一种平箔片以及织构化波箔动压气体推力轴承的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种平锥片W及一种能够承受一定轴向载荷的织构化波锥动压气体 推力轴承，属于气体动压润滑领域。
【背景技术】
[0002] 长期W来液体润滑轴承在工业应用中有着举足轻重的地位，然而由于受到高溫高 速、超高精度、对周围环境污染程度、工作寿命W及成本等方面的影响，液体润滑轴承的应 用受到限制。在近代超精密、超高速技术领域内，气体润滑技术应运而生，20世纪中期气体 润滑技术得到迅速发展。
[0003] 气体润滑有着运样一些特点：气体的粘度滴只有液体的1 % -0.Ol%，气体润滑相 比于液体润滑产生的热量要小得多，并且可W认为气体润滑没有摩擦而极度灵敏，因此对 于超精密和超高速的场合只有气体润滑能够胜；气体润滑安全可靠，采用氮、氮等惰性气体 作为润滑剂可W应用于易爆易燃危险场所；气体润滑对环境无污染，噪声较低；气体润滑 的成本比较低，气体润滑不仅供应装置简单，而且润滑气体无需回收，尤其是使用空气作为 润滑剂时，可谓取之不尽用之不竭。
[0004] 根据气体润滑承载机理可分为=类：气体静压轴承、气体动压轴承和气体挤压膜 轴承，气体动压轴承又可W分为刚性轴承和弹性锥片轴承。气体静压轴承虽然有较好的运 行效果和较长的使用寿命，但需要外部供压装置维持稳定的工作能力，因此结构复杂，使用 成本较高，不能在一些空间有限的场合使用。气体动压轴承中的刚性轴承无需外部供压装 置，刚性轴承在工作时推力盘和轴承座之间的距离一般在10 ym左右，对轴承的装配精度 和加工精度要求较高，安装对中难度大，轴承运行稳定性比较低，在振动冲击情况下刚性轴 承极易发生气膜破裂，运行失稳现象。相比于刚性轴承波锥动压气体轴承在轴承座上安装 了弹性锥片，锥片在受载时会发生弹性变形，因而吸收多余的能量，具有良好的自适应性。 与传统轴承相比锥片轴承具有W下优点：承载力相对较高，由于锥片结构的弹性变形，推力 盘在最小气膜厚度为几个微米的情况下仍然能稳定运行。当转轴上有脉冲波动时，其能量 转换成波锥的弹性变形，使气膜维持稳定，转轴的满动动能被锥片吸收，抑制自激满动的形 成，为轴承稳定工作提供良好的条件；环境适应性强，W气体作为润滑介质，其物理性质比 较稳定，所W在高溫、低溫、福射的情况下仍然能够正常工作；使用寿命长，轴承正常工作时 推力盘和锥片被气膜分开，可W认为是没有磨损的，然而在轴承启停过程中，气膜未完全形 成，容易轴承的摩擦磨损，影响轴承寿命，因此启停次数很大程度上决定了轴承的寿命。
[0005] 波锥轴承运行时摩擦磨损严重，限制了波锥动压气体寿命，制约轴其应用。目前波 锥动压气体仍然需要进口，国产波锥动压气体轴承尚未成功投入使用，与国外相差甚远，因 此研究波锥动压气体轴承有着十分重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对上述【背景技术】的不足，提供了一种平锥片W及 一种使用寿命长，且磨损小的织构化波锥气体推力轴承。
[0007] 本发明提供的平锥片，在其上表面均匀开有若干微米级的凹坑，形成表面织构化 的平锥片。
[0008] -种织构化波锥动压气体推力轴承，包括轴承底盘、平锥片、波锥片，平锥片和波 锥片安装在轴承底盘上，平锥片呈扇形沿周向均匀分布在波锥片上方；在所述平锥片上表 面均匀开有若干微米级的凹坑，形成表面织构化的平锥片；所述凹坑成排设置在平锥片表 面上，所述凹坑的深度在3至30微米之间，所述凹坑总面积在平锥片上的占比在1 %至 90%之间。6.根据权利要求2所述的一种复合型主减周期撑杆，其特征在于，所述凹坑形状 为矩形、=角形、圆形或者楠圆形。
[0009] 作为一种优选，所述凹坑为矩形，其沿着平锥片径向和周向排列。
[0010] 本发明采用W上技术方案与现有技术相比，具有W下技术效果：
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点是：（1)利用凹坑在波锥动压气体推力轴承运行 时产生的额外的流体动压润滑效果，减小波锥动压气体推力轴承气体阶段的摩擦磨损，提 高其寿命；（2)平锥上的凹坑能收集波锥动压气体推力轴承运行过程中产生的磨屑，避免 磨屑浸入润滑表面，损伤轴承。
【附图说明】
[0012] W下将结合附图对本发明作进一步说明：
[0013] 图1为本发明提供的织构化波锥动压气体推力轴承结构示意图；
[0014] 图2为本发明提供的织构化波锥动压气体推力轴承结构示意图；
[0015] 图3为实施例中计算区域的示意图；
[0016] 图4为织构平锥表面无量纲气膜压力分布；
[0017] 图5为无量纲气膜厚度分布；
[0018] 图6为光滑平锥表面无量气膜压力分布；
[0019] 图7为显微镜下织构的形貌；
[0020] 图中，1-凹坑；2-织构化平锥；3-轴承底盘；4-波锥片；5-波锥锥拱；6-计算区域
【具体实施方式】
[0021] 本发明提供一种平锥片W及织构化波锥动压气体推力轴承，为使本发明的目的， 技术方案及效果更加清楚，明确，W及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022] 本发明所提供的平锥片，如图7所示，在其上表面均匀开有若干微米级的凹坑，形 成表面织构化的平锥片。
[0023] 将上述平锥片应用到轴承上，使其成为一种织构化波锥动压气体推力轴承，如图 1、图2所示，该轴承包括轴承底盘3、平锥片2、波锥片4,平锥片2和波锥片4安装在轴承底 盘3上，平锥片2呈扇形沿周向均匀分布在波锥片4上方；在平锥2片上表面均匀开有若干 微米级的凹坑1，形成表面织构化的