[实用新型]V型节流式重载静压气浮轴承

说明书

本实用新型提供了V型节流式重载静压气浮轴承，属于轴承领域，包括上端盖和下托板，所述上端盖和下托板之间设有密封圈，所述下托板靠近所述上端盖的一侧设有气腔，所述下托板的侧面设有与所述气腔连通的供气孔，所述下托板的下端设有与所述气腔连通的节流孔，所述节流孔竖直设置，所述节流孔包括上端的大径孔和下端的小径孔，所述小径孔为截面逐渐缩小的锥形结构。本实用新型保证气流实现平滑地矢量转弯，使得轴承内部从节流孔到气膜的流动变的更加稳定，从而提升轴承的稳定性。

技术领域

本实用新型属于轴承领域，涉及气浮轴承，尤其涉及V型节流式重载静压气浮轴承。

背景技术

随着我国航天产业的快速发展，大型、超大型航天器微低重力模拟仿真试验，是保证航天器性能及可靠性必不可少的地面试验。

静压气浮轴承作为航天器微重力地面仿真试验过程中的关键设备，其性能高低将直接影响地面试验的精度，但针对目前大型、超大型航天器载荷越来越大、精度越来越高的发展趋势和地面试验对于气浮轴承承载能力的要求也越来越高，传统静压气浮轴承通常为小孔节流式气浮轴承，其基本原理是轴承内气流通过节流孔流出，使得轴承与下平面间形成一层气膜，从而使得轴承悬浮起来，而提高轴承能力则需要提高供气压力的大小，但是随着供气压力的提高，轴承节流孔内流速会急剧增加，甚至会出现超音速流、激波等复杂现象，由伯努利原理可知，气体在流速越大，压降越明显，过大的流动速度会严重影响气膜内的压力，从而影响宏观的承载能力。

静压气浮轴承具有无摩擦、无污染、精度高、成本小等优点，在航空航天、电子信息、特种加工、精密机械等领域内有着广泛的应用，但传统气浮轴承的承载能力小、刚度低等缺点，限制了气体轴承的发展，特别是对于精密加工和检测设备，如精密机床、精密测量仪等，对刚度和稳定性有更高的要求。

由气体动力学可知，气流在由高压低速区域膨胀加速过程中，在亚音速阶段，随着流道面积减小，气流速度增大，气流在喉部达到音速后，进入超音速阶段后，随着流道面积增加，气流速度才能继续增大。因此在需要超音速流动时，内流道面积通常设计为收敛段-喉部-扩张段的“喇叭口”形状。

而对于传统静压气浮轴承来讲，其通常为小孔节流式气浮轴承，基本原理是轴承内气流通过节流孔流出，使得轴承与下平面间形成一层气膜，从而使得轴承悬浮起来，对于轴承承载而言，轴承承载力F是由气膜压力积分所形成的，其与流速V方向正交，即流速越大，压力越小，承载力也越小，传统气浮轴承由于内部节流孔流道构型呈现出一种“类喇叭口”的形状，因此在高供气压力时极易产生超音速流现象，从而影响轴承承载性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是在于提供V型节流式重载静压气浮轴承，在高供气压力条件下，没有扩张段流道的存在，保证气流速度无法继续增大，能够很好地实现降速增压的效果，从而能够实现轴承承载能力的明显提升。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：V型节流式重载静压气浮轴承，包括上端盖和下托板，所述上端盖和下托板之间设有密封圈，所述下托板靠近所述上端盖的一侧设有气腔，所述下托板的侧面设有与所述气腔连通的供气孔，所述下托板的下端设有与所述气腔连通的节流孔，所述节流孔竖直设置，所述节流孔包括上端的大径孔和下端的小径孔，所述小径孔为截面逐渐缩小的锥形结构。

进一步的，所述节流孔相对所述下托板的轴线均布设置为多个，所述节流孔可均布为多圈设置。

进一步的，所述小径孔的最小孔径为0.03mm～0.3mm。

进一步的，所述小径孔的锥度为60～90度。

进一步的，所述小径孔的锥度为70～80度。

进一步的，所述大径孔和小径孔同轴设置，所述大径孔和小径孔通过圆锥段连接，所述圆锥段的锥度为25～35度。