一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其包括渦輪機(jī)、壓氣機(jī)、電機(jī)、2個(gè)徑向軸承、1個(gè)止推軸承及燃燒室，所述徑向軸承為槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承，所述止推軸承為混合式動(dòng)壓氣體止推軸承，所述轉(zhuǎn)子套設(shè)在內(nèi)軸的中部，2個(gè)徑向軸承分別套設(shè)在位于轉(zhuǎn)子左、右端的外軸上，所述止推軸承套設(shè)在右端的外軸上、并位于右端徑向軸承的外端側(cè)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在氣浮狀態(tài)下的超高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，針對(duì)相同功率要求，可使燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的體積顯著減小實(shí)現(xiàn)微型化。
【專利說(shuō)明】
一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是涉及一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，屬于高精密機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，由燃?xì)廨啓C(jī)與發(fā)電機(jī)組成，主要用于油田、發(fā)電廠、電信大樓、高層建筑、酒店、生活小區(qū)、商場(chǎng)、醫(yī)院、軍隊(duì)、會(huì)議中心、偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等重要場(chǎng)所必需的備用電源及作為緊急事件、野外作業(yè)等必需的移動(dòng)電源，也可作為船舶動(dòng)力、電力調(diào)峰。
[0003]隨著全球范圍內(nèi)的能源與動(dòng)力需求，采用空氣軸承的微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)因具有尺寸小、重量輕、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、低燃料消耗率、噪音低、振動(dòng)小、污染排放低、維護(hù)費(fèi)用低廉、不需用水冷卻等一系列先進(jìn)技術(shù)特征在軍民用交通運(yùn)輸(混合動(dòng)力汽車)以及陸海邊防方面開始應(yīng)用，受到美、俄等國(guó)家的高度重視和關(guān)注。但由于現(xiàn)有的空氣軸承主要存在如下問(wèn)題:結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合工業(yè)化;可靠性較差，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易失穩(wěn)甚至卡死;高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量不能有效導(dǎo)出，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作;體積較大，不能滿足當(dāng)今微型化發(fā)展要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可穩(wěn)定運(yùn)行的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，包括渦輪機(jī)、壓氣機(jī)、電機(jī)、2個(gè)徑向軸承、I個(gè)止推軸承及燃燒室，所述渦輪機(jī)包括渦輪、渦輪機(jī)導(dǎo)流器及渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體，所述壓氣機(jī)包括壓輪、壓氣機(jī)殼體及壓氣機(jī)擴(kuò)壓器，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、內(nèi)軸、外軸及電機(jī)殼體;其特征在于:所述徑向軸承為槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承，包括軸承外套和軸承內(nèi)套;所述止推軸承為混合式動(dòng)壓氣體止推軸承，包括兩個(gè)側(cè)盤以及夾設(shè)在兩個(gè)側(cè)盤之間的中盤，在每個(gè)側(cè)盤與中盤之間均設(shè)有箔型彈性件;所述轉(zhuǎn)子套設(shè)在內(nèi)軸的中部，2個(gè)徑向軸承分別套設(shè)在位于轉(zhuǎn)子左、右端的外軸上，所述止推軸承套設(shè)在右端的外軸上、并位于右端徑向軸承的外端側(cè)。
[0007]一種實(shí)施方案，所述渦輪機(jī)和壓氣機(jī)分別設(shè)置在內(nèi)軸的兩端，所述燃燒室設(shè)置在渦輪機(jī)端。
[0008]另一種實(shí)施方案，所述燃燒室設(shè)置在內(nèi)軸的中部，所述渦輪機(jī)和壓氣機(jī)分別設(shè)置在內(nèi)軸的兩端或者背靠背設(shè)置在內(nèi)軸的一端。
[0009]作為進(jìn)一步實(shí)施方案，所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)還包括左徑向軸承套和左軸承室端蓋，渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體與左軸承室端蓋固定連接，左軸承室端蓋與左徑向軸承套固定連接，燃燒室的殼體與左徑向軸承套固定連接，左徑向軸承套與電機(jī)殼體固定連接。
[0010]作為進(jìn)一步實(shí)施方案，所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)還包括右徑向軸承套和右軸承室端蓋，壓氣機(jī)殼體與右軸承室端蓋固定連接，右軸承室端蓋與右徑向軸承套固定連接，右徑向軸承套與電機(jī)殼體固定連接。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述內(nèi)軸的表面開設(shè)有散熱螺旋槽，以利于散熱和對(duì)軸承室進(jìn)行空氣補(bǔ)給。
[0012]作為優(yōu)選方案，在電機(jī)殼體的內(nèi)壁周側(cè)開設(shè)有若干開口槽，在電機(jī)殼體的端面開設(shè)有若干通氣孔，所述開口槽與通氣孔相連通，以利于氣體的導(dǎo)入和導(dǎo)出，一方面實(shí)現(xiàn)快速散熱排氣，另一面實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承室內(nèi)進(jìn)行空氣補(bǔ)給。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述軸承內(nèi)套的外圓周面和兩端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述軸承內(nèi)套的一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接。
[0015]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述軸承內(nèi)套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述軸承內(nèi)套與軸承外套間的配合間隙為0.003?0.008_。
[0017]作為優(yōu)選方案，在所述軸承外套的兩端設(shè)有止環(huán)。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述中盤的兩端面均設(shè)有規(guī)則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱。
[0019]作為優(yōu)選方案，在所述中盤的外圓周面也設(shè)有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接。
[0020]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，中盤的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。
[0021]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，在與中盤相配合的箔型彈性件的配合面上設(shè)有耐磨涂層。
[0022]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述箔型彈性件與中盤的配合間隙為0.003?0.008mm。
[0023]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述箔型彈性件的至少一端固定在對(duì)應(yīng)側(cè)盤的內(nèi)端面上。
[0024]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，每個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件為多個(gè)，且沿側(cè)盤的內(nèi)端面均勻分布O
[0025]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，固定在一個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件與固定在另一個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件形成鏡像對(duì)稱。
[0026]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，在側(cè)盤的內(nèi)端面設(shè)有用于固定箔型彈性件的卡槽。
[0027]作為一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的弧形凸起頂端與平箔相貼合。
[0028]作為另一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的波拱間過(guò)渡底邊與平箔相貼合。
[0029]作為又一種實(shí)施方案，所述的箔型彈性件由兩個(gè)平箔組成。
[0030]上述的槽式花紋均為葉輪形狀。
[0031 ] 上述的箔型彈性件優(yōu)選經(jīng)過(guò)表面熱處理。
[0032]作為優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子底座、磁鋼和磁鋼保護(hù)套，所述轉(zhuǎn)子底座套設(shè)在內(nèi)軸上，所述磁鋼套設(shè)在轉(zhuǎn)子底座的中心部，所述磁鋼保護(hù)套套設(shè)在磁鋼上。
[0033]作為優(yōu)選方案，所述定子包括鐵芯和繞組，所述鐵芯固定在位于轉(zhuǎn)子上方的電機(jī)殼體的內(nèi)壁上，所述繞組設(shè)置在鐵芯上。
[0034]作為優(yōu)選方案，所述鐵芯包括由若干沖片上下疊置形成的定子疊片和固定在定子疊片兩側(cè)的端壓板。
[0035]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述沖片呈圓環(huán)形，在環(huán)形部間隔設(shè)有多個(gè)杯狀穿孔，所述穿孔的杯口部封閉，杯腳的底部開口。
[0036]作為優(yōu)選方案，所述繞組為三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B、C三個(gè)端頭。
[0037]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，每相繞組為2個(gè)線圈，每個(gè)線圈由漆包銅線連續(xù)繞制而成。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0039]因本發(fā)明所提供的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，是以氣體作為軸承的潤(rùn)滑劑，因此不僅具有無(wú)污染、摩擦損失低、使用時(shí)間長(zhǎng)、適用范圍廣、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且采用所述結(jié)構(gòu)，散熱效果好，可保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行;尤其是，因所述結(jié)構(gòu)的空氣軸承能實(shí)現(xiàn)在氣浮狀態(tài)下的超高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)(經(jīng)測(cè)試，可達(dá)100，000?450 ,OOOrpm的極限轉(zhuǎn)速)，因此針對(duì)相同功率要求，本發(fā)明可使燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的體積顯著減小實(shí)現(xiàn)微型化，具有占用空間小、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)微型化高新技術(shù)的發(fā)展具有重要價(jià)值，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有顯著性進(jìn)步。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是實(shí)施例1提供的一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是實(shí)施例1提供的槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的局部分割的左視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是圖2中的A局部放大圖；
[0043]圖4是實(shí)施例1提供的槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承的局部分割的右視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖5是圖4中的B局部放大圖；
[0045]圖6是實(shí)施例1提供的混合式動(dòng)壓氣體止推軸承的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖7a是實(shí)施例1中所述中盤的左視圖；
[0047]圖7b是實(shí)施例1中所述中盤的右視圖；
[0048]圖8a是實(shí)施例1中所述的固定有箔型彈性件的左側(cè)盤的右視圖；
[0049]圖8b是實(shí)施例1中所述的固定有箔型彈性件的右側(cè)盤的左視圖；
[0050]圖9是實(shí)施例1提供的箔型彈性件的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051 ]圖10是實(shí)施例1提供的箔型彈性件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖1la是實(shí)施例2提供的一種混合式動(dòng)壓氣體止推軸承的左視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖1lb是實(shí)施例2提供的混合式動(dòng)壓氣體止推軸承的右視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖12是實(shí)施例2提供的混合式動(dòng)壓氣體止推軸承的局部分割立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖13是實(shí)施例2中所述中盤的左視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖14是圖13中的C局部放大圖；
[0057]圖15是實(shí)施例2中所述中盤的右視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖16是圖15中的D局部放大圖；
[0059]圖17是實(shí)施例3所提供的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0000]圖18是實(shí)施例4所提供的鐵芯結(jié)構(gòu)不意圖；
[0061]圖19是實(shí)施例4所述沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖20是實(shí)施例4所提供的繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖21是實(shí)施例5所提供的內(nèi)軸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064]圖22是圖21中的E局部放大圖；
[0065]圖23是實(shí)施例6所提供的電機(jī)殼體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖24是圖23中的F局部放大圖。
[0067]圖中標(biāo)號(hào)示意如下:
[0068]1、渦輪機(jī)；11、渦輪；12、渦輪機(jī)導(dǎo)流器；13、渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體；2、壓氣機(jī)；21、壓輪;22、壓氣機(jī)殼體;23、壓氣機(jī)擴(kuò)壓器;3、電機(jī);31、轉(zhuǎn)子;311、轉(zhuǎn)子底座;312、磁鋼;313、磁鋼保護(hù)套;32、定子;321、鐵芯;3211、沖片;32111、杯狀穿孔;32111a、杯口部;32111b、杯腳；3212、定子疊片；3213、端壓板;322、繞組;33、內(nèi)軸;331、散熱螺旋槽;34、外軸；35、電機(jī)殼體;351、開口槽;352、通氣孔;4、槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承;4a、左端徑向軸承;4b、右端徑向軸承;41、軸承外套;42、軸承內(nèi)套;43、槽式花紋;431、外圓周面的槽式花紋;4311、軸向高位線;4312、軸向中位線;4313、軸向低位線;432、左端面的槽式花紋;4321、徑向高位線;4322、徑向中位線;4323、徑向低位線;433、右端面的槽式花紋;4331、徑向高位線;4332、徑向中位線;4333、徑向低位線;44、止環(huán);5、混合式動(dòng)壓氣體止推軸承;51、側(cè)盤;511、左側(cè)盤;512、右側(cè)盤;513、卡槽;52、中盤;521、左端面的槽式花紋;5211、徑向高位線；5212、徑向中位線；5213、徑向低位線;522、右端面的槽式花紋;5221、徑向高位線;5222、徑向中位線;5223、徑向低位線;523、外圓周面的槽式花紋;5231、軸向高位線;5232、軸向中位線;5233、軸向低位線；53、箔型彈性件；53a、固定在左側(cè)盤上的箔型彈性件;53b、固定在右側(cè)盤上的箔型彈性件;531、波箔;5311、弧形凸起;5312、波拱間過(guò)渡底邊;532、平箔;6、燃燒室;61、燃燒室的殼體;7a、左徑向軸承套;7b、右徑向軸承套;8a、左軸承室端蓋;8b、右軸承室端蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0069]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0070]實(shí)施例1
[0071]如圖1所示:本實(shí)施例提供的一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，包括渦輪機(jī)1、壓氣機(jī)2、電機(jī)3、2個(gè)徑向軸承4、1個(gè)止推軸承5及燃燒室6，所述渦輪機(jī)I包括渦輪11、渦輪機(jī)導(dǎo)流器12及渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體13，所述壓氣機(jī)2包括壓輪21、壓氣機(jī)殼體22及壓氣機(jī)擴(kuò)壓器23，所述電機(jī)3包括轉(zhuǎn)子31、定子32、內(nèi)軸33、外軸34及電機(jī)殼體35;所述徑向軸承4為槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承，包括軸承外套41和軸承內(nèi)套42;所述止推軸承5為混合式動(dòng)壓氣體止推軸承，包括兩個(gè)側(cè)盤51以及夾設(shè)在兩個(gè)側(cè)盤之間的中盤52，在每個(gè)側(cè)盤51與中盤52之間均設(shè)有箔型彈性件53;所述轉(zhuǎn)子31套設(shè)在內(nèi)軸33的中部，2個(gè)徑向軸承4分別套設(shè)在位于轉(zhuǎn)子31左、右端的外軸34上，所述止推軸承5套設(shè)在右端的外軸34上、并位于右端徑向軸承4b的外端側(cè)。
[0072]—種實(shí)施方案，所述渦輪機(jī)I和壓氣機(jī)2分別設(shè)置在內(nèi)軸33的兩端，所述燃燒室6設(shè)置在渦輪機(jī)I端(如圖1中所示)；但也可以采用如下結(jié)構(gòu):
[0073]所述燃燒室6設(shè)置在內(nèi)軸33的中部，所述渦輪機(jī)I和壓氣機(jī)2分別設(shè)置在內(nèi)軸33的兩端或者背靠背設(shè)置在內(nèi)軸33的一端。
[0074]所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)還包括左徑向軸承套7a、左軸承室端蓋8a、右徑向軸承套7b和右軸承室端蓋8b，渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體13與左軸承室端蓋8a固定連接，左軸承室端蓋8a與左徑向軸承套7a固定連接，燃燒室6的殼體61與左徑向軸承套7a固定連接，左徑向軸承套7a與電機(jī)殼體35固定連接，壓氣機(jī)殼體22與右軸承室端蓋8b固定連接，右軸承室端蓋8b與右徑向軸承套7b固定連接，右徑向軸承套7b與電機(jī)殼體35固定連接。
[0075]結(jié)合圖2至圖5所示:所述軸承內(nèi)套42的外圓周面和左、右端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋43(如圖中的431、432和433，本實(shí)施例中的槽式花紋均為葉輪形狀)，且左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對(duì)稱。位于軸承內(nèi)套42的外圓周面的槽式花紋431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(432和433)的徑向輪廓線均形成--對(duì)應(yīng)并相互交接，即:外圓周面的槽式花紋431中的軸向高位線4311與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向高位線(4321和4331)均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋431中的軸向中位線4312與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向中位線(4322和4332)均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋431中的軸向低位線4313與左、右端面的槽式花紋(432和433)中的徑向低位線(4323和4333)均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。
[0076]通過(guò)使軸承內(nèi)套42的外圓周面和兩端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋(431、432和433)，左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對(duì)稱及外圓周面的槽式花紋
431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(432和433)的徑向輪廓線均形成--對(duì)應(yīng)并相互交接，可保證兩端面的葉輪形狀的槽式花紋(432和433)所產(chǎn)生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋431形成的凹槽通道里輸送，以致形成更強(qiáng)支撐高速運(yùn)轉(zhuǎn)軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動(dòng)壓氣體徑向軸承的潤(rùn)滑劑，因此有利于實(shí)現(xiàn)所述槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承4在氣浮狀態(tài)下的高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0077]另外，當(dāng)在軸承外套41的兩端分別設(shè)置止環(huán)44時(shí)，可實(shí)現(xiàn)在高速回轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下，使軸承內(nèi)套42的兩端面與止環(huán)44間產(chǎn)生自密封作用，使槽式花紋連續(xù)產(chǎn)生的動(dòng)壓氣體能完好地密閉保存在軸承的整個(gè)配合間隙中，充分保證高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)壓氣體徑向軸承的潤(rùn)滑需要。
[0078]所述軸承外套41與軸承內(nèi)套42間的配合間隙優(yōu)選為0.003?0.008mm，以進(jìn)一步確保軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0079]如圖6所示:本實(shí)施例提供的一種混合式動(dòng)壓氣體止推軸承5，包括:兩個(gè)側(cè)盤51，在兩個(gè)側(cè)盤51之間夾設(shè)有中盤52，在每個(gè)側(cè)盤51與中盤52之間設(shè)有箔型彈性件53;所述中盤52的左端面設(shè)有規(guī)則形狀的槽式花紋521，右端面設(shè)有規(guī)則形狀的槽式花紋522。
[0080]結(jié)合圖7a和圖7b可見:所述中盤52的左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522之間形成鏡像對(duì)稱，左端面的槽式花紋521的徑向輪廓線與右端面的槽式花紋522的徑向輪廓線形成對(duì)應(yīng)。
[0081 ]所述的槽式花紋521與522的形狀相同，本實(shí)施例中均為葉輪形狀。
[0082]進(jìn)一步結(jié)合圖8a和圖8b可見:所述箔型彈性件53固定在對(duì)應(yīng)側(cè)盤51的內(nèi)端面上(例如圖8a所示的固定有箔型彈性件53a的左側(cè)盤511和圖8b所示的固定有箔型彈性件53b的右側(cè)盤512)，且固定在左側(cè)盤511上的箔型彈性件53a與固定在右側(cè)盤512上的箔型彈性件53b形成鏡像對(duì)稱。在每個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件可為多個(gè)(圖中示出的是4個(gè))，且沿側(cè)盤的內(nèi)端面均勻分布。
[0083]通過(guò)在側(cè)盤51與中盤52之間設(shè)置箔型彈性件53，在中盤52的左、右端面設(shè)置規(guī)則形狀的槽式花紋(521和522)，且使左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522形成鏡像對(duì)稱，從而得到了既具有槽式動(dòng)壓氣體止推軸承的高極限轉(zhuǎn)速的剛性特征、又具有箔片式動(dòng)壓氣體止推軸承的高抗沖擊能力和載荷能力的柔性特征的混合式動(dòng)壓氣體止推軸承；因?yàn)椴蛷椥约?3與中盤52間形成了楔形空間，當(dāng)中盤52轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體因其自身的粘性作用被帶動(dòng)并被壓縮到楔形空間內(nèi)，從而可使軸向動(dòng)壓力得到顯著增強(qiáng)，相對(duì)于現(xiàn)有的單純箔片式動(dòng)壓氣體止推軸承，可具有在相同載荷下成倍增加的極限轉(zhuǎn)速；同時(shí)，由于增加了箔型彈性件53，在其彈性作用下，還可使軸承的載荷能力、抗沖擊能力和抑制軸渦動(dòng)的能力顯著提高，相對(duì)于現(xiàn)有的單純槽式動(dòng)壓氣體止推軸承，可具有在相同轉(zhuǎn)速下成倍增加的抗沖擊能力和載荷能力。
[0084]結(jié)合圖6和圖9、圖10所示:所述的箔型彈性件53由波箔531和平箔532組成，所述波箔531的弧形凸起5311的頂端與平箔532相貼合，所述波箔531的波拱間過(guò)渡底邊5312與對(duì)應(yīng)側(cè)盤51的內(nèi)端面相貼合。
[0085]為進(jìn)一步降低高速運(yùn)轉(zhuǎn)的中盤52對(duì)箔型彈性件53的磨損，以延長(zhǎng)軸承的使用壽命，最好在與中盤52相配合的箔型彈性件53的配合面上設(shè)置耐磨涂層(圖中未示出)。
[0086]實(shí)施例2
[0087]結(jié)合圖lla、llb、12至16所示可見，本實(shí)施例提供的一種混合式動(dòng)壓氣體止推軸承與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于:
[0088]在所述中盤52的外圓周面也設(shè)有槽式花紋523，且外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋(521和522)的形狀相同(本實(shí)施例中均為葉輪形狀)，以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(521和522)的徑向輪廓線均形成
對(duì)應(yīng)并相互交接;即:
[0089]外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與左端面的槽式花紋521中的徑向高位線5211均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與左端面的槽式花紋521中的徑向中位線5212均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與左端面的槽式花紋521中的徑向低位線5213均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接(如圖14所示)；
[0090]外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與右端面的槽式花紋522中的徑向高位線5221均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與右端面的槽式花紋522中的徑向中位線5222均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與右端面的槽式花紋522中的徑向低位線5223均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接(如圖16所示)。
[0091]當(dāng)在所述中盤52的外圓周面也設(shè)有槽式花紋，且使外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋(521和522)的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋(521和522)的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接時(shí)，可使內(nèi)盤兩端面的槽式花紋(521和522)所產(chǎn)生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋523形成的凹槽通道里輸送，以致形成更強(qiáng)支撐高速運(yùn)轉(zhuǎn)軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動(dòng)壓氣體止推軸承的潤(rùn)滑劑，因而可進(jìn)一步確保所述的混合式動(dòng)壓氣體止推軸承在氣浮狀態(tài)下的高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高極限轉(zhuǎn)速提供進(jìn)一步保證。
[0092]在側(cè)盤51的內(nèi)端面上設(shè)有用于固定箔型彈性件53的卡槽513(如圖12所示)。
[0093]所述的箔型彈性件53與中盤52的配合間隙優(yōu)選為0.003?0.008mm，以進(jìn)一步確保軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0094]為了更好地滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的性能要求，所述的箔型彈性件53優(yōu)選經(jīng)過(guò)表面熱處理。
[0095]另外需要說(shuō)明的是:本發(fā)明所述的箔型彈性件53的組成結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施例中所述，還可以采用波箔和平箔組成，但所述波箔的波拱間過(guò)渡底邊與平箔相貼合，或者，直接采用兩個(gè)平箔組成，或采用其它的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。
[0096]實(shí)施例3
[0097]結(jié)合圖1和圖17所示:所述轉(zhuǎn)子31包括轉(zhuǎn)子底座311、磁鋼312和磁鋼保護(hù)套313，所述轉(zhuǎn)子底座311套設(shè)在內(nèi)軸33上，所述磁鋼312套設(shè)在轉(zhuǎn)子底座311的中心部，所述磁鋼保護(hù)套313套設(shè)在磁鋼312上，以更好滿足超高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0098]實(shí)施例4
[0099]結(jié)合圖1和圖18所示:所述定子32包括鐵芯321和繞組322，所述鐵芯321固定在位于轉(zhuǎn)子31上方的電機(jī)殼體35的內(nèi)壁上，所述繞組322設(shè)置在鐵芯321上;所述鐵芯321包括由若干沖片3211上下疊置形成的定子疊片3212和固定在定子疊片3212兩側(cè)的端壓板3213。
[0100]如圖19所示:所述沖片3211呈圓環(huán)形，在環(huán)形部間隔設(shè)有多個(gè)杯狀穿孔32111，所述穿孔32111的杯口部3211 Ia封閉，杯腳3211 Ib的底部開口。
[0101 ]如圖20所示:所述繞組322采用三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B、C三個(gè)端頭;每相繞組為2個(gè)線圈，每個(gè)線圈由漆包銅線連續(xù)繞制而成。
[0102]實(shí)施例5
[0103]結(jié)合圖21和圖22所示:在內(nèi)軸33的表面開設(shè)有散熱螺旋槽331，以利于散熱和對(duì)軸承室進(jìn)行空氣補(bǔ)給。
[0104]實(shí)施例6
[0?05]結(jié)合圖23和圖24所不:在電機(jī)殼體35的內(nèi)壁周側(cè)開設(shè)有若干開口槽351，在電機(jī)殼體的端面開設(shè)有若干通氣孔352，所述開口槽351與通氣孔352相連通，以利于氣體的導(dǎo)入和導(dǎo)出，一方面實(shí)現(xiàn)快速散熱排氣，另一面實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承室內(nèi)進(jìn)行空氣補(bǔ)給。
[0106]經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明提供的軸承在氣浮狀態(tài)下能達(dá)到100，000?450，OOOrpm的極限轉(zhuǎn)速，因此針對(duì)相同功率要求，本發(fā)明可使燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的體積顯著減小實(shí)現(xiàn)微型化，對(duì)促進(jìn)微型化高新技術(shù)的發(fā)展具有重要價(jià)值。
[0107]最后有必要在此指出的是:以上內(nèi)容只用于對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，包括渦輪機(jī)、壓氣機(jī)、電機(jī)、2個(gè)徑向軸承、I個(gè)止推軸承及燃燒室，所述渦輪機(jī)包括渦輪、渦輪機(jī)導(dǎo)流器及渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體，所述壓氣機(jī)包括壓輪、壓氣機(jī)殼體及壓氣機(jī)擴(kuò)壓器，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、內(nèi)軸、外軸及電機(jī)殼體;其特征在于:所述徑向軸承為槽式動(dòng)壓氣體徑向軸承，包括軸承外套和軸承內(nèi)套;所述止推軸承為混合式動(dòng)壓氣體止推軸承，包括兩個(gè)側(cè)盤以及夾設(shè)在兩個(gè)側(cè)盤之間的中盤，在每個(gè)側(cè)盤與中盤之間均設(shè)有箔型彈性件;所述轉(zhuǎn)子套設(shè)在內(nèi)軸的中部，2個(gè)徑向軸承分別套設(shè)在位于轉(zhuǎn)子左、右端的外軸上，所述止推軸承套設(shè)在右端的外軸上、并位于右端徑向軸承的外端側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述渦輪機(jī)和壓氣機(jī)分別設(shè)置在內(nèi)軸的兩端，所述燃燒室設(shè)置在渦輪機(jī)端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述燃燒室設(shè)置在內(nèi)軸的中部，所述渦輪機(jī)和壓氣機(jī)分別設(shè)置在內(nèi)軸的兩端或者背靠背設(shè)置在內(nèi)軸的一端。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)還包括左徑向軸承套和左軸承室端蓋，渦輪機(jī)導(dǎo)流器殼體與左軸承室端蓋固定連接，左軸承室端蓋與左徑向軸承套固定連接，燃燒室的殼體與左徑向軸承套固定連接，左徑向軸承套與電機(jī)殼體固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)還包括右徑向軸承套和右軸承室端蓋，壓氣機(jī)殼體與右軸承室端蓋固定連接，右軸承室端蓋與右徑向軸承套固定連接，右徑向軸承套與電機(jī)殼體固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述內(nèi)軸的表面開設(shè)有散熱螺旋槽。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:在電機(jī)殼體的內(nèi)壁周側(cè)開設(shè)有若干開口槽，在電機(jī)殼體的端面開設(shè)有若干通氣孔，所述開口槽與通氣孔相連通。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述軸承內(nèi)套的外圓周面和兩端面均具有規(guī)則形狀的槽式花紋。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述軸承內(nèi)套的一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述軸承內(nèi)套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述中盤的兩端面均設(shè)有規(guī)則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對(duì)稱。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:在所述中盤的外圓周面也設(shè)有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對(duì)應(yīng)并相互交接。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:中盤的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接;外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對(duì)應(yīng)、并在端面圓周倒角前相互交接。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:固定在一個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件與固定在另一個(gè)側(cè)盤上的箔型彈性件形成鏡像對(duì)稱。15.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的弧形凸起頂端與平箔相貼合。16.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的箔型彈性件由波箔和平箔組成，所述波箔的波拱間過(guò)渡底邊與平箔相貼合。17.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的箔型彈性件由兩個(gè)平箔組成。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子底座、磁鋼和磁鋼保護(hù)套，所述轉(zhuǎn)子底座套設(shè)在內(nèi)軸上，所述磁鋼套設(shè)在轉(zhuǎn)子底座的中心部，所述磁鋼保護(hù)套套設(shè)在磁鋼上。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述定子包括鐵芯和繞組，所述鐵芯固定在位于轉(zhuǎn)子上方的電機(jī)殼體的內(nèi)壁上，所述繞組設(shè)置在鐵芯上。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述鐵芯包括由若干沖片上下疊置形成的定子疊片和固定在定子疊片兩側(cè)的端壓板;所述沖片呈圓環(huán)形，在環(huán)形部間隔設(shè)有多個(gè)杯狀穿孔，所述穿孔的杯口部封閉，杯腳的底部開口。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:所述繞組為三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B、C三個(gè)端頭。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的超高速燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)，其特征在于:每相繞組為2個(gè)線圈，每個(gè)線圈由漆包銅線連續(xù)繞制而成。
【文檔編號(hào)】F02C7/06GK105889313SQ201610329288
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】羅立峰
【申請(qǐng)人】羅立峰