本發(fā)明屬于靜壓氣體軸承，具體涉及一種靜壓氣體止推軸承。

背景技術(shù)：

小孔節(jié)流靜壓氣體止推軸承由于具有高精度優(yōu)勢(shì)在精密機(jī)床和精密測(cè)量設(shè)備上有不可替代的重要應(yīng)用。軸承剛度是小孔節(jié)流靜壓氣體止推軸承的主要性能指標(biāo)，也是確保軸承精度與精度保持性的關(guān)鍵。小孔節(jié)流靜壓氣體止推軸承一般采用較小孔徑的節(jié)流孔和較小的氣膜間隙，使氣體在經(jīng)過(guò)節(jié)流孔和氣膜間隙過(guò)程中發(fā)生較強(qiáng)的節(jié)流效應(yīng)，從而有利于軸承剛度的提高。常見(jiàn)的小孔節(jié)流靜壓氣體止推軸承，其節(jié)流孔徑在0.1~0.4mm之間，而氣膜間隙在10~100μm之間。雖然進(jìn)一步減小節(jié)流孔的孔徑與氣膜間隙可以增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)并使軸承剛度進(jìn)一步提高，但要獲得小于0.1mm直徑的節(jié)流孔或小于10μm的氣膜間隙在加工制造上難度非常大，同時(shí)也帶來(lái)較高的加工制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中靜壓氣體止推軸承的加工制造難度大、加工制造成本高的不足，本發(fā)明提出一種靜壓氣體止推軸承。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種靜壓氣體止推軸承，其特點(diǎn)是， 所述的靜壓氣體止推軸承包括直徑相同的止推盤(pán)和軸承，其連接關(guān)系是，止推盤(pán)位于軸承的上方，止推盤(pán)與軸承為同軸心設(shè)置。所述的軸承上沿節(jié)流孔分布圓均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的節(jié)流孔；所述的節(jié)流孔為一通孔，在通孔中設(shè)置有數(shù)個(gè)微結(jié)構(gòu)腔。節(jié)流孔上端的孔口位于軸承工作面上，節(jié)流孔下端與設(shè)置在軸承底面的供氣孔連通。在軸承工作面分別設(shè)置有同心環(huán)形的微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ。微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ與微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ位于節(jié)流孔分布圓兩側(cè)。

所述的微結(jié)構(gòu)腔的直徑大于節(jié)流孔的孔口直徑。

所述的節(jié)流孔中的微結(jié)構(gòu)腔的截面形狀為矩形、半圓型、三角形中的一種。

所述的微結(jié)構(gòu)槽的截面形狀為矩形、倒三角形、倒梯形、半圓型中的一種。

所述的節(jié)流孔的數(shù)量范圍為六到十個(gè)。

所述的微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ的數(shù)量范圍均為二到三十條。

本發(fā)明的節(jié)流孔中的微結(jié)構(gòu)腔使節(jié)流孔的直徑在氣流方向不斷變化，使氣體經(jīng)歷多次膨脹進(jìn)而增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)。工作面上的微結(jié)構(gòu)槽，使氣膜間隙高度在氣流方向不斷變化，使氣體經(jīng)歷多次膨脹進(jìn)而增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)。

本發(fā)明中的工作面可以設(shè)置為含微結(jié)構(gòu)槽的工作平面，也可以為不設(shè)置微結(jié)構(gòu)槽的完整平面。

本發(fā)明中的節(jié)流孔可以設(shè)置為含微結(jié)構(gòu)腔的節(jié)流孔，也可以為不設(shè)置微結(jié)構(gòu)腔的節(jié)流孔。

本發(fā)明利用具有確定形狀的微結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)節(jié)流孔和氣膜間隙的節(jié)流效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)小孔節(jié)流靜壓氣體止推軸承剛度的提高。新結(jié)構(gòu)軸承在提高剛度的同時(shí)，規(guī)避減小節(jié)流孔徑與氣膜間隙帶來(lái)的制造技術(shù)困難。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明軸承的剛度和承載高。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，工藝穩(wěn)定，質(zhì)量可控。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的局部結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2(a)為軸承俯視圖，圖2(b)為軸承的主視圖，I-I為圖2(b)中的節(jié)流孔的放大圖，II-II為圖2(b)中的微結(jié)構(gòu)槽放大圖；

圖3為本發(fā)明中的節(jié)流孔剖視圖；

圖4為本發(fā)明中的微結(jié)構(gòu)槽的剖視圖；

圖中，1.止推盤(pán) 2.氣膜間隙 3.軸承 4.外邊界 5.內(nèi)邊界 6.軸承工作面 7.節(jié)流孔分布圓 8.微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ 9.孔口 10.微結(jié)構(gòu)腔，11.節(jié)流孔 12.供氣孔 13.微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

圖1為本發(fā)明的軸承整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中的局部結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2(a)為軸承俯視圖，圖2(b)為軸承的主視圖，I-I為圖2(b)中的節(jié)流孔的放大圖，II-II為圖2(b)中的微結(jié)構(gòu)槽放大圖；圖3為本發(fā)明中的節(jié)流孔剖視圖；圖4為本發(fā)明中的微結(jié)構(gòu)槽的剖視圖。

在圖1~圖4中，本發(fā)明的靜壓氣體止推軸承，包括直徑相同的止推盤(pán)1和軸承3，其連接關(guān)系是，止推盤(pán)1位于軸承3的上方，止推盤(pán)1與軸承3為同軸心設(shè)置，如圖1所示。所述的軸承3上沿節(jié)流孔分布圓7均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的節(jié)流孔11。所述的節(jié)流孔11為一通孔，在通孔中設(shè)置有數(shù)個(gè)微結(jié)構(gòu)腔10。節(jié)流孔11上端的孔口9位于軸承工作面6上，節(jié)流孔11下端與設(shè)置在軸承3底面的供氣孔12連通；在軸承工作面6分別設(shè)置有同心環(huán)形的微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13。微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8與微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13位于節(jié)流孔分布圓7兩側(cè)。如圖2所示。

所述的微結(jié)構(gòu)腔10的直徑大于節(jié)流孔11的孔口9直徑。

所述的節(jié)流孔11中的微結(jié)構(gòu)腔10的截面形狀為矩形14、半圓形15、三角形16中的一種。如圖3所示。

所述的微結(jié)構(gòu)槽的截面形狀為矩形17、倒三角形19、倒梯形18、半圓形20中的一種。如圖4所示。

所述的節(jié)流孔11的數(shù)量范圍為六到十個(gè)。

所述的微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13的數(shù)量范圍均為二到三十條。

本實(shí)施例中，節(jié)流孔的數(shù)量范圍設(shè)置為六個(gè)，節(jié)流孔11為其中一個(gè)，微結(jié)構(gòu)腔10形狀均為矩形14。

微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13的數(shù)量均為二條，截面形狀均為矩形17。

圖1中，本發(fā)明的止推盤(pán)1與軸承3之間的間隙為所述的氣膜間隙，氣膜間隙內(nèi)的氣體具有一定壓力從而形成承載力，承載力隨氣膜間隙變化而變化形成軸承剛度。本發(fā)明所述的微結(jié)構(gòu)其主要作用是通過(guò)增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)，從而達(dá)到提高剛度的目的。

圖2中，節(jié)流孔11中的微結(jié)構(gòu)腔10使節(jié)流孔的孔徑在氣流方向不斷變化，使氣體經(jīng)歷多次膨脹進(jìn)而增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)。軸承工作面6上設(shè)置的微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8，位于工作面外邊界4與節(jié)流孔分布圓7之間、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13位于工作面內(nèi)邊界5與節(jié)流孔分布圓7之間，使氣膜間隙的高度在氣流方向不斷變化，使氣體經(jīng)歷多次膨脹進(jìn)而增強(qiáng)節(jié)流效應(yīng)。

本發(fā)明的工作原理是壓力氣體經(jīng)供氣孔12進(jìn)入節(jié)流孔11，在節(jié)流孔11中與微結(jié)構(gòu)腔10相互作用使氣體經(jīng)歷多次膨脹。而后，氣體由孔口9進(jìn)入氣膜間隙2，之后氣體在氣膜間隙中向內(nèi)邊界圓4與外邊界圓5方向流動(dòng)，在此過(guò)程中氣體與軸承工作面6上的微結(jié)構(gòu)槽相互作用使氣體再次經(jīng)歷多次膨脹。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，本實(shí)施例中，節(jié)流孔的數(shù)量范圍設(shè)置為十個(gè)，微結(jié)構(gòu)腔形狀均為半圓形15。微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13的數(shù)量均為二十條，截面形狀均為倒梯形18。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，本實(shí)施例中，節(jié)流孔的數(shù)量范圍設(shè)置為十個(gè)，微結(jié)構(gòu)腔形狀均為三角形16。軸承工作面為不含微結(jié)構(gòu)槽的完整平面。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，本實(shí)施例中，節(jié)流孔為不含微結(jié)構(gòu)腔的節(jié)流孔。微結(jié)構(gòu)槽Ⅰ8、微結(jié)構(gòu)槽Ⅱ13的數(shù)量均為十條，截面形狀均為倒三角形19。