[实用新型]一种径向箔片气体轴承

说明书

本实用新型公开了一种径向箔片气体轴承，用于支撑在绕中心线旋转的旋转轴的径向方向上施加的负载，包括轴承座、底层箔片、顶层箔片和加热机构，所述底层箔片设置在所述轴承座和顶层箔片之间，所述底层箔片由形状记忆合金材料制得，所述底层箔片常温下呈弯曲状，所述底层箔片沿所述轴承座周向分布设置，所述底层箔片一端与所述轴承座固定连接，另一端与所述顶层箔片接触，所述顶层箔片设置有至少2个，所述顶层箔片一端与所述轴承座固定连接，另一端与相邻的所述顶层箔片搭接；所述加热机构安装在所述轴承座上。本径向箔片气体轴承，在运行过程中预紧和阻尼可调，使得箔片气体轴承具有更大的承载力和阻尼；使用寿命长，结构简化，易安装和固定。

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，尤其涉及一种径向箔片气体轴承。

背景技术

弹性箔片气体轴承具有良好的自适应性，可以在高温、高速和高污染条件下长期运行。目前的径向箔片动压气体轴承，主要分为顶层箔片、底层箔片和轴承座。底层箔片起到提供刚度和阻尼的作用，阻尼的主要作用是抑制转子振动，提高系统稳定性。而气体轴承转子系统在运行过程中，转子转速、载荷等工况存在变化，所需要的阻尼大小也随之而变，但底层箔片由于提供的阻尼较小且无法主动控制，因此箔片气体轴承的结构无法做到在任意转速工况下的阻尼都是最优值。

在增大轴承承载力方面，目前主要通过对轴承施加预紧力，预紧力过大会使得轴承启停过程中旋转轴与顶层箔片的磨损严重，进而缩短轴承寿命，预紧力过小会使承载力增大效果不明显。所以如何在气体轴承启停阶段减小启停摩擦损失，在运转过程中根据运行工况主动控制轴承的预紧力，成为本领域技术人员首要解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种径向箔片气体轴承，可以根据运行工况对预紧力以及阻尼进行调节，更好的满足使用要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种径向箔片气体轴承，用于支撑在绕中心线旋转的旋转轴的径向方向上施加的负载，包括轴承座、底层箔片、顶层箔片和加热机构，所述底层箔片设置在所述轴承座和顶层箔片之间，所述底层箔片由形状记忆合金材料制得，所述底层箔片常温下呈弯曲状，所述底层箔片沿所述轴承座周向分布设置，所述底层箔片一端与所述轴承座固定连接，另一端与所述顶层箔片接触，所述顶层箔片设置有至少2个，所述顶层箔片一端与所述轴承座固定连接，另一端与相邻的所述顶层箔片搭接；所述加热机构安装在所述轴承座上。

这样，形状记忆合金材料具有大阻尼、超弹性和形状记忆的特性，将其作为底层箔片的材料。选用在气体轴承工作工况的温度范围内随着温度逐渐升高，形状记忆合金的阻尼大小逐渐增高的形状记忆合金。形状记忆合金原始设计形状为小曲率的，将其在常温状态下挤压变形成弧形弯曲形状即大曲率，后作为气体轴承的底层箔片。气体轴承的初始预紧较小，避免气体轴承在启停过程由于顶层箔片与旋转轴间隙过小而导致的过大的磨损，可以更好的延长使用寿命。轴承座设置有加热机构，对形状记忆合金材料的底层箔片进行加热。在气体轴承由静止开始运转至稳定运行的过程中，逐渐控制轴承座上的加热机构的温度升高，由于形状记忆合金的形状记忆性能，底层箔片由大曲率的弯曲状逐渐恢复到其原始的设计形状即小曲率的形状，由于底层箔片的底端固定，因此底层箔片由大曲率的弯曲状恢复至小曲率的过程中所带来的底层箔片的长度的增加会使得顶层箔片被顶起，顶层箔片与旋转轴之间的径向间隙变小，从而实现了对气体轴承承载力的提升。此外，随着温度的升高，形状记忆合金材料的底层箔片的阻尼逐渐增大，使得气体轴承在高速运转过程中的稳定性更高，可靠性更强。可通过理论分析得到轴承转子系统在不同工况下的最佳阻尼大小，在系统运行过程中根据需求实时调节底层箔片温度，从而改变底层箔片阻尼大小，使其在多数工况下都能达到最优阻尼。

进一步的，所述轴承座上分布设置有底层卡槽，所述底层箔片的一端固定安装在所述底层卡槽内。可以更好的对底层箔片进行容纳固定。