[实用新型]一种分体式多弹片气浮轴承

说明书

本实用新型公开了一种分体式多弹片气浮轴承，包括轴承座和转轴，还包括轴承外圈和外弹片环，外弹片环包括五个依次连接的拱形弹片，其中：轴座弹片和拱形弹片数量一一对应，轴座弹片和拱形弹片之间互相固定连接。拱形弹片和轴座弹片组成的弹性支撑结构，在本结构中，通过弹性支撑结构将系统所受径向往复振动能量转化为往复运动能量和周向运动能量，实现弹片内部阻尼耗散和圆周阻尼耗散两种能量耗散模式，大幅度降低弹性系统振幅，以维持刚性轴承在系统气动部件小间隙设计上的优势，调整在不同振动特性下的系统各向振动模态特性，获取最佳能量耗散所需弹性支撑系统阻尼模态特性，保证轴承最佳工作状态。

技术领域

本发明涉及使用箔片式轴承领域，具体地为一种分体式多弹片气浮轴承。

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。开槽气浮轴承以其气膜稳定性好而发展迅速。

但是目前大量应用在非道路、无强外激振动场景，在强外激振动场景如道路使用过程中的中面临挑战。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载荷变化较大，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。

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稳定性差的问题，提供了一种分体式多弹片气浮轴承，气膜在环境稳定时，气膜稳定性好，系统气动部件可以以较小的气动间隙而获得较高的气动效率，使开槽轴承能够随着弹片运动，进而使开槽轴承与轴之间的气膜保持连续稳定，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：

一种分体式多弹片气浮轴承，包括轴承座和转轴，还包括轴承外圈和外弹片环，所述外弹片环包括若干个依次连接的拱形弹片，各拱形弹片向内凸起，所述轴承座处于外弹片环内，所述轴承座外壁上设有若干轴座弹片，其中：轴座弹片和拱形弹片数量一一对应，轴座弹片和拱形弹片之间互相固定连接。拱形弹片和轴座弹片组成的弹性支撑结构，在本结构中，通过弹性支撑结构将系统所受径向往复振动能量转化为往复运动能量和周向运动能量，实现弹片内部阻尼耗散和圆周阻尼耗散两种能量耗散模式，大幅度降低弹性系统振幅，以维持刚性轴承在系统气动部件小间隙设计上的优势，调整在不同振动特性下的系统各向振动模态特性，获取最佳能量耗散所需弹性支撑系统阻尼模态特性，保证轴承最佳工作状态。

作为优选，在各轴承弹片中：轴座弹片包括中部承载部和两个对称设置的弹性支撑脚，中部承载部为圆弧形，所述轴承座外壁上设有多个楔形卡槽，弹性支撑脚卡接在楔形卡槽上。受到外激振动时，轴承外圈先发生位移，之后与轴承外圈相连的拱形弹片发生变形，轴承座的位置也因此移动，这样的结构保证了轴承在受到外激振动时仍然能跟随振动运动，开槽轴承与轴之间的气膜不会再因为外激振动而不稳定、破碎。

作为优选，中部承载部为圆弧状，各中部承载部的中点和对应的拱形弹片的中点互相固定。