專利名稱：自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及軸承技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到動壓氣體徑向軸承。
背景技術(shù)：
軸承可分為滾動軸承(使用滾珠或滾子)、無油軸承(使用潤滑性材料來摩擦而動作)、滑動軸承(使用油)、氣體軸承以及磁性軸承(利用磁力作無接觸動作)?；瑒虞S承又分為液體動壓軸承和液體靜壓軸承，其中液體動壓軸承是籍由相對滑動運動產(chǎn)生油壓來支持軸的；液體靜壓軸承是透過軸承外部提供的高壓油來支持軸的。氣體軸承除了使用氣體代替油以外，其他動作原理與滑動軸承相同。靜壓氣體軸承是從外部提供加壓氣體的；而動壓氣體軸承是相對滑動運動來產(chǎn)生壓力的。動壓氣體軸承是以氣體作為潤滑劑，在軸與軸承之間構(gòu)成氣膜，是移動面與靜止面不直接接觸的軸承形式，而有無污染、摩擦損失低、適應(yīng)溫度范圍廣、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用時間長、工作轉(zhuǎn)速高等諸多優(yōu)點。由于摩擦損失少，也不需要使用液體潤滑油，因此在高速回轉(zhuǎn)應(yīng)用領(lǐng)域上被廣泛使用，尤其是通常被使用在很難用滾動軸承支持的超高速應(yīng)用領(lǐng)域以及不便使用液體潤滑油處。動壓氣體軸承按承受載荷的方向不同，又分為動壓氣體徑向軸承、動壓氣體推力軸承和動壓氣體徑向推力組合軸承。動壓氣體徑向軸承是由相對移動的兩個工作面形成楔形空間，當(dāng)它們相對移動， 氣體因其自身的粘性作用被帶動，并被壓縮到楔形間隙內(nèi)，由此產(chǎn)生動壓力而支承載荷。不同結(jié)構(gòu)形式的氣體動壓徑向軸承由于結(jié)構(gòu)上的差異，其工作過程略有不同。目前較為常見的幾種動壓氣體徑向軸承結(jié)構(gòu)形式有可傾瓦式、槽式和箔片式。三可傾瓦徑向動壓氣體軸承是一種性能優(yōu)良的動壓氣體軸承，具有自調(diào)性能，能在更小的最小氣膜間隙范圍內(nèi)安全工作，對熱變形、彈性變形等不敏感，且加工精度易得到保證，還對載荷的變化具有“自動跟蹤”的突出優(yōu)點。由于其穩(wěn)定性好，承載能力高，目前國內(nèi)外主要應(yīng)用于大型高速旋轉(zhuǎn)機械和透平機械。但其軸瓦結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，安裝工藝復(fù)雜，較一般徑向軸承要求高，從而限制了其應(yīng)用。箔片式徑向氣體軸承雖然具有彈性支承、穩(wěn)定性好等性能，但由于箔片軸承一般采用的是金屬箔片，其材料制造技術(shù)和加工工藝技術(shù)上還存在一些難題，所以箔片軸承的應(yīng)用還受到限制?？蓛A瓦和箔片式動壓氣體徑向軸承雖然穩(wěn)定性很好，但是，加工工藝比較復(fù)雜，目前實際應(yīng)用尚有一定困難。槽式軸承具有較好的穩(wěn)定性，即使在空載下也有一定的穩(wěn)定性，況且，在高速下， 其靜態(tài)承載能力較其它形式的軸承大，目前多用于小型高速旋轉(zhuǎn)機械上，如在陀螺儀和磁鼓之類的精密機械中作為軸承
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有能支持高速回轉(zhuǎn)軸的高剛性、性能可靠、壽命長久、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕巧以及制造成本低等優(yōu)異性能，并可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承。為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，包括有間隙套合的外套和內(nèi)套，其特征在于所述外套的兩端均固定有大密封止環(huán)，所述內(nèi)套的兩端均配置有小密封止環(huán)，所述內(nèi)套的外周壁以及兩端都具有規(guī)則形狀槽式花紋。動壓氣體徑向陶瓷軸承通過內(nèi)套固定安裝在高速回轉(zhuǎn)軸上，在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動下，連續(xù)產(chǎn)生的動壓氣體能夠較好地保持在外套與內(nèi)套的配合間隙中，形成支承高速運轉(zhuǎn)軸軸承功能所需的氣膜，并由大密封止環(huán)和小密封止環(huán)提供氣膜所需的密封功能，起到自密封作用，即具有自密封性能，從而實現(xiàn)具有一定的穩(wěn)定性和載荷能力的動壓氣體徑向陶瓷軸承功能。在上述基礎(chǔ)上，所述內(nèi)套兩端的槽式花紋對稱設(shè)置，所述槽式花紋呈葉輪狀均勻布設(shè)，每條槽均由內(nèi)套的內(nèi)圓一直延伸到外圓。在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動下，葉輪狀槽會產(chǎn)生更多的動壓氣體壓向外套與內(nèi)套的配合間隙中，形成更高壓的氣膜?？蓛?yōu)選地，所述外套、內(nèi)套、大密封止環(huán)以及小密封止環(huán)均采用碳化物陶瓷基復(fù)合材料來制備加工而成。碳化物陶瓷基復(fù)合材料是一種具有低成本、方便實用、重量輕、優(yōu)異抗磨擦磨損、耐高溫等性能的陶瓷材料，其不但可以應(yīng)用在新型航天航空發(fā)動機，也可以大量應(yīng)用于飛機、巡航導(dǎo)彈、對空導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈等軍事領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于支持高速回轉(zhuǎn)軸上的軸承，如高速電機軸承。在上述基礎(chǔ)上，所述外套的兩端均形成有凹槽，所述凹槽內(nèi)均固定有所述大密封止環(huán)。所述內(nèi)套與外套的配合間隙為0. 001 0. 008mm。在上述基礎(chǔ)上，所述內(nèi)套的內(nèi)周壁開設(shè)有三個均勻分布的凹槽；所述外套的外周壁開設(shè)有三條均勻分布的凹槽和三個均勻分布的凹孔。這樣軸承的外套和內(nèi)套可分別通過鍵連接與軸承座和回轉(zhuǎn)軸固定安裝，同時可輕易實現(xiàn)軸承動平衡和靜平衡。采用本實用新型所帶來的有益效果本實用新型的動壓氣體徑向陶瓷軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、經(jīng)濟成本低廉、實用性強、產(chǎn)業(yè)化實施容易。它不但可解決現(xiàn)有三可傾瓦徑向動壓氣體軸承在軸瓦結(jié)構(gòu)和安裝工藝上，由于過于復(fù)雜所導(dǎo)致的如高成本、低效益等產(chǎn)業(yè)化難實現(xiàn)的系列問題，同時也解決了動壓氣體彈性箔片軸承在材料制備技術(shù)和加工工藝技術(shù)上，由于過多的技術(shù)難題所導(dǎo)致的如高成本、性能達(dá)不到設(shè)計要求等產(chǎn)業(yè)化難實現(xiàn)的系列問題。

圖1為本實用新型自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖3的B-B剖視圖。
具體實施方式如圖1-4所示，一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，包括有間隙套合的外套1和內(nèi)套2，內(nèi)套2與外套1的配合間隙為0. 001 0. 008mm。內(nèi)套2的外周壁設(shè)有規(guī)則形狀槽式花紋，該規(guī)則形狀槽式花紋使外套1和內(nèi)套2之間形成楔形空間，當(dāng)內(nèi)套2相對外套1轉(zhuǎn)動時，氣體因其自身的粘性作用被帶動，并被壓縮到楔形間隙內(nèi)，由此產(chǎn)生動壓力而支承內(nèi)套 2轉(zhuǎn)動。內(nèi)套2兩端的槽式花紋對稱設(shè)置，槽式花紋呈葉輪狀均勻布設(shè)，每條槽21均由內(nèi)套 2的內(nèi)圓一直延伸到外圓。在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動下，葉輪狀槽21會產(chǎn)生更多的動壓氣體壓向外套1與內(nèi)套2的配合間隙中，形成更高壓的氣膜。外套1的兩端均形成有凹槽11，凹槽 11內(nèi)均固定有大密封止環(huán)3，把外套1與內(nèi)套2的配合間隙密封起來。小密封止環(huán)4則通過固定在回轉(zhuǎn)軸上配置在內(nèi)套2的兩端，與葉輪狀槽21形成一定的封閉空間。動壓氣體徑向陶瓷軸承通過內(nèi)套2固定安裝在高速回轉(zhuǎn)軸上，在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動下，連續(xù)產(chǎn)生的動壓氣體能夠較好地保持在外套1與內(nèi)套2的配合間隙中，形成支承高速運轉(zhuǎn)軸軸承功能所需的氣膜，氣膜即作為動壓氣體徑向軸承潤滑劑，使軸承在氣浮的狀態(tài)下高速穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。 并由大密封止環(huán)3和小密封止環(huán)4提供氣膜所需的密封功能，起到自密封作用，即具有自密封性能，從而實現(xiàn)具有一定的穩(wěn)定性和載荷能力的動壓氣體徑向陶瓷軸承功能。為了使得動壓氣體徑向陶瓷軸承具備優(yōu)異的抗磨擦磨損、耐高溫性，外套1、內(nèi)套 2、大密封止環(huán)3以及小密封止環(huán)4均采用碳化物陶瓷基復(fù)合材料來制備加工而成。其不但可以應(yīng)用在新型航天航空發(fā)動機，也可以大量應(yīng)用于飛機、巡航導(dǎo)彈、對空導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈等軍事領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于支持高速回轉(zhuǎn)軸上的軸承，如高速電機軸承。內(nèi)套2的內(nèi)周壁開設(shè)有三個均勻分布的凹槽22，同時外套1的外周壁開設(shè)有三條均勻分布的凹槽12和三個均勻分布的凹孔13。這樣軸承的外套1和內(nèi)套2可分別通過鍵連接與軸承座和回轉(zhuǎn)軸固定安裝，同時可維持軸承的動平衡和靜平衡，使得軸承運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。
權(quán)利要求1.一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，包括有間隙套合的外套和內(nèi)套，其特征在于 所述外套的兩端均固定有大密封止環(huán)，所述內(nèi)套的兩端均配置有小密封止環(huán)，所述內(nèi)套的外周壁以及兩端都具有規(guī)則形狀槽式花紋。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，其特征在于所述內(nèi)套兩端的槽式花紋對稱設(shè)置，所述槽式花紋呈葉輪狀均勻布設(shè)，每條槽均由內(nèi)套的內(nèi)圓一直延伸到外圓。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，其特征在于所述外套、內(nèi)套、大密封止環(huán)以及小密封止環(huán)均采用碳化物陶瓷基復(fù)合材料來制備加工而成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，其特征在于所述外套的兩端均形成有凹槽，所述凹槽內(nèi)均固定有所述大密封止環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，其特征在于所述內(nèi)套與外套的配合間隙為0. 001 0. 008mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，其特征在于所述內(nèi)套的內(nèi)周壁開設(shè)有三個均勻分布的凹槽；所述外套的外周壁開設(shè)有三條均勻分布的凹槽和三個均勻分布的凹孔。
專利摘要本實用新型公開一種自密封動壓氣體徑向陶瓷軸承，包括有間隙套合的外套和內(nèi)套。所述外套的兩端均固定有大密封止環(huán)，所述內(nèi)套的兩端均配置有小密封止環(huán)，所述內(nèi)套的外周壁以及兩端都具有規(guī)則形狀槽式花紋。動壓氣體徑向陶瓷軸承通過內(nèi)套固定安裝在高速回轉(zhuǎn)軸上，在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動下，連續(xù)產(chǎn)生的動壓氣體能夠較好地保持在外套與內(nèi)套的配合間隙中，形成支承高速運轉(zhuǎn)軸軸承功能所需的氣膜，并由大密封止環(huán)和小密封止環(huán)提供氣膜所需的密封功能，起到自密封作用，即具有自密封性能，從而實現(xiàn)具有一定的穩(wěn)定性和載荷能力的動壓氣體徑向陶瓷軸承功能。
文檔編號F16C33/74GK202091350SQ20112018802
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者羅立峰 申請人:羅立峰