本發(fā)明涉及氣體軸承，尤其是涉及一種推力動靜壓混合氣體軸承。

背景技術：

1、氣體箔片軸承是一種動壓氣體軸承，由于其耐高溫、轉速高、無油潤滑、摩擦損耗小等特點廣泛應用于空壓機、空氣循環(huán)機、微型燃氣輪機等渦輪機械中。氣體箔片軸承是利用楔形效應，隨著支撐轉子的轉速升高，周圍環(huán)境中的具有一定粘性的氣體被高速旋轉的轉子拖入轉子與軸承支持面形成的楔形氣腔中，轉子的轉速升到一定時楔形支承氣腔中的氣體氣壓變大支承起轉子。

2、目前常見的、應用最廣的是波箔型空氣箔片軸承，該型軸承具有良好的剛度和阻尼特性，通常波箔型空氣箔片軸承包括三層：頂箔、波箔和支承底板，頂箔和波箔通過沖壓成型，依次通過焊接固定在支承底板之上。

3、本申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在以下技術問題：在面對復雜以及重載的工況時，現(xiàn)有軸承的承載能力較弱，容易擊穿氣膜出現(xiàn)機械故障，并且現(xiàn)有的頂箔由于其被焊死在支承底板上，導致調節(jié)能力較差，并且不具備動態(tài)調節(jié)的能力，當工況處于動態(tài)變化時，無法滿足使用需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種推力動靜壓混合氣體軸承，以解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題。本發(fā)明提供的諸多技術方案中的優(yōu)選技術方案所能產(chǎn)生的諸多技術效果詳見下文闡述。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

3、一種推力動靜壓混合氣體軸承，包括軸承底座、頂箔支架、波箔、頂箔和高壓供氣組件，所述頂箔支架與所述軸承底座活動連接并且二者之間形成間隙，所述波箔連接在所述軸承底座上，所述頂箔沿周向依次設置有第一連接部、楔形部和第二連接部，所述第一連接部與所述頂箔支架相連接，所述第二連接部與所述波箔相連接，所述第一連接部上開設有通氣孔，所述高壓供氣組件與所述頂箔支架相連接并且與所述通氣孔相連通，所述高壓供氣組件能夠通過所述通氣孔豎直向上輸出高壓氣體，并使所述頂箔支架與所述軸承底座之間產(chǎn)生相對位移。

4、優(yōu)選地，所述頂箔的形狀為扇環(huán)形，若干個所述頂箔沿周向均勻分布，每個所述頂箔的底部對應有一個所述高壓供氣組件。

5、優(yōu)選地，所述波箔的形狀為扇環(huán)形，若干個所述波箔沿周向均勻分布，每個所述波箔均與一個所述頂箔對應連接。

6、優(yōu)選地，所述軸承底座的頂部沿周向設置有若干個凸臺，每個所述凸臺的頂部連接有一個所述波箔，所述軸承底座上沿周向開設有若干個凹槽，每個所述凹槽內部能夠對應容納有一個所述高壓供氣組件。

7、優(yōu)選地，所述第一連接部與所述頂箔支架一體式連接或者固定連接。

8、優(yōu)選地，所述高壓供氣組件包括氣動接頭，所述氣動接頭與所述第一連接部相連接并且與所述通氣孔相連通，所述氣動接頭的另一端與外部供氣設備相連通。

9、優(yōu)選地，還包括冷卻流道，所述冷卻流道設置在所述軸承底座的內部，所述軸承底座的側面開設有進水孔和出水孔，所述冷卻流道的兩端分別與所述進水孔以及所述出水孔相連通。

10、優(yōu)選地，所述進水孔與所述出水孔相鄰設置，所述冷卻流道環(huán)繞設置在所述軸承底座的內部，所述冷卻流道在流動路徑上具有若干次彎折角度變化。

11、優(yōu)選地，所述頂箔支架沿周向均勻開設有若干個第一連接孔，所述軸承底座沿周向均勻開設有若干個第二連接孔，所述第一連接孔與所述第二連接孔數(shù)量相同并且位置對應，每個所述第一連接孔與對應的所述第二連接孔通過一個塞打螺釘形成活動連接。

12、優(yōu)選地，所述軸承底座沿周向均勻開設有若干個第三連接孔，所述第三連接孔通過連接螺栓與外部使用設備相連接。

13、本發(fā)明的有益效果為：當推力動靜壓混合氣體軸承處于作業(yè)狀態(tài)時，轉子推力盤轉動，高壓供氣組件啟動，首先高壓供氣組件能夠通過通氣孔向上輸出高壓氣體，并且所有的高壓供氣組件能夠共同配合，高壓氣體能夠對轉子推力盤形成靜壓支撐；

14、在高壓氣體對轉子推力盤形成靜壓支撐的同時，由于力的相互作用原理，通氣孔處能夠受到豎直向下的反作用力，反作用力能夠帶動頂箔支架以及頂箔的第一連接部向下移動，使頂箔支架與軸承底座之間產(chǎn)生相對位移，該過程中，由于頂箔支架與軸承底座之間活動連接，所以不會產(chǎn)生阻礙，同時，第二連接部保持一定程度的相對靜止，不會跟隨第一連接部大幅度的向下移動，向下移動的第一連接部能夠帶動楔形部產(chǎn)生形變，軸承與轉子推力盤之間形成供高壓氣體進入的楔形區(qū)間，能夠對轉子推力盤形成動壓支撐，提升軸承的承載能力。

15、若高壓氣體的氣壓發(fā)生變化，則反作用力的力度會隨之發(fā)生變化，頂箔支架與第一連接部的相對位置也會隨之調整，楔形部的形變狀態(tài)也會隨之調整，但是恰恰因為頂箔支架與第一連接部具備移動能力，導致推力動靜壓混合氣體軸承具有了對應的調節(jié)能力，能夠應對不同工況下的使用需求，若工況持續(xù)發(fā)生變化，則推力動靜壓混合氣體軸承能夠具備動態(tài)的調節(jié)能力。

16、推力動靜壓混合氣體軸承通過引入高壓氣體進入軸承的楔形區(qū)間，提升了軸承的整體環(huán)境壓力，增強了動壓效應，提升了氣膜的穩(wěn)定性和承載能力；

17、推力動靜壓混合氣體軸承能夠使用靜壓支撐與動壓支撐相互配合，靜壓支撐的高壓氣體與動壓支撐的高壓氣體強制形成高度差，確保動壓始終正常工作。

18、由于本實施例的高壓氣體優(yōu)選為高壓低溫的氣體，因此高壓氣體具有較低的溫度，在輸出的同時，能夠對頂箔起到一定的冷卻作用，用于冷卻軸承工作產(chǎn)生的熱量，對軸承進行降溫。

技術特征：

1.一種推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，包括軸承底座（1）、頂箔支架（2）、波箔（3）、頂箔（4）和高壓供氣組件（5），所述頂箔支架（2）與所述軸承底座（1）活動連接并且二者之間形成間隙，所述波箔（3）連接在所述軸承底座（1）上，所述頂箔（4）沿周向依次設置有第一連接部（41）、楔形部（42）和第二連接部（43），所述第一連接部（41）與所述頂箔支架（2）相連接，所述第二連接部（43）與所述波箔（3）相連接，所述第一連接部（41）上開設有通氣孔（411），所述高壓供氣組件（5）與所述頂箔支架（2）相連接并且與所述通氣孔（411）相連通，所述高壓供氣組件（5）能夠通過所述通氣孔（411）豎直向上輸出高壓氣體，并使所述頂箔支架（2）與所述軸承底座（1）之間產(chǎn)生相對位移。

2.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述頂箔（4）的形狀為扇環(huán)形，若干個所述頂箔（4）沿周向均勻分布，每個所述頂箔（4）的底部對應有一個所述高壓供氣組件（5）。

3.根據(jù)權利要求2所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述波箔（3）的形狀為扇環(huán)形，若干個所述波箔（3）沿周向均勻分布，每個所述波箔（3）均與一個所述頂箔（4）對應連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述軸承底座（1）的頂部沿周向設置有若干個凸臺（11），每個所述凸臺（11）的頂部連接有一個所述波箔（3），所述軸承底座（1）上沿周向開設有若干個凹槽（12），每個所述凹槽（12）內部能夠對應容納有一個所述高壓供氣組件（5）。

5.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述第一連接部（41）與所述頂箔支架（2）一體式連接或者固定連接。

6.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述高壓供氣組件（5）包括氣動接頭（51），所述氣動接頭（51）與所述第一連接部（41）相連接并且與所述通氣孔（411）相連通，所述氣動接頭（51）的另一端與外部供氣設備相連通。

7.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，還包括冷卻流道（6），所述冷卻流道（6）設置在所述軸承底座（1）的內部，所述軸承底座（1）的側面開設有進水孔（15）和出水孔（16），所述冷卻流道（6）的兩端分別與所述進水孔（15）以及所述出水孔（16）相連通。

8.根據(jù)權利要求7所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述進水孔（15）與所述出水孔（16）相鄰設置，所述冷卻流道（6）環(huán)繞設置在所述軸承底座（1）的內部，所述冷卻流道（6）在流動路徑上具有若干次彎折角度變化。

9.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述頂箔支架（2）沿周向均勻開設有若干個第一連接孔（21），所述軸承底座（1）沿周向均勻開設有若干個第二連接孔（13），所述第一連接孔（21）與所述第二連接孔（13）數(shù)量相同并且位置對應，每個所述第一連接孔（21）與對應的所述第二連接孔（13）通過一個塞打螺釘形成活動連接。

10.根據(jù)權利要求1所述的推力動靜壓混合氣體軸承，其特征在于，所述軸承底座（1）沿周向均勻開設有若干個第三連接孔（14），所述第三連接孔（14）通過連接螺栓與外部使用設備相連接。

技術總結
本發(fā)明提供了一種推力動靜壓混合氣體軸承，涉及氣體軸承技術領域。它包括軸承底座、頂箔支架、波箔、頂箔和高壓供氣組件，頂箔支架與軸承底座活動連接并且二者之間形成間隙，波箔連接在軸承底座上，頂箔沿周向依次設置有第一連接部、楔形部和第二連接部，第一連接部與頂箔支架相連接，第二連接部與波箔相連接，第一連接部上開設有通氣孔，高壓供氣組件與頂箔支架相連接并且與通氣孔相連通，頂箔支架與軸承底座之間能夠產(chǎn)生相對位移，軸承因此具有了調節(jié)能力，能夠應對不同工況下的使用需求，具備了動態(tài)的調節(jié)能力，通過靜壓支撐與動壓支撐相互配合，提升了軸承的整體環(huán)境壓力，增強了動壓效應，提升了氣膜的穩(wěn)定性和承載能力。

技術研發(fā)人員：呂鵬,農德增,馮凱
受保護的技術使用者：廣東優(yōu)社動力科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28