一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承的制作方法

1.本实用新型涉及一种气体推力轴承，尤其是涉及一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承。


背景技术：

2.动压气体轴承是一种以气体作为润滑介质的流体膜润滑轴承，与传统的液体润滑轴承和滚动轴承相比，动压气体轴承具有高转速、低噪声、低摩擦、无污染、工作精度高、可靠性能高等特点。其工作原理为：在两个高速相对运动的表面(轴和平箔顶部)形成楔形间隙，利用气体自的身粘性下将气体带入楔形间隙内，形成能够承受一定载荷的动压流体膜。与静压轴承相比，动压气体轴承无需外部高压气源设备，整个支承系统的结构更为简单、紧凑。目前被广泛应用在空气循环机、空气鼓风机、燃料电池空压机、微型燃气轮机等机械中，在低温和高温技术、高速透平和空间技术等领域中，也有着十分广阔的应用前景。
3.在国外，动压气体推力轴承已经成功的应用于航空涡轮发动机、卫星涡轮发动机、透平膨胀机等高速旋转机械之中，并产生了巨大的经济效益。在国内，对于动压气体推力轴承的研究起步较晚，很多团队还是在理论与实验研究阶段。动压气体推力轴承不光理论基础要求较高，而且其箔片的制造工艺也比较复杂，需要投入大量人力物力，为了适应更极端的条件，有些情况需要在尺寸不变的条件下提升一定的承载力，因此，有必要对现有的动压气体推力轴承进行改进，提升其承载力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，以解决现有技术中动压气体推力轴承存在承载力小的问题。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其包括圆环形盘片，所述圆环形盘片的一侧设置有若干个扇形平箔片，所有扇形平箔片围成圆环形的贴片区域，所述贴片区域的内径和所述圆环形盘片的内径相同，所述贴片区域的外径小于所述圆环形盘片的外径，所述扇形平箔片与圆环形盘片之间设置有扇形波箔片，其中，所述扇形平箔片上开设有一组对称布置的螺旋槽微结构，该组螺旋槽微结构由扇形平箔片内、外圈边缘向中间对称面延伸，两个螺旋槽微结构的倾斜方向与圆环形盘片的旋转方向相同。
7.特别地，所述扇形波箔片的两侧边为直线边，通过两侧的直线边将扇形波箔片焊接固定于所述圆环形盘片上。
8.特别地，所述扇形平箔片的一端为固定端，另一端为自由端，所述固定端与所述扇形波箔片的一侧边对齐焊接。
9.特别地，所述扇形波箔片采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压而成。
10.特别地，所述扇形平箔片采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压后线切割而成。
11.特别地，每组所述螺旋槽微结构包括若干个间隔设置的螺旋槽，所述螺旋槽的深
度小于最小气膜的厚度。
12.特别地，所述螺旋槽的截面为三角形或矩形的任一种或两种组合。
13.本实用新型的有益效果为，与现有技术相比所述具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承在扇形平箔片上增设有螺旋槽，不仅结构简单，设计巧妙；而且当气流经过时借助内部螺旋槽结构影响气膜流场，增大流场压力，提升承载能力。
附图说明
14.图1是本实用新型具体实施方式提供的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承的立体结构示意图；
15.图2是本实用新型具体实施方式提供的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承的扇形平箔片的立体结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
17.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
18.请参阅图1和图2所示，本实施例中，一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承包括圆环形盘片1，圆环形盘片1的一侧设置有若干个扇形平箔片2，所有扇形平箔片2围成圆环形的贴片区域，贴片区域的内径和圆环形盘片1的内径相同，贴片区域的外径小于圆环形盘片1的外径，每个扇形平箔片2与圆环形盘片1之间均设置有扇形波箔片3，扇形平箔片2和扇形波箔片3的设置使平箔与波箔具有变形和滑移空间，通过箔片间的相对滑动为整个结构提供阻尼。在转子发生涡动时，这种结构可以通过滑移消耗能量，以减小转子涡动幅度，提高稳定性。
19.扇形平箔片2采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压后线切割而成，扇形波箔片3采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压而成。扇形波箔片3的波纹传播方向沿扇形的弧形方向传播，扇形波箔片3的两侧边为直线边4，通过两侧的直线边4将扇形波箔片3焊接固定于圆环形盘片1上。扇形平箔片2的一端为固定端5，另一端为自由端6，固定端5与扇形波箔片3的一侧边对齐焊接。
20.扇形平箔片2上开设有一组对称布置的螺旋槽微结构，该组螺旋槽微结构由扇形平箔片2内、外圈边缘向中间对称面延伸，两个螺旋槽微结构的倾斜方向与圆环形盘片1的
旋转方向相同，每组螺旋槽微结构包括若干个间隔设置的螺旋槽7，螺旋槽7的深度的数量级与半径间隙数量级相同，比最小气膜厚度略小，其深度与宽度可根据不同承载力需求进行调整。螺旋槽7的截面形状为三角形或矩形的任一种，当气流越过螺旋槽7就会产生动压效应，进一步提升承载力。
21.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。


技术特征：
1.一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其包括圆环形盘片，所述圆环形盘片的一侧设置有若干个扇形平箔片，所有扇形平箔片围成圆环形的贴片区域，所述贴片区域的内径和所述圆环形盘片的内径相同，所述贴片区域的外径小于所述圆环形盘片的外径，所述扇形平箔片与圆环形盘片之间设置有扇形波箔片，其特征在于，所述扇形平箔片上开设有一组对称布置的螺旋槽微结构，该组螺旋槽微结构由扇形平箔片内、外圈边缘向中间对称面延伸，两个螺旋槽微结构的倾斜方向与圆环形盘片的旋转方向相同。2.根据权利要求1所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，所述扇形波箔片的两侧边为直线边，通过两侧的直线边将扇形波箔片焊接固定于所述圆环形盘片上。3.根据权利要求1所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，所述扇形平箔片的一端为固定端，另一端为自由端，所述固定端与所述扇形波箔片的一侧边对齐焊接。4.根据权利要求1所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，所述扇形波箔片采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压而成。5.根据权利要求1所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，所述扇形平箔片采用0.1mm厚的轴承钢薄板冲压后线切割而成。6.根据权利要求1所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，每组所述螺旋槽微结构包括若干个间隔设置的螺旋槽，所述螺旋槽的深度小于最小气膜的厚度。7.根据权利要求6所述的具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其特征在于，所述螺旋槽的截面为三角形或矩形的任一种或两种组合。

技术总结
本实用新型公开了一种具有螺旋槽微结构的动压气体推力轴承，其包括圆环形盘片，圆环形盘片的一侧设置有若干个扇形平箔片，所有扇形平箔片围成圆环形的贴片区域，贴片区域的内径和圆环形盘片的内径相同，贴片区域的外径小于圆环形盘片的外径，扇形平箔片与圆环形盘片之间设置有扇形波箔片，扇形平箔片上开设有一组对称布置的螺旋槽微结构，该组螺旋槽微结构由扇形平箔片内、外圈边缘向中间对称面延伸，两个螺旋槽微结构的倾斜方向与圆环形盘片的旋转方向相同。上述动压气体推力轴承在扇形平箔片上增设有螺旋槽，不仅结构简单，设计巧妙；而且当气流经过时借助内部螺旋槽结构影响气膜流场，增大流场压力，提升承载能力。提升承载能力。提升承载能力。


技术研发人员：刘全 马希直 熊新元
受保护的技术使用者：江苏毅合捷汽车科技股份有限公司
技术研发日：2021.05.21
技术公布日：2021/11/21