[发明专利]一种动压气体止推轴承

说明书

本发明公开了一种新型的动压气体止推轴承，涉及气体动压润滑技术领域，轴承体设有环形槽；内挡圈设置在轴承体环形槽的外侧；外挡圈设置在轴承体环形槽的外侧；弹性支撑箔片设置在轴承体的环形槽内，弹性支撑箔片的底端设置在轴承体的环形槽的槽底；止推轴承片活动设置在轴承体的环形槽内，止推轴承片的底端与弹性支撑箔片的顶端相抵，止推轴承片的顶端通过内挡圈和外挡圈限制在轴承体的环形槽内。本发明的有益效果是，解决了轴承在机械设备启停与低速运行工况下的干摩擦问题，有利于提高轴承可靠性和寿命，采用非金属材料，不需要热处理等加工工艺过程，避免了现有动压止推轴承顶箔对材料性能要求高、热处理和加工工艺难度大等难题。

技术领域

本发明涉及气体动压润滑技术领域，特别是一种动压气体止推轴承。

背景技术

随着离心压缩机等旋转式透平机械向超高速小型化发展，现有的油润滑、脂润滑等轴承技术已不能满足其要求。气体轴承通过动压效应产生压力气膜来支撑转子高速旋转，无固体接触且不需要油润滑，是高速旋转透平机械轴承技术的理想解决方案。动压气体轴承不需要气源供气，是气体轴承技术研究和发展的重点方向。与径向轴承相比，在离心压缩机等透平机械中轴向止推轴承运行工况更加恶劣，更容易发生破坏失效，止推轴承对整机性能至关重要。

动压气体轴承只有在转子转速达到一定值时(一般称之为起飞转速)动压效应产生的润滑气膜才能支撑起转子载荷，使转子脱离轴承处于悬浮状态，因此在机械设备启停过程中，当转速低于起飞转速时，转子和轴承之间存在干摩擦，这是导致轴承寿命与可靠性差的主要因素，启停次数也是评价动压气体轴承寿命的重要指标。为了提高轴承寿命，现有的动压气体轴承一般采用弹性支撑加顶箔的结构形式，顶箔大多采用在金属箔片与转子接触表面涂上固体润滑层的方式，以此来降低摩擦系数和提升耐磨性，延长轴承寿命，现有的箔片采用高性能金属材料，厚度大概0.1mm～0.15mm，一般需要用进口合金材料，箔片加工成型和热处理工艺复杂。金属箔片表面需要涂层，涂层也是关键的技术难题，国内还很难做到满足轴承寿命要求，制约了动压气体轴承的应用。

发明内容

本发明的目的是为了改善离心压缩机等高速透平机械现有止推轴承承载力小、刚度与阻尼小的问题，设计了一种动压气体止推轴承。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种动压气体止推轴承，无润滑涂层，所述动压气体止推轴承包括：轴承体，所述轴承体设有环形槽；内挡圈，所述内挡圈设置在所述轴承体环形槽的外侧；外挡圈，所述外挡圈设置在所述轴承体环形槽的外侧，所述外挡圈位于所述内挡圈的外侧；弹性支撑箔片，所述弹性支撑箔片设置在所述轴承体的环形槽内，所述弹性支撑箔片的底端设置在所述轴承体的环形槽的槽底；以及止推轴承片，所述止推轴承片活动设置在所述轴承体的环形槽内，所述止推轴承片的底端与所述弹性支撑箔片的顶端相抵，所述止推轴承片的顶端通过内挡圈和外挡圈限制在轴承体的环形槽内，所述止推轴承片采用自润滑材料。

进一步的，所述内挡圈和外挡圈与轴承体分别通过螺栓紧固连接。

进一步的，所述弹性支撑箔片底端的一端焊接在轴承体的环形槽的槽底，另一端自由状态。

进一步的，所述止推轴承片的顶部平面开有动压槽，所述动压槽的槽底平面高于内挡圈和外挡圈的顶面。

进一步的，所述止推轴承片的材料是碳石墨或聚四氟乙烯。

进一步的，所述轴承体设有环形槽内设有挡板，所述挡板将环形槽等分。

进一步的，所述挡板的数量是四个。