[实用新型]一种独立箔片结构

说明书

本实用新型公开了一种独立箔片结构，包括轴承座和至少三片独立多刚度箔片围绕轴承座而成的箔片环，各独立多刚度箔片包括承载部和两个对称设置的形变支撑部，所述轴承座上设有与形变支撑部对应的插槽，形变支撑部下端与插槽卡接，相邻的两个独立多刚度箔片之间弧形相切，其相切点位置随着形变支撑部变形而变动，相邻的两个独立多刚度箔片之间表面光滑连续。相比于传统的一体式箔片，本设计中的独立多刚度箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转子以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环不容易和转子发生碰撞，提高箔片轴承的寿命，扩大轴承使用的场景。

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承领域，具体地为一种独立箔片结构。

背景技术

空气轴承在工业领域中有着广泛地应用。常规的机械接触式滚动轴承转速越高，对轴承精度，润滑等要求越高，使用寿命越短。空气轴承把主轴在空气中悬浮起来，没有机械接触，使用清洁空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，因而其可以提供极高的径向和轴向旋转精度，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。

但是不同的应用场景对空气轴承的要求差异很大，移动式机械由于有外加振动与非移动式机械运行工况差异比较大，特别是车用领域，道路的不平度所引起的车辆振动会通过轮胎、车身给空气轴承一个较强的外部激励。这种激励比较复杂，其载荷谱由道路状态、车辆状态以及车辆运行状态相关。这种激励往往造成空气轴承箔片与轴之间的间隙变化，造成轴承承载气膜变化、波动、破碎，进而使空气轴承损伤乃至失效。

本发明所要解决的问题移动式旋转机械因其运行时工况差异较大，因道路环境恶劣、人为因素等工作时受到的外激振动传导至在现有的箔片式轴承中，这种外激振动的振动加速度变化范围大，振动频率变化也非常大，振动加速度的最大值往往超过现有箔片轴承的最大承载力。而箔片本身是由一种非常细薄的弹性金属片构成，这种金属片非常容易受振动力影响而产生形变。细薄的箔片在外激振动下变形导致“气膜形成边界”变形，这种变形沿旋转轴周向不均匀，造成气膜变化、波动、破碎，不能维持连续、规则、稳定的结构，进而导致轴不能正常旋转。需要从结构设计、箔片刚度等方面确保气膜边界变形符合流体动力学要求，确保气膜正常高效工作。

发明内容

本实用新型的目的是为了改进现有的箔片轴承应激反应差，易损坏的问题，提供了一种独立箔片结构，多刚度箔片系统来适应不同工况下的受激振动，以使箔片围绕不断振动的轴产生均匀变形，使气膜能够规则、连续并且跟随旋转轴移动，确保轴承系统工作稳定。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种独立箔片结构，包括轴承座和至少三片独立多刚度箔片围绕轴承座而成的箔片环，各独立多刚度箔片包括承载部和两个对称设置的形变支撑部，所述轴承座上设有与形变支撑部对应的插槽，形变支撑部下端与插槽卡接，其中：相邻的两个独立多刚度箔片之间弧形相切，其相切点位置随着形变支撑部变形而变动，相邻的两个独立多刚度箔片之间表面光滑连续。相比于传统的一体式箔片，本设计中的独立多刚度箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转子以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环不容易和转子发生碰撞，提高箔片轴承的寿命，扩大轴承使用的场景。

作为优选，在各独立多刚度箔片中：形变支撑部截面为类C型，形变支撑部包括依次连接的第一形变弯部、形变支撑主体、第二形变弯部和插脚部，所述形变支撑主体刚度大于第一形变弯部和第二形变弯部。该位置在外激振动中整体形状变化较小，其所受的振动力主要是箔片的腿脚变形来分担。

作为优选，所述承载部长度为独立多刚度箔片长度的20%～60%。

作为优选，第一形变弯部长度为独立多刚度箔片长度的5%～15%，第二形变弯部为整个独立多刚度箔片长度的5%～15%，形变支撑主体长度为第一形变弯部长度的1/3～1/2。这样的结构设计确保了在不同的振动力下面箔片环变形均匀、规则、连续，进而保证气膜的稳定。