[发明专利]微孔节流气体静压轴承

说明书

本发明提出一种微孔节流气体静压轴承，解决了现有技术中轴承稳定性相对较差、回转精度及稳定性低的问题。本发明包括上工作面和下工作面，所述的上工作面上设有若干节流孔，节流孔的直径控制在0.1mm以下。本发明突破了传统小孔节流器的结构形式，在节流孔的出口处不设置气腔，均为通孔。其结合了狭缝节流器的节流特性，在保证轴承刚度的基础上，提高轴承的承载能力和降低轴承的耗气量，进一步拓宽了气体轴承的应用范围。

技术领域

本发明涉及气体轴承，特别是指一种微孔节流气体静压轴承。

背景技术

气体轴承是一种以气体作为润滑剂的滑动轴承，与传统的滚动轴承或油膜润滑轴承相比，气体静压轴承具有以下几方面的优点：（1）摩擦小、能耗低、寿命长。由于气体的粘度仅为润滑油的千分之一的数量级，因此其摩擦损耗极低，这极大地改善了高速机械的工作性能；（2）由于气膜的匀化效应，运转平滑、精度高，能保证较高的回转精度，可用于精密设备、计算机磁头等领域；（3）耐高、低温性能好，抗辐射能力强；由于气体粘度受温度的影响远远小于润滑油，气体轴承可以在很宽的温度范围内正常工作；辐射对气体润滑性能亦无影响。因此它可以工作在极端工况下，利用这一点，可将其用于低温、制冷领域或核工业的透平膨胀机及深冷回转机械，或者高温领域的燃气透平机械。（4）清洁度高，不污染环境。由于气体轴承直接利用空气或机内工作介质作为润滑剂，不具有任何污染源，这在电子、航天、医药、医疗器械、食品等工业领域是最合适的轴承元件。由于上述的优点，气体轴承可以用于许多领域，且具有不可替代的作用，越来越受到科研人员的重视。

节流器是气体静压轴承的关键结构，目前，常用类型有以下几种：小孔节流、环面节流、狭缝节流及多孔质节流。如图2和图3所示，由于气腔（d）的存在，小孔节流气体静压轴承的承载力和刚度得到有效提高，然而气腔容易导致“气锤”现象的发生，使轴承稳定性相对较差；环面节流结构上省去了气腔，稳定性得到提高，但轴承承载力及刚度损失较大；狭缝节流的工作特点是压力连续分布，减小了扩散效应和环向流动对轴承特性的不利影响，具有较高的承载、刚度及阻尼能力，但当狭缝宽小于0.05mm时，加工难度大，成本高，且加工精度难以保证，从而影响节流效果，导致回转精度及稳定性的降低。

发明内容

本发明提出一种微孔节流气体静压轴承，解决了现有技术中轴承稳定性相对较差、回转精度及稳定性低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种微孔节流气体静压轴承，包括上工作面和下工作面，所述的上工作面上设有若干节流孔，节流孔的直径控制在0.1mm以下。

所述的节流孔为直径恒定的通孔。

所述的节流孔均匀分布在上工作面上半径为R的圆周上，R值在轴承半径的2/5-3/5之间取值，圆周上两相邻节流孔在圆周方向上的间隔角度θ控制在1.5°-2°之间。

本发明突破了传统小孔节流器的结构形式，在节流孔的出口处不设置气腔，均为通孔。其结合了狭缝节流器的节流特性，在保证轴承刚度的基础上，提高轴承的承载能力和降低轴承的耗气量，进一步拓宽了气体轴承的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为小孔节流结构示意图。

图3为环面节流结构示意图。

图4为微孔节流结构示意图。

图5为上工作面俯视图。

图中：a-上工作面，b-下工作面，c-节流孔，d-气腔。