本技术涉及轴承,特别涉及一种动压气体箔片轴承和旋转机械。
背景技术:
1、动压气体箔片轴承具有无油、无污染、运行阻力小、结构简单、机械损耗低等众多优点,弥补了传统液体轴承、滑动轴承和滚动轴承存在的不足,在高速旋转机械以及精密加工机械中得到了广泛的应用。
2、动压气体箔片轴承利用转子的承载盘或轴颈与动压气体箔片轴承承载表面之间形成的楔形空间产生的楔形效应形成动压气膜来承受转子的作用力。其工作原理为:随着转子速度的不断提升,由于气体的粘性,动压气体箔片轴承周围的气体不断被拖入楔形空间,楔形空间内气压不断提升,当转子转速达到一定值时能形成动压气膜,而进入稳定气体润滑状态。在动压效应下,转子转速越高,动压气体箔片轴承的承载能力越高,通过利用气体形成的动压气膜承受载荷并极大降低摩擦。
3、在旋转机械,如制冷离心压缩机或鼓风机高负荷运行过程中,如出现异常停机以及急需快速降负荷停机的情况,由于高压侧压力不能迅速降低,在失去动力源的情况下,转子在高压差作用下极易出现转子反转情况。然而,相关技术的动压气体箔片轴承一般不具有防反转能力,在转子反转情况下,因无法形成动压气膜而可能产生动压气体箔片轴承损伤甚至毁坏。
4、上述陈述仅用于提供与本技术有关的背景技术信息,而不必然地构成现有技术。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种具有反转适应能力的动压气体箔片轴承和旋转机械。
2、本技术第一方面提供一种动压气体箔片轴承,包括:
3、支撑底壳;
4、两个以上波形箔片支撑部,设置于所述支撑底壳的一侧,沿所述动压气体箔片轴承的周向均匀布置;和
5、两个以上顶层箔片,设置于所述波形箔片支撑部的远离所述支撑底壳的一侧,沿所述周向均匀布置且与所述两个以上波形箔片支撑部一一对应,所述顶层箔片安装于所述支撑底壳,包括沿所述动压气体箔片轴承的周向相对设置的第一端和第二端,所述顶层箔片的所述第一端和所述第二端分别沿所述周向从靠近所述顶层箔片的周向中部一侧向所述顶层箔片的周向边缘一侧逐渐靠近所述支撑底壳而形成楔形结构。
6、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片支撑部相对于所述周向对称设置。
7、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片支撑部包括相对于所述周向对称设置的两个波形箔片,所述波形箔片安装于所述支撑底壳,包括沿所述周向相对设置的第一端和第二端,所述两个波形箔片的所述第二端相邻。
8、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片具有平行于其第一端的边缘的多个平行间隔的朝向对应的所述顶层箔片凸出的条形凸起。
9、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片具有开口位于其第二端的开口槽。
10、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述开口槽沿所述周向延伸。
11、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述开口槽沿所述周向延伸至所述波形箔片的周向中部。
12、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片包括并排设置的两个以上所述开口槽。
13、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片包括沿所述动压气体箔片轴承的径向并排、间隔设置的两个以上所述开口槽,所述波形箔片的靠近径向外侧的所述开口槽的延伸长度大于靠近径向内侧的所述开口槽的延伸长度。
14、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
15、所述波形箔片的靠近径向外侧的所述开口槽沿所述周向延伸至波形箔片的周向中部,且该开口槽的远离其开口的一端越过所述波形箔片的周向中心线;
16、所述波形箔片的靠近径向内侧的所述开口槽沿所述周向延伸至波形箔片的周向中部,且该开口槽的远离其开口的一端与所述动压气体箔片轴承的周向中心线具有间隔。
17、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
18、所述波形箔片的第一端为与所述支撑底壳固定连接的固定端;
19、所述波形箔片的第二端为相对于所述支撑底壳可活动的活动端。
20、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述两个波形箔片的所述第二端之间具有间隙。
21、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述两个波形箔片的所述第二端之间的所述间隙为0.5mm~1.5mm。
22、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述波形箔片的第一端通过点焊方式固定于所述支撑底壳上。
23、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
24、所述顶层箔片的第一端为与所述支撑底壳固定连接的固定端,所述顶层箔片的第二端为相对于所述支撑底壳可活动的活动端;或者
25、所述顶层箔片的第一端和第二端均为相对于所述支撑底壳可活动的活动端。
26、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
27、所述支撑底壳包括固定安装部和活动安装部,所述顶层箔片的固定端固定连接于所述固定安装部,所述顶层箔片的活动端可活动地安装于所述活动安装部;或者
28、所述支撑底壳包括两个活动安装部,所述顶层箔片的第一端和第二端为分别可活动地安装于所述两个活动安装部的活动端。
29、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
30、所述固定安装部包括安装凸台,所述顶层箔片的固定端与所述安装凸台通过点焊连接;和/或
31、所述活动安装部包括限位槽,所述顶层箔片的活动端插入所述限位槽内,且与所述限位槽具有活动余量。
32、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
33、所述顶层箔片的固定端与所述安装凸台之间具有5~12个沿所述径向布置的焊点;和/或
34、所述限位槽的深度方向与所述顶层箔片的顶层箔片承载区(b)的承载面之间的夹角为钝角;和/或
35、所述顶层箔片的活动端与所述限位槽在所述顶层箔片的厚度方向上具有所述活动余量和/或在所述顶层箔片的长度方向上具有所述活动余量。
36、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
37、所述夹角为140°~170°;和/或
38、所述顶层箔片的活动端与所述限位槽在所述顶层箔片的厚度方向的安装间隙为0.1mm~0.2mm;和/或
39、所述顶层箔片的活动端与所述限位槽在所述顶层箔片的长度方向上的安装间隙为0.1mm~0.2mm。
40、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,所述顶层箔片的所述第一端的所述楔形结构的深度h1小于所述顶层箔片的所述第二端的所述楔形结构的深度h2。
41、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
42、0.05mm≤h1≤0.2mm;和/或
43、0.05mm≤h2≤0.2mm;和/或
44、0.05mm≤h2-h1≤0.2mm。
45、在一些实施例的动压气体箔片轴承中,
46、所述动压气体箔片轴承为动压气体箔片推力轴承;或者
47、所述动压气体箔片轴承为动压气体箔片径向轴承。
48、本技术第二方面提供一种旋转机械,包括本技术第一方面所述的动压气体箔片轴承。
49、基于本技术提供的动压气体箔片轴承,顶层箔片的第一端和第二端分别沿周向从靠近顶层箔片的周向中部一侧向顶层箔片的周向边缘一侧逐渐靠近支撑底壳而形成楔形结构,顶层箔片的周向两端均设置为楔形结构,在动压气体箔片轴承所在的旋转机械的转子正转时,顶层箔片的周向一端的楔形结构与转子之间形成楔形空间,可以形成动压气膜而承载转子的作用力,发生反转时,顶层箔片的周向另一端的楔形结构与转子之间也能形成楔形空间,也可以形成动压气膜而承载转子的作用力,使动压气体箔片轴承依然能够维持其正常工作形态,不会因无法形成动压气膜产生动压气体箔片轴承损伤甚至毁坏的问题,从而具有反转适应能力。设置动压气体箔片轴承的周向均匀设置两个以上的波形箔片支撑部和对应的顶层箔片,可在采用动压气体箔片轴承的旋转机械的动压气体箔片轴承与转子之间形成沿周向均匀分布的多个楔形空间,从而利于转子周围快速形成稳定的动压气膜,从而无论转子正转还是反转均有利于动压气体箔片轴承快速对转子形成稳定的支撑力。
50、基于本技术提供的旋转机械,具有本技术提供的动压气体箔片轴承具有的优点。
51、通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述,本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
1.一种动压气体箔片轴承,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片支撑部(2)相对于所述周向对称设置。
3.根据权利要求2所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片支撑部(2)包括相对于所述周向对称设置的两个波形箔片(21),所述波形箔片(21)安装于所述支撑底壳(1),包括沿所述周向相对设置的第一端(21a)和第二端(21b),所述两个波形箔片(21)的所述第二端(21b)相邻。
4.根据权利要求3所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片(21)具有平行于其第一端(21a)的边缘的多个平行间隔的朝向对应的所述顶层箔片(3)凸出的条形凸起(211)。
5.根据权利要求3所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片(21)具有开口(2121)位于其第二端(21b)的开口槽(212)。
6.根据权利要求5所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述开口槽(212)沿所述周向延伸。
7.根据权利要求6所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述开口槽(212)沿所述周向延伸至所述波形箔片(21)的周向中部。
8.根据权利要求6所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片(21)包括并排设置的两个以上所述开口槽(212)。
9.根据权利要求8所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片(21)包括沿所述动压气体箔片轴承的径向并排设置的两个以上所述开口槽(212),所述波形箔片(21)的靠近径向外侧的所述开口槽(212)的延伸长度大于靠近径向内侧的所述开口槽(212)的延伸长度。
10.根据权利要求9所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
11.根据权利要求3所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
12.根据权利要求11所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述两个波形箔片(21)的所述第二端(21b)之间具有间隙。
13.根据权利要求12所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述两个波形箔片(21)的所述第二端(21b)之间的所述间隙为0.5mm~1.5mm。
14.根据权利要求11所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述波形箔片(21)的第一端(21a)通过点焊方式固定于所述支撑底壳(1)上。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
16.根据权利要求15所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
17.根据权利要求16所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
18.根据权利要求17所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
19.根据权利要求18所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
20.根据权利要求1至14中任一项所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,所述顶层箔片(3)的所述第一端(3a)的所述楔形结构的深度h1小于所述顶层箔片(3)的所述第二端(3b)的所述楔形结构的深度h2。
21.根据权利要求20所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
22.根据权利要求1至14中任一项所述的动压气体箔片轴承,其特征在于,
23.一种旋转机械,其特征在于,包括权利要求1至22中任一项所述的动压气体箔片轴承。