本發明專利技術涉及一種徑向彈性箔片氣體軸承。這種新型箔片空氣軸承由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片等組成。彈性支承結構由兩層支承箔片和一層超塑性Zn-Al合金箔片構成，Zn-Al合金箔片位于兩層支承箔片之間。彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面上，另一端自由。支承箔片由開有工字形切口的金屬箔片壓制而成。壓制成形的支承箔片具有對稱的打開一定角度的窗形凸起，凸起沿軸承圓周方向分布。在設計時通過改變凸起的高度h、傾角α、寬度l和節距s等參數，可以方便地改變軸承的剛度特性。超塑性Zn-Al合金箔片增加了支承部分的庫倫摩擦，從而增大了箔片氣體軸承的阻尼，提高了軸承-轉子系統在臨界轉速下的穩定性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種箔片氣體軸承，更具體的說，它涉及一種自作用徑向彈性箔片氣體動壓軸承。
技術介紹
箔片氣體軸承是一種自作用彈性支承氣體動壓軸承。它由軸承套、彈性支承箔片和頂層箔片等構成。與普通球軸承相比，它具有無油潤滑，可靠性高，高速運轉，能在高溫環境下工作等一系列優點。箔片氣體軸承在航空航天和國防軍工等領域具有廣闊的應用前景，包括新一代戰機、高溫燃氣輪機、巡航導彈、超低溫冷卻系統。同時，彈性箔片軸承技術也是21世紀分布式能源系統微型燃氣輪機核心技術之一。阻礙箔片氣體軸承技術發展和廣泛應用的難題有I)承載能力低；2 )高溫啟停時的劇烈摩擦；3)可靠的軸承性能預測方法和設計方法。隨著箔片氣體軸承技術的發展，以上問題得到一定程度的解決，但仍需進一步研究以滿足實際應用要求。本專利技術提出了一種剛度和阻尼特性較好的新型彈性箔片氣體動壓軸承。它由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片等組成。軸承的支承結構由兩層支承箔片和位于其中間的超塑性Zn-Al合金材料圓柱形箔片組成。在設計時，通過改變支承箔片凸起的高度h、傾角α、寬度I和節距s等參數，可獲得不同剛度特性的箔片氣體軸承；在兩層支承箔片之間增加一層Zn-Al合金箔片，增大了它與支承箔片之間的庫倫摩擦，從而增大軸承的阻尼，提高了箔片氣體軸承-轉子系統在臨界轉速下的穩定性。本專利技術通過改進箔片氣體軸承的結構，提高了軸承的剛度和阻尼，改善了軸承的性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種結構簡單，易于設計和制造的徑向彈性箔片氣體動壓軸承。這種新型氣體箔片軸承由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片等組成。其中彈性支承部分由靠近軸承軸線的內層箔片、靠近軸承套的外層箔片和一層超塑性Zn-Al合金材料圓柱形金屬箔片組成，超塑性Zn-Al合金箔片處在內、外兩層支承箔片中間。彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面上，另一端自由。彈性支承結構和頂層箔片共四層箔片一同形成箔片氣體軸承的彈性支承表面。超塑性Zn-Al合金箔片的自由端指向內、外兩層支承箔片和頂層箔片的固定端。彈性支承部分受載變形時，超塑性Zn-Al合金箔片與支承箔片的變形方向相反，增強了箔片表面之間的摩擦作用。兩層支承箔片背對背安裝，內層箔片的凸起與外層箔片的凸起相對應，且內層支承箔片的凸起部分與頂層平箔片的底部接觸。支承箔片由開有工字型切口的箔片壓制而成。壓制后形成的凸起的形狀類似于對稱地打開一定角度的窗戶，沿軸承圓周方向均勻分布。在設計時可通過改變凸起的高度h、傾角α、寬度I和節距s等參數方便地獲得不同剛度特性的箔片氣體軸承。支承箔片上靠近軸承中間部位的凸起在軸線方向上的長度大于分布在軸承外側的凸起的長度，使氣膜壓力得以均化，從而提高了軸承的整體剛度。超塑性Zn-Al合金材料圓柱形箔片的內阻尼性能會隨溫度的升高而提高，箔片表面經過化學鍍鎳工藝處理。通過使用超塑性Zn-Al合金箔片，增大了箔片之間的接觸面積，增強了它們之間的庫倫摩擦，從而增大了軸承的阻尼，提高了箔片氣體軸承-轉子系統在臨界轉速下的穩定性。附圖說明 圖I箔片氣體軸承的整體結構示意2箔片氣體軸承的支承箔片制造方法示意3箔片氣體軸承的外層支承箔片示意4箔片氣體軸承的內層支承箔片示意中I-軸承套，2-外層支承箔片，3-超塑性Zn-Al合金材料箔片，4_內層支承箔片，5-頂層箔片具體實施例方式下面結合附圖及具體實施方式對本專利技術作進一步的詳細描述。圖I為徑向彈性箔片氣體動壓軸承的整體結構示意圖。徑向彈性箔片氣體軸承由軸承套I、彈性支承結構和頂層箔片5三部分組成。其中彈性支承結構又由靠近軸承軸線的內層箔片2和靠近軸承座的外層箔片3以及內、外兩層箔片之間的超塑性Zn-Al合金材料圓柱形箔片4組成，彈性支承結構和頂層箔片一起形成了箔片氣體軸承的彈性支承表面。內、外兩層支承箔片由按一定規律開有工字型切口的金屬箔片經液壓機壓制而成，壓制后形成的凸起形狀類似于對稱的打開一定角度的窗戶，如圖2所示。在軸承的軸線方向，靠近軸承中間的凸起的長度大于靠近軸承外側的凸起的長度。在設計時通過改變凸起的高度h、傾角α、寬度I和節距s等參數，可以方便地獲得具有不同剛度特性的箔片空氣軸承。將壓制成形后的支承箔片纏繞在心軸的外圓柱表面上，經熱處理形成如圖3和圖4所示的圓柱形支承箔片。超塑性Zn-Al合金材料箔片和頂層箔片采用同樣的方法加工成圓柱形。軸承套的內圓柱面上開有一道凹槽，采用焊接的方式將彈性支承結構和頂層箔片共四層箔片的一端焊接在凹槽的側面上，另一端自由。兩層支承箔片和頂層箔片從固定端到自由端沿逆時針方向裝配，兩層支承箔片中間的超塑性Zn-Al合金箔片的裝配方向則相反。內、外兩層支承箔片的凸起與凸起相對應，采用背對背的方式裝配，且內層箔片的凸起與頂層箔片的底部相接觸。除了以上提出的實例，軸承彈性支承結構和頂層箔片可直接焊接在軸承套的內圓柱面上，凸起的結構參數和分布規律可根據不同情況進行設計。以上所舉實例僅為本專利技術的優選實例，大凡依本專利技術權利要求及專利技術說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應屬本專利技術專利覆蓋的范圍。權利要求1.一種徑向彈性箔片氣體軸承，由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片組成，彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面上，另一端自由，其主要特征是，軸承的彈性支承結構由兩層支承箔片和處在兩層支承箔片中間的一層圓柱形金屬箔片組成，支承箔片由開有工字形切口的金屬箔片壓制而成，壓制成形的支承箔片具有對稱的打開一定角度的窗形凸起。2.根據權利要求I所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性箔片氣體軸承彈性支承結構由靠近軸承軸線的內層箔片、靠近軸承套的外層箔片和處在內、外兩層支承箔片中間的一層圓柱形金屬箔片組成，彈性支承結構和頂層箔片共四層箔片一同形成箔片氣體軸承的彈性支承表面。3.根據權利要求I或2所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性箔片氣體軸承彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面的凹槽的側面上，另一端自由，處在內、外兩層支承箔片中間的圓柱形金屬箔片的自由端指向上述兩層支承箔片和頂層箔片的固定端。4.根據權利要求I或2所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性支承結構中的內、外兩層支承箔片按背靠背的方式安裝，內層箔片的凸起與外層箔片的凸起相對應，且內層箔片的凸起與頂層箔片底部相接觸。5.根據權利要求I或2所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性支承結構中的兩層支承箔片均由開有工字型切口的箔片壓制而成，壓制后形成的凸起的形狀類似于對稱的打開一定角度的窗戶，凸起沿軸承圓周方向均勻分布。6.根據權利要求I或5所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性支承結構中的兩層支承箔片上靠近軸承中間的凸起在軸線方向上的長度大于分布在靠近軸承外側的凸起的長度。7.根據權利要求I或2所述的彈性箔片氣體軸承，其特征是，所述的彈性支承結構中的內、外兩層支承箔片中間的圓柱形金屬箔片的材料為超塑性Zn-Al合金。全文摘要本專利技術涉及一種徑向彈性箔片氣體軸承。這種新型箔片空氣軸承由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片等組成。彈性支承結構由兩層支承箔片和一層超塑性Zn-Al合金箔片構成，Zn-Al合金箔片位于兩層支承箔片之間。彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面上，另一端自由。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種徑向彈性箔片氣體軸承，由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片組成，彈性支承結構和頂層箔片的一端焊接在軸承套內圓柱面上，另一端自由，其主要特征是，軸承的彈性支承結構由兩層支承箔片和處在兩層支承箔片中間的一層圓柱形金屬箔片組成，支承箔片由開有工字形切口的金屬箔片壓制而成，壓制成形的支承箔片具有對稱的打開一定角度的窗形凸起。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮凱，劉良軍，謝永強，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：
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