入内外环间隙中，此时第一进气通道进口的进气方向与转动方向相反。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，该轴承能够实现内外圈转动和轴向补气，提高动压轴承的径向承载力。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，该轴承采用石墨润滑和轴向进气方式，结合多通道补气，在低速转动时减小摩阻，提高耐磨性，延长动压气浮轴承的使用寿命。
[0015]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0016]1.本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，实现了内外圈转动和轴向补气，提高了动压轴承的径向承载力，提高轴承的稳定性，适用范围广，具备广泛的推广使用价值。
[0017]2.本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，采用石墨润滑和轴向进气方式，在低速转动时减小摩阻，提高耐磨性，延长动压气浮轴承的使用寿命。
[0018]3.本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，可用于不同场景，尤其适用燃气轮机、压缩机等内部带有气源的设备，可利用内部产生的高压气极大提高承载力，减小摩阻。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承结构总图；
[0020]图2是本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承剖视图；
[0021]图3是本专利技术所述的一种轴向进气的动压气浮轴承的局部放大图；
[0022]图4是本专利技术所述的内环结构图；
[0023]图5是本专利技术所述的内环剖视图。
[0024]图中：1
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外环、2
‑
内外环间隙、3
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内环、4
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石墨、5
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内外环间隙进口、6
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内外环间隙出口、7
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第一进气通道、8
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第二进气通道、9
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第一进气通道进口、10
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第二进气通道进口、11
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第二进气通道出口。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术的具体实施办法做进一步详细说明。
[0026]如图1至图5所示，本专利技术提供的一种轴向进气的动压气浮轴承，包括外环1和内环3，外环1与内环3之间沿轴向存在5
‑
10μm的内外环间隙2，且外环1与内环3均可与转子配合转动。所述的内环3上开设有第一进气通道7和第二进气通道8。工作时，外部气流通过轴向
进气方式进入内外环间隙2，同时第一进气通道7和第二进气通道8对内外环间隙2持续补气，提高动压气浮轴承的承载力和稳定性。其适用于内部有气源和无气源的设备中，在燃气轮机等内部有气源设备中，将压缩空气引入内外环间隙2，结合第一进气通道7和第二进气通道8持续为内外环间隙2提供足够的空气，提高在低速条件下的承载力，减小摩阻，同时全程为轴承冷却；在无气源设备中，利用动压气浮轴承自身转动将空气压迫进内外环间隙2，第一进气通道7可增加内外环间隙2的进气量。
[0027]为了更好地理解本专利技术，对本专利技术的各结构做以下介绍。
[0028]如图1至图3所示，所述的外环1包括石墨4，石墨4呈块状镶嵌于外环1内，主要起润滑作用，且石墨4延周向均匀分布，径向贯穿整个外环1，其主要目的是在低速转动条件下，增加外环与内环之间接触面的耐磨性，减小摩阻，外环1为氧化锆陶瓷材质，增加耐磨性。所述的内外环间隙2包括内外环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向进气的动压气浮轴承，其特征在于，包括套装在一起的外环和内环，外环中嵌入有石墨，内环和外环之间沿轴向存在5
‑
10μm的内外环间隙，内外环间隙设置有内外环间隙进口和内外环间隙出口，内外环间隙进口的内外环端面设置有引流的倒角，且外环与内环均能够与转子配合转动，内环上开设有第一进气通道和第二进气通道，工作时，外部气流通过轴向进气方式进入内外环间隙，同时第一进气通道和第二进气通道对内外环间隙持续补气，提高动压气浮轴承的承载力和稳定性。2.根据权利要求1所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，其特征在于，该轴承适用于内部有气源和无气源的设备中，在内部有气源设备中，将压缩空气引入内外环间隙，结合第一进气通道和第二进气通道持续为内外环间隙提供足够的空气，同时为轴承冷却；在无气源设备中，利用动压气浮轴承自身转动将空气压迫进内外环间隙，同时通过第一进气通道增加内外环间隙的进气量。3.根据权利要求1所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，其特征在于，外环采用氧化锆陶瓷材质制成。4.根据权利要求1所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，其特征在于，在外环上均匀嵌入起润滑作用的石墨，石墨延周向均匀分布，径向贯穿整个外环。5.根据权利要求1所述的一种轴向进气的动压气浮轴承，其特征在于，第一进气通道为螺旋导流槽，第一进气通道沿内...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯圣，马荣，范学领，侯成，陈健，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：