[发明专利]一种箔片动压气体径向轴承及其应用

说明书

本申请属于气体轴承领域，特别是涉及一种箔片动压气体径向轴承及其应用。现有氢燃料电池汽车用空压机系统中气体箔片轴承启停磨损严重，高转速下抗冲击能力低，系统稳定性差。本申请提供了一种动压气体径向轴承，包括由内而外依次设置的所述箔片组件和所述轴承组件，所述箔片组件与所述轴承组件连接；所述箔片组件包括由内而外依次设置的第一箔片和第二箔片，所述第一箔片上设置有若干通孔；所述轴承组件包括相互连接的若干弹性支承结构和轴承壳，所述弹性支承结构上设置有内孔。变形程度大，阻尼特性增强，抗冲击能力较高，转子‑轴承系统高转速下稳定性较好。

技术领域

本申请属于气体轴承领域，特别是涉及一种箔片动压气体径向轴承及其应用。

背景技术

氢能与燃料电池被认为是全球未来能源战略的重要组成和能源技术革命的重要方向， 当前，制约氢能与燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一是关键辅助部件高效稳定运行。离心空 压机是燃料电池系统的核心部件之一，要求清洁、无油、高效，为燃料电池汽车提供足量空 气，以满足燃料电池系统的运行要求。气体箔片轴承是离心空压机系统的关键部件，具有摩 擦损耗小、高温稳定性好、无需润滑、辅助设备少及几乎不维护等一系列优点，其性能优劣 与空压机可靠运行息息相关。

虽然气体箔片轴承在燃料电池汽车空压机中已有应用，但尚不成熟，受制于自身特点带 来很多技术难点，限制了空压机国产化的进程。为了满足电堆对空气流量和压力的要求，燃 料电池汽车用空压机最高转速达到10万转左右，高转速下轴承-转子系统抗冲击能力低，转 子轴稳定性差。目前。燃料电池汽车用空压机启停次数为10万次左右，距离美国能源部(DOE) 提出2020年启停25万次目标相差甚远。转子轴启动前，转子与气体箔片轴承之间没有相对 运动，导致空压机启动期间，转子与轴承间为直接接触的干摩擦状态。空压机反复多次启停， 引起气体轴承箔片与转子间摩擦磨损严重，减少了系统使用寿命。气体箔片轴承高速下稳定 性差及启停期间磨损，导致空压机高速下振动，运转稳定性差，严重制约整个氢燃料电池汽 车产业的发展。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有氢燃料电池汽车用空压机系统中气体箔片轴承启停磨损严重，高转速下抗冲击 能力低，系统稳定性差的问题，本申请提供了一种箔片动压气体径向轴承及其应用。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种箔片组件，包括由内而外依次设置的第一箔片 和第二箔片，所述第一箔片上设置有若干通孔。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一箔片表面设置有“7”字型通孔。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一箔片包括第一连接部，所述第二箔片包括第 二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部由内而外依次设置。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一箔片外圆面与所述第二箔片内圆面同轴心， 所述第一箔片厚0.1～0.2mm，所述第二箔片厚0.1～0.2mm，所述箔片组件采用镍基高温合金 材料制成。

本申请还提供一种轴承组件，包括相互连接的若干弹性支承结构和轴承壳，所述弹性支 承结构上设置有内孔。

本申请提供的另一种实施方式为：所述内孔为圆柱形通孔，所述内孔横截面为圆形，所 述弹性支承结构与所述轴承壳为一体结构，所述内孔与所述轴承壳内径相切。

本申请提供的另一种实施方式为：所述弹性支承结构厚0.5～0.6mm，所述内孔直径大于 2倍所述厚度，所述轴承组件采用镍基高温合金材料制成。

本申请还提供一种动压气体径向轴承，包括由内而外依次设置的所述的箔片组件和所述 的轴承组件，所述箔片组件与所述轴承组件连接。