[发明专利]一种动压径向气体轴承

说明书

本发明提供了一种动压径向气体轴承，其包括轴承座和设于轴承座内周侧的至少一组箔片组件；每组箔片组件包括沿轴承座的径向由外至内依次叠置的第一波箔片、第一平箔片、第二波箔片和第二平箔片，第一波箔片的一端、第一平箔片的一端、第二波箔片的一端和第二平箔片的一端均相对于轴承座固定，第一波箔片的另一端、第一平箔片的另一端、第二波箔片的另一端和第二平箔片的另一端均为自由端。本发明的动压径向气体轴承具有均匀的结构刚度和良好的阻尼特性，能适应较大范围的载荷变化。

技术领域

本发明涉及动压气体轴承技术领域，尤其是一种动压径向气体轴承。

背景技术

液体润滑轴承在工业设备中起着举足轻重的作用，然而受到洁净度、工作寿命、高温高速等方面的影响，液体润滑轴承的应用受到限制，采用气体润滑技术的气体轴承得到迅速发展。

气体轴承利用气体粘性来提高其间隙内的气体压力，而使转子浮起，按其工作原理可分为静压气体轴承和动压气体轴承两种。静压气体轴承利用外部气源提供高压气体，需要额外的供气系统，增加了整体系统的复杂性，同时供气系统压缩产生高压气体，使系统的经济性降低，限制了静压气体轴承的应用范围。动压气体轴承是利用转轴运动时，轴承楔形间隙里粘性气体产生的气膜压力来支承载荷，其最大的特点是不需要额外的供气系统，结构简单，拓展了气体轴承的应用领域，尤其是涡轮增压机、航空燃气透平、空间透平膨胀机等航空航天领域。

根据轴承表面是否变形，动压气体轴承可分为刚性表面气体轴承和柔性表面气体轴承。刚性轴承对装配精度和加工精度要求较高，安装对中难度大，轴承运行稳定性低，易发生失稳现象。柔性表面气体轴承，即箔片气体轴承，一般采用金属箔片作为轴承的支承面，其柔性表面有利于气膜间隙的形成。当转轴载荷发生变化时，柔性表面气体轴承会发生适应性形变以调节气膜间隙，建立起与载荷相匹配的气膜厚度，使轴承具有较好的高速稳定性。同时，柔性表面气体轴承的这一特性，使得转轴和轴承壳体存在一定的热变形、机械变形和不对中，降低了轴承和转轴的加工精度和装配精度，因此，柔性表面气体轴承在高速旋转机械中得到广泛应用。

然而由于结构的限制，现有柔性表面气体轴承的结构刚度不均匀、荷载适应范围小，结构复杂、精度要求高，轴承的性能与安装的情况有很大的关系，而且现有柔性表面气体轴承制造困难，从设计准则到结构尺寸的确定需开展大量的工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种动压径向气体轴承，以解决现有柔性表面气体轴承存在的结构刚度不均匀、载荷适应范围小的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种动压径向气体轴承，其包括轴承座和设于所述轴承座内周侧的至少一组箔片组件；每组所述箔片组件包括沿所述轴承座的径向由外至内依次叠置的第一波箔片、第一平箔片、第二波箔片和第二平箔片，所述第一波箔片的一端、所述第一平箔片的一端、所述第二波箔片的一端和所述第二平箔片的一端均相对于所述轴承座固定，所述第一波箔片的另一端、所述第一平箔片的另一端、所述第二波箔片的另一端和所述第二平箔片的另一端均为自由端。

如上所述的动压径向气体轴承，其中，所述动压径向气体轴承包括多组所述箔片组件，多组所述箔片组件沿所述轴承座的圆周方向间隔排列。

如上所述的动压径向气体轴承，其中，所述动压径向气体轴承包括一组所述箔片组件。

如上所述的动压径向气体轴承，其中，所述第一平箔片和所述第二平箔片均沿所述轴承座的内壁面延伸；所述第一波箔片具有交替连接的多个第一突起段和多个第一过渡段，各所述第一过渡段与所述轴承座的内壁面贴合，各所述第一突起段突出于所述第一过渡段并与所述第一平箔片接触；所述第二波箔片具有交替连接的多个第二突起段和多个第二过渡段，各所述第二过渡段与所述第二平箔片贴合，各所述第二突起段突出于所述第二过渡段并与所述第一平箔片接触。