[发明专利]一种具有波纹箔片预紧力的高承载径向箔片轴承

说明书

一种具有波纹箔片预紧力的高承载径向箔片轴承，属于气体轴承技术领域。本发明是为了提高现有径向箔片轴承的承载力、稳定性和自适应性而提出的。本发明的一组波纹箔片由与贯穿槽数量相等的波纹箔片构成，轴承套内壁圆的半径小于每个波纹箔片自然状态下的半径，每个波纹箔片包括波纹箔片主体和波纹箔片折沿，波纹箔片折沿与波纹箔片主体连接或一体成形，每个波纹箔片的波纹箔片折沿嵌入到轴承套对应的贯穿槽中，多个波纹箔片主体围合成筒状；当波纹箔片嵌入完成之后，平箔片的平箔片折角嵌入到其中一个贯穿槽中。本发明具有初始预紧力的零气膜间隙轴承比传统具有初始气膜间隙的轴承具有更高的承载力以及更好的稳定性。

技术领域

本发明属于气体轴承技术领域，具体涉及一种具有波纹箔片预紧力的高承载径向箔片轴承。

背景技术

轴承是现代机械设备中一个极其重要的零件，应用领域非常广泛，从小型家用电器到船舶、航空航天都有轴承的存在。轴承作为一个核心的部件，却一直限制着其他技术的发展。径向箔片轴承相对于其他轴承具有工作转速高、摩擦能耗小、使用寿命长和工作环境温度范围广等特点，目前被广泛应用在航空航天领域的高速轻载旋转机械上。目前的径向箔片轴承，平箔片和转子之间通常被设计为有初始气膜间隙，这种具有初始气膜间隙的结构造成径向箔片轴承的承载力较低，而且转子系统在高速运转时稳定性较差。

公开号为CN106402146A的现有技术给出了一种平箔片轴向厚度变化的气体径向箔片轴承，该现有技术通过使平箔片厚度沿轴向变化，使轴承中间区域气膜厚度增大两端气膜厚度减小，从而减少轴承两端润滑气体的端泄，提高润滑气体压力，提高轴承承载力。

现有技术中对波纹箔片自身的结构没有进行优化设计，对波纹箔片与轴承套的几何关系也没有进行研究。现有径向箔片轴承的承载力还有很大提升空间，现有技术中针对径向箔片轴承的稳定性和自适应性鲜有研究。随着技术的发展，我们需求具有更高的承载力、更好的稳定性和自适应性的径向箔片轴承。

发明内容

本发明为了提高现有径向箔片轴承的承载力、稳定性和自适应性，进而提供了一种具有波纹箔片预紧力的高承载径向箔片轴承。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种具有波纹箔片预紧力的高承载径向箔片轴承，所述径向箔片轴承包括轴承套、平箔片以及贴置于二者之间的一组波纹箔片；所述轴承套为中空的圆柱筒状(轴承套作为整体结构的一个“框架”)，所述平箔片为周向未闭合的中空圆柱筒，一侧设有平箔片折沿(平箔片折角)，在圆柱筒内壁开有至少两个贯穿其两端的贯穿槽，贯穿槽在周向方向上均分设置；所述一组波纹箔片由与贯穿槽数量相等的波纹箔片构成，轴承套内壁圆的半径小于每个波纹箔片自然状态下的半径，每个波纹箔片包括波纹箔片主体和波纹箔片折沿(波纹箔片折角)，波纹箔片折沿与波纹箔片主体连接或一体成形，每个波纹箔片的波纹箔片折沿嵌入到轴承套对应的贯穿槽中(波纹箔片主体处于自由状态)，多个波纹箔片主体围合成筒状；当波纹箔片嵌入完成之后，平箔片的平箔片折角嵌入到其中一个贯穿槽中。

进一步地，波纹箔片主体沿圆周被分离成至少两个部分(像梳子一样，即波纹箔片主体上具有豁口)。

进一步地，波纹箔片2的数量为三个，每个波纹箔片2对应的弧形角度约为120°，波纹箔片主体被分离成四个部分；在圆柱筒内壁开有三个贯穿其两端的贯穿槽4，贯穿槽在周向方向上呈120°均匀分布。

进一步地，波纹箔片为2片时，波纹箔片2自然状态下的半径R2与轴承套1内壁圆的半径R1的关系为R1R2；轴承套1上的贯穿槽4的数量为2，呈周向180°分布；波纹箔片弧长为：在平箔片和转子装配进去之后(即波纹箔片贴合轴承套内壁时)，长度为轴承套内壁周长的2/5～1/2。