CN102494025B

CN102494025B - 一种静压气浮轴承

Info

Publication number: CN102494025B
Application number: CN 201110449759
Authority: CN
Inventors: 柳祝平; 黄小卫; 王静
Original assignee: UNIONLIGHT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Baoshan Xinlong Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: CN102494025A

Abstract

本发明涉及一种静压气浮轴承，包括圆管状的轴承主体，在轴承主体内转动安装有转子，在轴承主体的右侧轴端固定有前盖，在轴承主体的左侧轴端固定有后盖；在后盖气室左侧的后盖内开设有与后盖喷气孔同轴设置的螺纹孔，在后盖内沿着其轴向开设有出气口，在所有螺纹孔内均安装有螺钉；在转子内开设有转子气室，在转子内沿着其径向开设有径向出气孔，在转子的周壁上开设有圆环槽，在转子的左端部沿着其轴向开设有轴向出气孔，在转子的左端面开设有圆形凹形槽。本发明解决了传统气浮轴承在工作过程中，由于仅受径向气膜而使轴承容易发生边界固体的直接接触而抱死，致使轴承与主轴受损的问题，且能满足轴承受径向负载和轴向负载一起工作的情形。

Description

一种静压气浮轴承

技术领域

本发明涉及高速回转机械和超精密仪器技术领域，本发明公开了一种静压气浮轴承。

背景技术

气浮轴承就是利用气体的粘性，提高间隙中气体的压力，从而将轴悬浮起来的轴承，它是20世纪中期迅速发展起来的一项高新技术产品。气浮轴承依靠空气润滑，与常规油质润滑轴承（滚动轴承或油质滑动轴承）相比，它具有很多良好的特性：摩擦因数和摩擦力矩很小，气体支承可在最清洁的状态下工作，具有冷态工作的特点，运动磨损率近乎为零，噪声低、振动小、精度高、寿命长，可以在很宽的温度范围和恶劣环境中工作，能够保持很小的间隙。因此广泛应用于国防、能源、机床及医疗等行业，尤其是在高速回转机械和超精密仪器技术领域更有明显的优越性。

气浮轴承分为静压气浮轴承和动压气浮轴承。静压气浮轴承对转速没有特定的要求，而动压气浮轴承则要求转子转速达到一定值才能发挥作用，因此，静压气浮轴承得到了更广泛的应用。静压气浮轴承是利用空气的粘性，将外部的压缩空气充分干燥并过滤后由进气口通过一些开在轴承工作面上的喷气孔导入轴承间隙中，使轴承与转子之间充满着具有压缩性的空气，并借助形成的压力气膜来支承负载并实现平稳动作。

传统的静压气浮轴承由于气体连续地从轴承外边缘排入大气，所以空气不具有边界润滑能力，在工作过程中，若空气轴承一旦负载超过了规定的限度，立刻会发生固体的直接接触而抱死，致使轴承与主轴受损，且其只能承受径向负载，对于既有径向负载又有轴向负载的情形它也不能满足要求。另外，由于空气中含有微粒、粉层等颗粒物，当空气被压入轴承间隙的过程中，这些颗粒物容易沉积在喷气孔周围，时间久了就将喷气孔堵塞，使气体无法顺利到达轴承与转子之间，导致转子不能平衡浮起从而出现严重的碰摩和震动，在转子出现振动或局部碰摩或外界扰动下，转子两端的气压效应不再对等，从而降低了静压气浮轴承的承载力，即降低了高速旋转机械的可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能同时承受径向和轴向负载且旋转可靠性高的静压气浮轴承。

按照本发明提供的技术方案，所述静压气浮轴承，包括圆管状的轴承主体，在轴承主体内转动安装有转子，在轴承主体的右侧轴端固定有前盖，在轴承主体的左侧轴端固定有后盖；在轴承主体的壁体内开设有主体气室，在前盖内开设有前盖气室，在后盖内开设有后盖气室，前盖气室与主体气室连通，后盖气室与主体气室连通，在主体气室内的轴承主体上沿着其径向开设有主体喷气孔，在主体气室外侧的轴承主体内开设有与主体喷气孔同轴设置的螺纹孔，主体喷气孔与主体气室连通，在前盖气室左侧的前盖内沿着其轴向开设有前盖喷气孔，在前盖气室右侧的前盖内开设有与前盖喷气孔同轴设置的螺纹孔，前盖喷气孔与前盖气室连通，在后盖气室右侧的后盖内沿着其轴向开设有后盖喷气孔，在后盖气室左侧的后盖内开设有与后盖喷气孔同轴设置的螺纹孔，后盖喷气孔与后盖气室连通，在后盖内沿着其轴向开设有出气口，在所有螺纹孔内均安装有螺钉；在轴承主体的外壁一体固定有圆环状凸起，在该圆环状凸起上沿着其径向开设有进气口，在该圆环状凸起上沿着其轴向开设有固定孔；在转子内开设有转子气室，在转子内沿着其径向开设有径向出气孔，在转子的周壁上开设有圆环槽，径向出气孔与圆环槽连通，在转子的左端部沿着其轴向开设有轴向出气孔，在转子的左端面开设有圆形凹形槽，轴向出气孔与圆形凹形槽相连通，且该圆形凹形槽与出气口相连通。

所述主体喷气孔围绕轴承主体的轴线呈均匀布置，且主体喷气孔的孔径为0.1~0.2mm。

所述前盖喷气孔围绕前盖的轴线呈均匀布置，且前盖喷气孔的孔径为0.1~0.2mm。

所述后盖喷气孔围绕后盖的轴线呈均匀布置，且后盖喷气孔的孔径为0.1~0.2mm。

所述轴向出气孔沿着转子的轴线方向开设。

本发明采用上述技术方案取得的有益效果是：

1、解决了传统气浮轴承在工作过程中，由于仅受径向气膜而使轴承容易发生边界固体的直接接触而抱死，致使轴承与主轴受损的问题，且能满足轴承受径向负载和轴向负载一起工作的情形；

2、解决了喷气孔堵塞导致的轴承与转子间隙气压不均使转子出现严重的碰摩和震动，提高了轴承高速旋转的可靠性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明主要由轴承主体101、转子102、前盖103、后盖104、进气口105、固定孔106、螺纹孔107、主体喷气孔108、出气口109、螺钉110、轴向出气孔111、主体气室112、前盖气室113、后盖气室114、前盖喷气孔115、后盖喷气孔116、转子气室117、径向出气孔118、圆环槽119与圆形凹形槽120等部件构成。

该静压气浮轴承，包括圆管状的轴承主体101，在轴承主体101内转动安装有转子102，在轴承主体101的右侧轴端固定有前盖103，在轴承主体101的左侧轴端固定有后盖104；在轴承主体101的壁体内开设有主体气室112，在前盖103内开设有前盖气室113，在后盖104内开设有后盖气室114，前盖气室113与主体气室112连通，后盖气室114与主体气室112连通，在主体气室112内的轴承主体101上沿着其径向开设有主体喷气孔108，在主体气室112外侧的轴承主体101内开设有与主体喷气孔108同轴设置的螺纹孔107，主体喷气孔108与主体气室112连通，在前盖气室113左侧的前盖103内沿着其轴向开设有前盖喷气孔115，在前盖气室113右侧的前盖103内开设有与前盖喷气孔115同轴设置的螺纹孔107，前盖喷气孔115与前盖气室113连通，在后盖气室114右侧的后盖104内沿着其轴向开设有后盖喷气孔116，在后盖气室114左侧的后盖104内开设有与后盖喷气孔116同轴设置的螺纹孔107，后盖喷气孔116与后盖气室114连通，在后盖104内沿着其轴向开设有出气口109，在所有螺纹孔107内均安装有螺钉110；在轴承主体101的外壁一体固定有圆环状凸起，在该圆环状凸起上沿着其径向开设有进气口105，在该圆环状凸起上沿着其轴向开设有固定孔106；在转子102内开设有转子气室117，在转子102内沿着其径向开设有径向出气孔118，在转子102的周壁上开设有圆环槽119，径向出气孔118与圆环槽119连通，在转子102的左端部沿着其轴向开设有轴向出气孔111，在转子102的左端面开设有圆形凹形槽120，轴向出气孔111与圆形凹形槽120相连通，且该圆形凹形槽120与出气口109相连通。

所述主体喷气孔108围绕轴承主体101的轴线呈均匀布置，且主体喷气孔108的孔径为0.1~0.2mm。

所述前盖喷气孔115围绕前盖103的轴线呈均匀布置，且前盖喷气孔115的孔径为0.1~0.2mm。

所述后盖喷气孔116围绕后盖104的轴线呈均匀布置，且后盖喷气孔116的孔径为0.1~0.2mm。

所述轴向出气孔111沿着转子102的轴线方向开设。

本发明静压气浮轴承的轴承主体101上均匀设有主体喷气孔108与前盖103上均匀设有前盖喷气孔115，当向轴承进气口105通入压缩空气时，可在转子102的轴向与径向均充满压缩性的空气形成压力气膜，将转子102悬浮。

本发明静压气浮轴承的轴承主体101、前盖103与后盖104外部均匀、同心环设螺纹孔107，可在螺纹孔107上安装压力表，可实时监测轴承内部气压情况。若轴承内部的主体喷气孔108、前盖喷气孔115或者后盖喷气孔116堵塞，当向轴承进气口105通入空气后，被堵塞的喷气孔处会有短暂的气压失衡，可以通过该处安装在外部的压力表检测出来，当发现喷气孔堵塞后，可及时用工具通过外部喷气孔将堵塞的喷气孔掏通。

Claims

1. 一种静压气浮轴承，其特征是：包括圆管状的轴承主体（101），在轴承主体（101）内转动安装有转子（102），在轴承主体（101）的右侧轴端固定有前盖（103），在轴承主体（101）的左侧轴端固定有后盖（104）；在轴承主体（101）的壁体内开设有主体气室（112），在前盖（103）内开设有前盖气室（113），在后盖（104）内开设有后盖气室（114），前盖气室（113）与主体气室（112）连通，后盖气室（114）与主体气室（112）连通，在主体气室（112）内的轴承主体（101）上沿着其径向开设有主体喷气孔（108），在主体气室（112）外侧的轴承主体（101）内开设有与主体喷气孔（108）同轴设置的螺纹孔（107），主体喷气孔（108）与主体气室（112）连通，在前盖气室（113）左侧的前盖（103）内沿着其轴向开设有前盖喷气孔（115），在前盖气室（113）右侧的前盖（103）内开设有与前盖喷气孔（115）同轴设置的螺纹孔（107），前盖喷气孔（115）与前盖气室（113）连通，在后盖气室（114）右侧的后盖（104）内沿着其轴向开设有后盖喷气孔（116），在后盖气室（114）左侧的后盖（104）内开设有与后盖喷气孔（116）同轴设置的螺纹孔（107），后盖喷气孔（116）与后盖气室（114）连通，在后盖（104）内沿着其轴向开设有出气口（109），在所有螺纹孔（107）内均安装有螺钉（110）；在轴承主体（101）的外壁一体固定有圆环状凸起，在该圆环状凸起上沿着其径向开设有进气口（105），在该圆环状凸起上沿着其轴向开设有固定孔（106）；在转子（102）内开设有转子气室（117），在转子（102）内沿着其径向开设有径向出气孔（118），在转子（102）的周壁上开设有圆环槽（119），径向出气孔（118）与圆环槽（119）连通，在转子（102）的左端部沿着其轴向开设有轴向出气孔（111），在转子（102）的左端面开设有圆形凹形槽（120），轴向出气孔（111）与圆形凹形槽（120）相连通，且该圆形凹形槽（120）与出气口（109）相连通。

2.如权利要求1所述的静压气浮轴承，其特征是：所述主体喷气孔（108）围绕轴承主体（101）的轴线呈均匀布置，且主体喷气孔（108）的孔径为0.1~0.2mm。

3.如权利要求1所述的静压气浮轴承，其特征是：所述前盖喷气孔（115）围绕前盖（103）的轴线呈均匀布置，且前盖喷气孔（115）的孔径为0.1~0.2mm。

4.如权利要求1所述的静压气浮轴承，其特征是：所述后盖喷气孔（116）围绕后盖（104）的轴线呈均匀布置，且后盖喷气孔（116）的孔径为0.1~0.2mm。

5.如权利要求1所述的静压气浮轴承，其特征是：所述轴向出气孔（111）沿着转子（102）的轴线方向开设。