径向箔片空气轴承制造技术

根据本发明专利技术的一种径向箔片空气轴承（５０００）设置有一个沿轴承壳体（１０）的孔（１８）的内周的顶箔片（３００）。波箔片（２０ｃ、２０ｄ）安装在轴承壳体（１０）的孔（１８）的内周上且彼此间隔开。顶箔片（３００）的两端形成有弯曲部分（３０８ａ、３０８ｂ），并且该弯曲部分（３０８ａ、３０８ｂ）安装在槽块（４０）的狭缝（４１４）内，槽块（４０）安装在设置于轴承壳体（１０）的孔（１８）的内周上的槽（１４０）内，并且顶箔片（３００）能够在狭缝（４１４）内弹性移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种径向箔片空气轴承。
技术介绍
箔片空气轴承(foil air bearing)是一种通过空气压力来支撑载荷的轴承，其中 空气压力是通过在转子高速旋转时在转子或轴承板(bearing disc)和与之接触的箔片之 间进入的具有粘度的空气而产生。在箔片空气轴承中，径向箔片空气轴承(journal foil air bearing)在高速下会 产生转子_轴承系统的动态失稳。即，当转子高速旋转时，动态特性将变得不稳定，并会产 生一些问题如振动。动态失稳可能会由于转子和箔片之间的意外的压力分布而导致，并且受到箔片结 构的摩擦阻尼或者转子的质量不平衡的影响。这种动态失稳不利于转子的稳定工作，应当 予以解决。通常，径向箔片空气轴承由一个波箔片(bump foil)和一个顶箔片(topfoil)或 者三个波箔片和三个顶箔片构成。在这些径向箔片空气轴承之中，公知的是由三个波箔片和三个顶箔片构成的径向 箔片空气轴承在承载能力和动态稳定性方面是有利的。然而，在此情况下，轴承构件的数量 增加，因此制造成本上升，三个波箔片和三个顶箔片应当具有相同的公差，并且三个顶箔片 的所有的固定部分都暴露于转子，因此应当确保固定部分的可靠性。因此，考虑到确保顶箔片的固定部分的可靠性，减少箔片的数量、尤其是减少顶箔 片的数量是有利的。在通常的径向箔片空气轴承中，顶箔片的一端固定于轴承壳体的孔的内周，另一 端没有固定而构成自由端，因而顶箔片能够沿其圆形形状在其半径上弹性地扩展或收缩。 当转子开始旋转的速度低于起飞速度(lift off speed)时，在转子与顶箔片涂层之间存在 明显的摩擦，这会在顶箔片上产生切向力。这意味着顶箔片应当安装成其能够针对转子的 旋转方向进行扩展。如果顶箔片安装成与转子的旋转方向相反，则转子与顶箔片之间的间 隙将会随着转子的旋转而减小，从而转子可能无法成功旋转，并且轴承可能受损。由此，当 转子高速旋转时，转子与顶箔片之间的间隙增大，并且能够适应转子与顶箔片之间产生的 热变形和压力。因此，需要一种能允许转子在两个方向旋转的顶箔片结构。在此情况下，可以解决 上述问题，并且组装和安装将变得容易，因为不再需要对应预定的旋转方向来安装顶箔片， 所以管理将变得容易，并且降低了轴承受损的可能性。因此，理想的是提供一种顶箔片结构以减少构件数量且使得顶箔片固定部分的暴 露最小化。基于此，如果能够解决转子高速旋转时的动态失稳且允许转子在两个方向旋转， 则将是更加理想的。在另一方面，可以在顶箔片上生成凸起(lobe)以解决转子高速旋转时 的动态失稳。在此情况下，如果能容易地调节凸起的数量、大小和位置，则将是理想的。本专利技术能够满足一些或者所有这些要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种径向箔片空气轴承结构，其提供一种顶箔片结构以减少 构件数量且最小化顶箔片固定部分的暴露，并且解决转子高速旋转时的动态失稳的问题。 此外，本专利技术的目的是提供一种径向箔片空气轴承结构，其提供一种顶箔片结构以减少构 件数量且最小化顶箔片固定部分的暴露，并且允许转子在两个方向旋转。此外，本专利技术的目 的是提供一种径向箔片空气轴承结构，其提供一种顶箔片结构以减少构件数量且最小化顶 箔片固定部分的暴露，解决转子高速旋转时的动态失稳的问题，并且允许转子在两个方向 旋转。同时，在本专利技术的另一个方面，本专利技术的目的是提供一种径向箔片空气轴承，其能够 容易地调节凸起的数量、大小和位置，凸起是用来解决转子高速旋转时的动态失稳的问题。本专利技术提供一种径向箔片空气轴承，该轴承包括设置有孔的轴承壳体，转子布 置在所述孔内；沿所述轴承壳体的所述孔的内周彼此间隔开设置的至少两个波箔片；以及 通过沿周向的一个箔片提供且沿所述波箔片的顶端设置的顶箔片；由此，在所述转子高速 旋转时，所述顶箔片在所述波箔片彼此间隔开的间隔处向外变形并在该间隔处形成凸起形 状。根据本专利技术，有利的是在所述波箔片之间没有形成波的周向距离由所述轴承壳体 的所述孔的半径与在相邻的所述波箔片中所述波终止的点关于所述孔的圆心形成的角度 的乘积决定，并且该角度在5°和45°之间。根据本专利技术，可以沿径向提供多个彼此层叠的所述顶箔片。根据本专利技术，理想的是所述顶箔片的两端具有弯曲部分，并且该弯曲部分安装在 设置于所述轴承壳体的所述孔的所述内周上的槽内，以便能够在该槽内在周向和径向弹性 移动。根据本专利技术，理想的是所述顶箔片安装成使得所述两个弯曲部分在所述槽内相互 面对且接触，并且所述顶箔片关于所述弯曲部分对称。根据本专利技术，理想的是在所述轴承壳体的所述孔的所述内周上的所述槽内安装有 带有狭缝的槽块，并且所述顶箔片的两端的所述弯曲部分安装在所述槽块的所述狭缝内， 同时在所述槽块的所述狭缝内形成有间隙，所述弯曲部分能够在该间隙内在周向和径向弹 性移动。根据本专利技术，理想的是所述槽块和所述波箔片的一端的弯曲部分插入并安装在所 述轴承壳体的所述孔的所述内周上的所述槽内且彼此接触，并且在所述轴承壳体的所述孔 的所述内周上的所述槽内形成有间隙，从而所述槽块能够在周向弹性移动。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种径向箔片空气轴承，该轴承包括设置 有孔的轴承壳体，转子布置在所述孔内；沿所述轴承壳体的所述孔的内周设置的波箔片； 以及通过沿周向的一个箔片提供且沿所述波箔片的顶端设置的顶箔片，其中所述顶箔片的 两端具有弯曲部分，并且该弯曲部分安装在设置于所述轴承壳体的所述孔的所述内周上的 槽内，以便能够在该槽内在周向和径向弹性移动。根据本专利技术，理想的是所述顶箔片安装成使得所述两个弯曲部分在所述槽内相互 面对且接触，并且所述顶箔片关于所述弯曲部分对称。根据本专利技术，理想的是在所述轴承壳体的所述孔的所述内周上的所述槽内安装有 带有狭缝的槽块，并且所述顶箔片的两端的所述弯曲部分安装在所述槽块的所述狭缝内， 同时在所述槽块的所述狭缝内形成有间隙，从而所述弯曲部分能够在周向和径向弹性移动。根据本专利技术，理想的是所述槽块和所述波箔片的一端的弯曲部分插入并安装在所 述轴承壳体的所述孔的所述内周上的所述槽内且彼此接触，并且在所述轴承壳体的所述孔 的所述内周上的所述槽内形成有间隙，从而所述槽块能够在周向弹性移动。根据本专利技术，理想的是沿径向提供有多个彼此层叠的所述顶箔片。本专利技术可以提供一种径向箔片空气轴承，其提供一种顶箔片结构，不仅能减少构 件的数量，最小化顶箔片固定部分的暴露，而且还能允许转子在两个方向旋转。因此，可以 为组装和装配提供便利，防止轴承由于转子在意外方向旋转而受损。此外，本专利技术可以提供 一种径向箔片空气轴承，其提供一种波箔片结构，以便在高速时生成凸起以提升转子-轴 承系统高速时的动态稳定性。同时，本专利技术可以提供一种径向箔片空气轴承，其能够容易地 调节凸起的数量、大小和位置，该凸起被用来提升转子高速时的动态稳定性。附图说明图1和图2显示根据本专利技术第一实施方式的径向箔片空气轴承的结构；图3和图4显示根据本专利技术第二实施方式的径向箔片空气轴承的结构；图5显示根据本专利技术第三实施方式的径向箔片空气轴承的结构；图6至图8显示根据本专利技术其他方面的径向箔片空气轴承的结构；以及图9显示根据本专利技术另一方面的径向箔片空气轴承的结构。具体实施例方式现在将参照附图解释本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向箔片空气轴承，该轴承包括：设置有孔的轴承壳体，转子布置在所述孔内；沿所述轴承壳体的所述孔的内周彼此间隔开设置的至少两个波箔片；以及通过沿周向的一个箔片提供且沿所述波箔片的顶端设置的顶箔片；由此，在所述转子高速旋转时，所述顶箔片在所述波箔片彼此间隔开的间隔处向外变形并在该间隔处形成凸起形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金庆秀，
申请(专利权)人：扭力士有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]