[实用新型]气体动压轴承和机械设备

说明书

本申请提供一种气体动压轴承和机械设备。该气体动压轴承包括轴承座(1)、拱箔(2)和顶箔(3)，拱箔(2)位于轴承座(1)和顶箔(3)之间，拱箔(2)包括连接段(4)和拱形段，连接段(4)和拱形段沿拱箔(2)的周向依次设置，连接段(4)连接在拱形段的根部之间，拱形段包括第一拱形段(5)和第二拱形段(6)，第一拱形段(5)朝向顶箔(3)的外周壁凸出，第二拱形段(6)朝向轴承座(1)的内周壁凸出。根据本申请的气体动压轴承备，能够在不改变拱箔材料和用量的情况下实现对轴承的多种支撑刚度和阻尼的设计，灵活度高，设计难度小，可以设计出性能更佳的轴承。

技术领域

本申请涉及轴承技术领域，具体涉及一种气体动压轴承和机械设备。

背景技术

弹性箔片气体动压轴承是一种高速、低功耗、高精密支撑的技术特种轴承。该轴承具有无润滑液、无污染、与轴承无接触运行、损耗小、工作转速高、维护成本低、寿命长等特点。国外已经将该支撑技术广泛应用在离心式压缩机、风机、高速泵、高速机床等机械中。

弹性箔片径向轴承结构如图1所示，其中轴承座1、拱箔2、顶箔(平箔)3组成。其拱箔安装于轴承底座(轴承壳体)，顶箔在拱箔上方。拱箔和顶箔的前缘点焊或卡在轴承外圈壳体上，为固定端，后缘为自由端。拱箔为顶箔提供支承。拱箔不仅类似于弹簧为轴承提供刚度，而且还提供阻尼。当转子高速旋转时，由于气体的动压效应，气体被带入轴承与转子间的间隙成气膜，由此产生流体动压润滑效果。当轴承工作过程中受到外界载荷时，拱箔发生弹性变形，与气膜压力共同承担负载，这种工作方式大大提高了气体轴承的承载能力。同时当轴承受到冲击载荷时，冲击产生的能量转化为箔片的弹性势能，再通过气膜阻尼耗散，这就使弹性箔片轴承具有良好的自适应性，保证了弹性箔片轴承工作时的稳定。

然而对于弹性箔片气体动压轴承而言，也存在许多不利的因素，例如，在设计过程中，当拱箔的凸起数量和规格确定之后，基本上轴承的支撑刚度和阻尼也相应确定，无法再进行改变，如果要改变轴承的支撑刚度，就需要改变拱箔的材质或者厚度等，导致设计难度加大，设计灵活度降低，大大降低了轴承设计的灵活性。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种气体动压轴承和机械设备，能够在不改变拱箔材料和用量的情况下实现对轴承的多种支撑刚度和阻尼的设计，灵活度高，设计难度小，可以设计出性能更佳的轴承。

为了解决上述问题，本申请提供一种气体动压轴承，包括轴承座、拱箔和顶箔，拱箔位于轴承座和顶箔之间，拱箔包括连接段和拱形段，连接段和拱形段沿拱箔的周向依次设置，连接段连接在拱形段的根部之间，拱形段包括第一拱形段和第二拱形段，第一拱形段朝向顶箔的外周壁凸出，第二拱形段朝向轴承座的内周壁凸出。

优选地，多个连续设置的第一拱形段形成第一拱形区，多个连续设置的第二拱形段形成第二拱形区，第一拱形区和第二拱形区沿拱箔的周向交替设置。

优选地，位于第一拱形区内的连接段和第一拱形段沿拱箔的周向交替设置；和/或，位于第二拱形区内的连接段和第二拱形段沿拱箔的周向交替设置。

优选地，相邻的第一拱形段之间的连接段位于拱箔的外周侧，相邻的第二拱形段之间的连接段位于拱箔的内周侧，位于外周侧的连接段与轴承座的内周壁相贴合，位于内周侧的连接段与顶箔的外周壁相贴合。

优选地，连接段为弧面段，位于外周侧的连接段的弧面与轴承座的内周壁壁面结构相适配，位于内周侧的连接段的弧面与顶箔的外周壁壁面结构相适配；和/或，连接段为平面段。

优选地，相邻的第一拱形段和第二拱形段之间设置有两个相连接的连接段，其中一个连接段与第一拱形段的根部连接，且与轴承座的内周壁贴合，另一个连接段与第二拱形段的根部连接，且与顶箔的外周壁贴合。