[实用新型]采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的活塞及轴承

说明书

本实用新型公开了一种采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的活塞及轴承。采用气体润滑，通过气体节流孔的轴向位置、孔径、数量中的至少一项进行非均匀排布来加强远离受力端的承载力与刚度；节流孔包括多组，同组节流孔轴向位置相同，轴向位置的非均匀排布通过远离受力端进行偏移；孔径的非均匀排布是使远离受力端的组的节流孔的孔径较大；数量的非均匀排布是使远离受力端的组的节流孔数量较多。本实用新型在不改变气体润滑的加工难度及供气压力条件下，通过改变结构提升其承载力、刚度、尤其是运动部件转向的抵抗刚度，对气体润滑进行了优化。

技术领域

本实用新型涉及采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的活塞及轴承，属于高性能气体润滑领域。

背景技术

空气轴承是基于空气的固有属性（粘度低且随温度变化小、耐辐射等）利用空气弹性来产生支承作用的一种轴承。作为一种重要的轴承，近年来在高速、低摩擦、高温、低温及有辐射性的场合，显示了独具的优越性。如在高速磨头、高速离心分离器、陀螺仪表、原子反应堆冷却用压缩机、电子计算机记忆装置等应用上，通过空气轴承可以解决使用滚动轴承或油膜轴承中常见的一些困难。

然而在空气轴承的使用过程中，受限于供气压力及气体轴承的结构形式与制造工艺，气体润滑的承载力与刚度成为该技术在不同场合应用的主要限制与考量指标，通过活塞动力学与空气动力学的理论分析，以及实际应用时发生的润滑失效情况，可以发现气体润滑失效时由于连接处受力所施加力矩所产生的运动部件如活塞与固定部件如气缸间的摩擦并非是整体摩擦，而是远离连杆处活塞与气缸下表面间的摩擦（连杆受力向上情况下）。而气体润滑的失效所造成的轴承磨损使得轴承寿命下降，及其运动部件工作时产生的偏移与偏转造成的震动及精度下降，也极大的限制了气体润滑的使用范围与工作性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的活塞及轴承，通过改变节流孔的轴向分布，因而产生轴向承载刚度变化的气体薄膜，通过加大远离受力端的气体薄膜的刚度以起到增大力矩减小转动的作用，同时由于远端的径向位移较大，增大远端的承载力及刚度同样可以在平均承载力刚度不变的情况下（供气情况不变）整体达到更高的承载力与刚度，以防止润滑本身失效，甚至产生磨缸或者折断的风险。

一种采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的活塞，包括气缸、连杆、活塞、上端盖、下端盖、紧固螺钉、密封圈、止回阀，节流孔，所述连杆焊接在上端盖上，上端盖通过紧固螺钉连接在内部为空腔的活塞上，下端盖通过紧固螺钉连接在活塞上，上下端盖与活塞间均通过密封圈进行密封，止回阀通过螺纹或者焊接连接在下端盖上，活塞整体位于气缸内部，节流孔直径、数量及轴向相对位置中的至少一项不均匀的分布在活塞壁面上。

所述的节流孔包括2-3组，每一组节流孔的数量包括4或6或8个。

所述的活塞，节流孔包括2-3组，同组节流孔轴向位置相同，轴向位置的非均匀排布通过远离活塞受力端进行偏移。

一种采用轴向非均匀排布的气体润滑方法的轴承，采用气体润滑，通过气体节流孔的轴向位置、孔径、数量中的至少一项进行非均匀排布来加强远离受力端的承载力与刚度；节流孔包括多组，同组节流孔轴向位置相同，轴向位置的非均匀排布通过远离受力端进行偏移；孔径的非均匀排布是使远离受力端的组的节流孔的孔径较大；数量的非均匀排布是使远离受力端的组的节流孔数量较多。

所述的轴承，节流孔包括2-3组，同组节流孔轴向位置相同，轴向位置的非均匀排布通过远离轴的受力端方向进行偏移。

本实用新型的有益效果：

在不改变气体润滑的加工难度及供气压力条件下，通过改变结构提升其承载力、刚度、尤其是运动部件转向的抵抗刚度，对气体润滑进行了优化。