一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承

专利摘要:
本实用新型公开了一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，解决了现有气体静压轴承中为了提高气体静压轴承的承载能力和刚度使小孔节流器加工难度大、轴承制造成本高的问题。本实用新型包括轴套，所述轴套上设有若干可安装小孔节流器的阶梯孔，所述阶梯孔分为多组，每组阶梯孔沿所述轴套的周向排布，多组阶梯孔沿轴套的轴向间隔排布，还包括具有套接通孔的套接件，所述套接件通过套接通孔与所述轴套套接，所述套接件的内壁与轴套形成节流狭缝，所述节流狭缝与所述小孔节流器连通。本实用新型具有加工相对容易、保证足够的承载力和刚度的条件下降低制造成本等优点。
公开号:CN214331217U
申请号:CN202120343899.2U
申请日:2021-02-05
公开日:2021-10-01
发明作者:陈刚利；曾孝云；刘兴宝；崔海龙；郑越青；俞利庆；张新疆；冯艳冰；龚维纬
申请人:Institute Of Mechanical Manufacturing Technology Caep；
IPC主号:F16C32-06

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及流体静压支承技术领域，具体涉及一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承。
[n0002] 气体静压轴承由外部加压气源向轴承内供给静压气体，经过节流器的气压调节作用在转动副间隙形成一层具有承载能力和刚度的润滑气膜，将转轴和轴瓦完全分离，进而实现无固体直接接触的低摩擦支承。气体静压轴承采用气体作为润滑介质，由于气体粘度低，并且气膜对转动副表面的加工误差具有均化作用，所以气体静压轴承具有精度高、转速高、功耗低、噪音小、寿命长、耐高低温、耐辐射、无磨损和无污染等优点，广泛适用于高精密、高转速、低摩擦、低功耗、高低温以及辐射等特殊工况下的支承应用场景。
[n0003] 然而，与普通轴承相比，承载力小、刚度低、稳定性差、制造精度要求高和造价昂贵是气体静压轴承的主要弱点。
[n0004] 目前工程中主要采用小孔节流器来实现气体静压轴承内润滑气膜压强的调节，现有的小孔节流气体静压轴承在尺寸受限的情况下主要通过减小气膜厚度以获得更大的承载能力和更高的刚度，这就需要匹配更小孔径的节流小孔，即小孔节流器的孔径尺寸及其精度要求随之提高，加工难度大、制造成本较高。
[n0005] 本实用新型所要解决的技术问题是减小小孔节流器的孔径尺寸要求及其精度要求，减少气体静压轴承的生产成本，目的在于提供一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承。本实用新型通过下述技术方案实现：
[n0006] 一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，包括轴套，所述轴套上设有若干安装有小孔节流器的阶梯孔，所述阶梯孔分为多组，每组阶梯孔沿所述轴套的周向排布，多组阶梯孔沿轴套的轴向间隔排布，还包括具有套接通孔的套接件，所述套接件通过套接通孔与所述轴套套接，所述套接件的内壁与轴套形成节流狭缝，所述节流狭缝与所述小孔节流器连通。
[n0007] 现有技术中的小孔节流气体静压轴承承载力较低、刚度较小，为了克服前述问题，通常采用提高小孔节流器的降压效果，即在增大供气压力和减小气膜厚度的基础上，匹配更小孔径的小孔节流器，由于小孔节流气体静压轴承中，尺寸要求本身就很高，若使小孔节流器孔径减小，无疑加大了小孔节流器的加工难度，且更容易堵塞，并且增大供气压力后还容易发生自激振动，导致轴承的稳定性大幅下降。
[n0008] 本实用新型中套接件的套接通孔与轴套配合后形成节流狭缝，气体进入节流狭缝后，由于气体的粘性作用，气体与节流狭缝的两侧壁之间产生摩擦从而达到能量的消耗，以此实现气体的第一次压降，产生压降的气体再通过小孔节流器进入轴套内侧，小孔节流器使气体产生第二次压降。与现有技术相比，本实用新型对于小孔节流器的尺寸要求降低，降低了小孔节流器的加工难度，减少制造成本；本实用新型通过节流狭缝与小孔节流器的配合使气体实现二次压降，对于节流狭缝的缝隙宽度尺寸要求降低，减小了套接件与轴套的加工难度及装配难度，减少制造成本；本实用新型通过节流狭缝初次节流，再通过小孔节流器二次节流，节流效应更强，从而使得气体静压轴承的承载能力及刚度提高。
[n0009] 本实用新型中的狭缝和小孔复合节流方式同样适用于气体静压止推轴承、液体静压轴承、气体静压导轨和液体静压导轨等。
[n0010] 优选的，所述套接件上设有用于通气的进气孔，所述进气孔与所述节流狭缝连通，沿所述轴套的轴向的投影上，所述进气孔位于每两组阶梯孔之间；减小进入两侧阶梯孔的气体的气压差。
[n0011] 进一步地，沿所述轴套的轴向的投影上，所述进气孔与相邻的两组阶梯孔的距离相等；由于气体静压轴承本身的精度高，轴套与转轴之间的间隙非常小，通过将进气孔设置于其两侧阶梯孔的中部位置，使得进入两侧小孔节流器的气压相等。
[n0012] 进一步地，所述轴套上开设有延伸方向沿轴套周向的进气槽，所述进气槽数量与所述进气孔的数量相等，沿进气孔的轴向的投影上，所述进气孔位于所述进气槽内；进气槽对来自于进气孔的气体起到一定的引导和均压作用，使得气体能够相对均匀的充斥于节流狭缝中，从而降低进入所有小孔节流器的气体的气压差。
[n0013] 优选的，所述轴套上开设有若干延伸方向沿轴套周向的过渡槽，单组所述阶梯孔位于单个所述过渡槽内；过度槽的设置一方面减小阶梯孔的加工难度，避免加工阶梯孔的过程中对轴套产生精度影响，另一方面，对节流狭缝中的气体进一步起到引导和均压作用。
[n0014] 优选的，所述轴套上开设有至少两个用于安装密封圈的避让槽；避让槽的设置可以是位于每两组阶梯孔的两侧，从而保证其密封作用，在保证密封效果的前提下，也可以是在所有阶梯孔的两侧，减小轴套的加工难度，避让槽为密封圈提供了安装空间，通过密封圈使轴套与套接件形成密封连接，方便拆装。
[n0015] 优选的，所述轴套具有扩径段，所述扩径段沿径向向外延伸形成法兰，所述法兰用于与所述套接件装配；此处也可以是单独的法兰与轴套连接或套接，为了方便气体静压轴承的装配，此处的扩径段可选的可将其轮廓设置为与套接件外轮廓一致，相应的套接件的一个端面上开有与法兰对应的螺纹孔，轴套与套接件通过螺栓进行装配，可选的，扩径段上的螺栓孔宜设置为沉头孔。
[n0016] 优选的，包括具有通气孔的小孔节流器，所述通气孔使所述节流狭缝与所述轴套的内侧连通，且所述通气孔内接近所述节流狭缝的一端的直径大于远离所述节流狭缝的一端的直径。
[n0017] 进一步地，所述小孔节流器与所述阶梯孔粘接或过盈配合；由于小孔节流器本身的尺寸较小，宜采用粘接或过盈配合的连接方式保证小孔节流器与阶梯孔之间的密封，保证气体仅通过小孔节流器进入到轴套的内侧。
[n0018] 本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[n0019] 1、本实用新型一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，对于小孔节流器的尺寸要求降低，降低了节流小孔及小孔节流器的加工难度和堵塞风险，减少制造成本。
[n0020] 2、本实用新型一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，通过节流狭缝与小孔节流器的配合使气体实现二次压降，对于节流狭缝的缝隙宽度尺寸要求降低，降低了套接件与轴套的加工难度及装配难度，减少制造成本。
[n0021] 3、本实用新型一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，通过节流狭缝初次节流，再通过小孔节流器二次节流，节流效应更强，从而使得气体静压轴承的承载能力及刚度提高。
[n0022] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
[n0023] 图1为本实用新型的剖面结构示意图。
[n0024] 图2为本实用新型的轴侧结构示意图。
[n0025] 图3为本实用新型的小孔节流器的剖面结构示意图。
[n0026] 附图中标记及对应的零部件名称：
[n0027] 1-转轴，2-轴套，3-套接件，4-节流狭缝，5-过渡槽，6-阶梯孔，7-进气孔，8-进气槽，9-小孔节流器，10-第二通气孔，11-第一通气孔。
[n0028] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
[n0029] 实施例
[n0030] 参见图1、图2，本实用新型一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，包括轴套2和套接件3，轴套2上设有若干可安装小孔节流器9的阶梯孔6，阶梯孔6分为两组，每组阶梯孔6沿轴套的周向呈圆周阵列排布，两组阶梯孔6之间有间距，套接件3具有与轴套2适配的套接通孔，套接件3通过套接通孔套接于轴套2上，套接件3的内侧壁与轴套2形成节流狭缝4，节流狭缝4与阶梯孔6连通，套接件3上开有一个进气孔7，进气孔7与节流狭缝4连通。
[n0031] 本实施例中，套接件3的外轮廓可以根据具体的安装环境确定，此处不做限定。
[n0032] 在一些可能的实施例中，为了使气体在进入阶梯孔6之前的压差尽可能的小，沿轴套2的轴向，进气孔7对应于轴套2上的位置位于两组阶梯孔6之间。
[n0033] 进一步地，为了进一步使气体在进入阶梯孔6之前气压相等，进气孔7位于两个阶梯孔6的正中间。
[n0034] 在一些可能的实施例中，为了减小阶梯孔6加工对轴套2的精度影响及对节流狭缝4中气体进行引导，轴套2上开设有两个轴线与轴套2的轴线重合的过渡槽5，过渡槽5与套接件3形成过渡气室。
[n0035] 在一些可能的实施例中，为了使气体静压轴承更方便的被拆卸，轴套2上开设有两个用于安装密封圈的避让槽，沿轴套2的轴向，节流狭缝4及阶梯孔6位于两个避让槽之间。
[n0036] 在一些可能的实施例中，为了使套接件3更简单的可拆卸固定于轴套2上，轴套2设有扩径段，扩径段沿径向向外延伸形成法兰，法兰用于与套接件装配，法兰的形状根据安装环境可优选的设置为与套接件3外轮廓一样。
[n0037] 在一些可能的实施例中，还包括具有通气孔的小孔节流器9，通气孔使节流狭缝4与轴套2的内侧连通，其通气孔中接近节流狭缝4的一端的直径大于远离节流狭缝4的一端的直径，参见图3，可选的，通气孔由第一通气孔11和第二通气孔10组成，第一通气孔11孔径大于第二通气孔10孔径，第一通气孔11与第二通气孔10通过锥面相接。
[n0038] 在一些可能的实施例中，为了保证在小尺寸的环境下的密封性，小孔节流器9与阶梯孔6粘接或过盈配合。
[n0039] 以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (9)
[0001] 1.一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，包括轴套(2)，所述轴套(2)上设有若干安装有小孔节流器(9)的阶梯孔(6)，其特征在于，所述阶梯孔(6)分为多组，每组阶梯孔(6)沿所述轴套(2)的周向排布，多组阶梯孔(6)沿轴套(2)的轴向间隔排布；还包括具有套接通孔的套接件(3)，所述套接件(3)通过套接通孔与所述轴套(2)套接，所述套接件(3)的内壁与轴套(2)形成节流狭缝(4)，所述节流狭缝(4)与所述小孔节流器(9)连通。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述套接件(3)上设有用于通气的进气孔(7)，所述进气孔(7)与所述节流狭缝(4)连通，沿所述轴套(2)的轴向的投影上，所述进气孔(7)位于每两组阶梯孔(6)之间。
[0003] 3.根据权利要求2所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，沿所述轴套(2)的轴向的投影上，所述进气孔(7)与相邻的两组阶梯孔(6)的距离相等。
[0004] 4.根据权利要求2所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述轴套(2)上开设有延伸方向沿轴套(2)周向的进气槽(8)，所述进气槽(8)数量与所述进气孔(7)的数量相等，沿进气孔(7)的轴向的投影上，所述进气孔(7)位于所述进气槽(8)内。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述轴套(2)上开设有若干延伸方向沿轴套周向的过渡槽(5)，单组所述阶梯孔(6)位于单个所述过渡槽(5)内。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述轴套(2)上开设有至少两个用于安装密封圈的避让槽。
[0007] 7.根据权利要求1所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述轴套(2)具有扩径段，所述扩径段沿径向向外延伸形成法兰，所述法兰用于与所述套接件(3)装配。
[0008] 8.根据权利要求1所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，包括具有通气孔的小孔节流器(9)，所述通气孔使所述节流狭缝(4)与所述轴套(2)的内侧连通，且所述通气孔内接近所述节流狭缝(4)的一端的直径大于远离所述节流狭缝(4)的一端的直径。
[0009] 9.根据权利要求8所述的一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承，其特征在于，所述小孔节流器(9)与所述阶梯孔(6)粘接或过盈配合。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120343899.2U|CN214331217U|2021-02-05|2021-02-05|一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承|CN202120343899.2U| CN214331217U|2021-02-05|2021-02-05|一种狭缝和小孔复合节流气体静压径向轴承|