一种气体轴承拆卸设备及其拆卸方法

1.本发明涉及气体轴承拆卸技术领域，特别是涉及一种小型透平膨胀机的气体轴承拆卸设备及其拆卸方法。


背景技术：

2.小型透平膨胀机是一种高速旋转的机械，其中的轴承转子系统之间，用气体作为润滑剂，其气膜间隙达到微米几十微米量级。要求轴承转子系统的精密度极高，同时要求气体轴承和小型透平膨胀机的机芯之间的间隙极小，平行度极高。这样可以保证轴承转子系统有良好的稳定性，使得小型透平膨胀机能够高速稳定的运行。而且，在小型透平膨胀机中，为了保证气体轴承中润滑气体的压力稳定，保证小型透平膨胀机的密封性，一般会在气体轴承的外侧凹槽内设置o型密封圈。
3.因此，当需要将气体轴承从小型透平膨胀机的机芯中拆卸出来时，由于气体轴承的外径和机芯的内径之间仅具有几十微米的间隙，气体轴承从机芯中拆卸出来时，若轴承和机芯的平行度不好，极容易发生卡塞；并且o型密封圈增加了拆卸过程中的阻尼效应。因此气体轴承从机芯拆卸的过程中存在极大的困难，若有失误，则会导致拆卸工作迟误，甚至是零件损伤。因此亟需一种可以将气体轴承顺滑地从小型透平膨胀机的机芯中拆卸出来的设备和方法。


技术实现要素：

4.本发明的一目的是，提供一种气体轴承拆卸设备及其拆卸方法，所述气体轴承拆卸设备能够在拆卸过程中保证气体轴承端面受力均匀，使得气体轴承与小型透平膨胀机的机芯保持很好的平行度，使得气体轴承能够顺滑地从机芯中拆卸出来。
5.本发明提供了一种气体轴承拆卸设备，用于将气体轴承从小型透平膨胀机的机芯中拆卸出来，包括：
6.支撑主体，所述支撑主体用于与所述机芯连接；和
7.拆卸模块，所述拆卸模块包括多个螺柱、拉力板、止推轴承、多个弹簧、弹簧仓、以及螺杆，所述螺杆具有位于所述弹簧仓的顶部的宽头部和延伸自所述宽头部且穿设于所述弹簧仓和所述拉力板的连接部，所述连接部用于与所述气体轴承连接，多个所述弹簧套设于对应的所述螺柱且两端分别抵撑于所述拉力板和所述弹簧仓，所述螺杆的杆身连接于所述支撑主体且末端通过所述止推轴承连接于所述拉力板；
8.其中在所述螺杆被旋转向上移动时，多个所述螺柱受所述气体轴承的拉力而带动所述弹簧仓压缩所述弹簧，所述弹簧根据所述气体轴承对相应的所述螺柱的相应拉力自适应地产生相应的形变量，并反作用于所述拉力板，所述拉力板经由所述弹簧自适应产生的变形量自适应地调整所述螺柱对所述气体轴承的端面施加的拉力，从而使得所述气体轴承端面受力均匀，最终使得所述气体轴承顺滑地自所述机芯被拆卸出来。
9.在本发明的一实施例中，所述螺柱为三个，所述弹簧为三个，所述拉力板具有三个
圆孔以供安装对应的所述螺柱，三个所述圆孔的位置半径尺寸大于所述气体轴承的内径尺寸，且接近于所述气体轴承的外径尺寸。
10.在本发明的一实施例中，所述拉力板的外侧面为球面状，即所述拉力板为球形三孔拉力板。
11.在本发明的一实施例中，所述拆卸模块还包括设置于所述螺杆顶端的手柄，所述手柄用于转动带动所述螺杆向上移动。
12.在本发明的一实施例中，所述支撑主体包括用于与所述机芯连接的底座和连接支撑于所述底座之上的支架，所述支架设置有与所述螺杆的杆身螺纹连接的螺纹孔，所述气体轴承拆卸设备还包括紧固螺母，所述紧固螺母套设于所述螺杆并位于所述支架之上。
13.在本发明的一实施例中，所述底座包括圆形基底和连接于所述圆形基底的三个立柱，所述底座通过三个立柱支撑所述支架，且所述底座与所述机芯之间通过螺栓固定连接。
14.本发明在另一方面还提供了一种气体轴承拆卸设备的拆卸方法，包括步骤：
15.s1、将支撑主体的底座和机芯连接；
16.s2、将拆卸模块的多个螺柱分别拧进气体轴承的对应螺纹孔中；以及
17.s3、转动手柄，带动螺杆向上移动，多个所述螺柱在气体轴承的拉力下带动弹簧仓将弹簧压紧，多个所述弹簧根据所述气体轴承对相应的所述螺柱的相应拉力自适应地产生相应的变形量，并反作用于所述拉力板，所述拉力板经由所述弹簧自适应产生的变形量自适应地调整所述螺柱对所述气体轴承的端面施加的拉力，从而使得所述气体轴承端面受力均匀，最终使得所述气体轴承顺滑地自所述机芯被拆卸出来。
18.在本发明的一实施例中，在所述步骤s1中，通过螺栓将所述底座和所述机芯固定连接。
19.在本发明的一实施例中，在所述步骤s2中，所述螺柱为三个；在所述步骤s3中，所述弹簧为三个。
20.本发明的所述气体轴承拆卸设备能够与小型透平膨胀机的机芯连接，可以将气体轴承从机芯中拆卸出来，而且拆卸过程中可以保证气体轴承端面受力均匀，使得气体轴承可以和机芯保持很好的平行度，最终可以顺利地从机芯中拆卸出来。
21.通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
22.图1为本发明的一优选实施例的所述气体轴承拆卸设备的剖视示意图。
23.图2为本发明的上述优选实施例的所述气体轴承拆卸设备的结构示意图，其示意了所述气体轴承拆卸设备安装于小型透平膨胀机的机芯的状态。
24.图3为图2所示的所述气体轴承拆卸设备的俯视图。
25.附图标号说明：气体轴承拆卸设备100；底座1；支架2；螺柱3；拉力板4；止推轴承5；弹簧6；弹簧仓7；紧固螺母8；螺杆9；手柄10；螺母11；气体轴承12；机芯13。
具体实施方式
26.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定
的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
27.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
28.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.本发明的主要目的在于设计一种小型透平膨胀机的气体轴承拆卸设备，可快速顺利的将气体轴承从小型透平膨胀机的机芯中拆卸出来，本发明具有结构简单、可操作性好和精确度高等优点，能够达到快速顺利的将气体轴承从机芯中拆卸出来的目的，并且大大降低出现气体轴承和机芯卡塞的概率。如图1至图3所示，根据本发明的一优选实施例的所述气体轴承拆卸设备100的具体结构被阐明。
31.具体地，所述气体轴承拆卸设备100用于将气体轴承12从小型透平膨胀机的机芯13中拆卸出来，所述气体轴承拆卸设备100包括支撑主体和拆卸模块，所述支撑主体用于与所述机芯13连接，所述拆卸模块包括多个螺柱3、拉力板4、止推轴承5、多个弹簧6、弹簧仓7、以及螺杆9，所述螺杆9具有位于所述弹簧仓7的顶部的宽头部和延伸自所述宽头部且穿设于所述弹簧仓7和所述拉力板4的连接部，所述连接部用于与所述气体轴承12连接，多个所述弹簧6套设于对应的所述螺柱3且两端分别抵撑于所述拉力板4和所述弹簧仓7，所述螺杆9的杆身连接于所述支撑主体且末端通过所述止推轴承5连接于所述拉力板4。
32.可以理解的是，其中在所述螺杆9被旋转时，所述止推轴承5使得所述螺杆9在所述弹簧仓7和所述拉力板4中自由转动，在所述支撑主体的束缚作用下，所述螺杆9仅能够进行上下移动，其中在所述螺杆9被旋转而向上移动时，多个所述螺柱3受所述气体轴承12的拉力而带动所述弹簧仓7压缩所述弹簧6，所述弹簧6根据所述气体轴承12对相应的所述螺柱3的相应拉力自适应地产生相应的形变量，并反作用于所述拉力板4，所述拉力板4经由所述弹簧6自适应产生的变形量自适应地调整所述螺柱3对所述气体轴承12的端面施加的拉力，从而使得所述气体轴承12端面受力均匀，最终使得所述气体轴承12顺滑地自所述机芯13被拆卸出来。
33.具体地，在这一优选实施例中，所述螺柱3为三个，相对应地，所述弹簧6为三个，所述弹簧6必须选择规格型号的，即保证其材料、劲度系数、长短和粗细等参数相同，以此确保对所述气体轴承12的自适应调整的拉力的准确性。
34.可以理解的是，三个所述螺柱3用于连接所述气体轴承12，若存在所述气体轴承12
与所述机芯13不平行的情况，不同的距离导致传递给三个所述螺柱3不同的拉力，所述弹簧仓7作用到相对应的所述弹簧6也有不同压缩量，所述弹簧6能够自适应地根据不同拉力产生对应的形变量，从而将相应的反作用力反馈至所述拉力板4，最终使得所述拉力板4对所述气体轴承12有自适应调节能力，将所述气体轴承12调整到位并顺利地从所述机芯13中拆卸出来。
35.相对应地，所述拉力板4具有三个圆孔以供安装对应的所述螺柱3，三个所述圆孔的位置半径尺寸大于所述气体轴承12的内径尺寸，且接近于所述气体轴承12的外径尺寸，采用三个圆孔安装三个所述螺柱3可以起到稳定的作用。
36.应该理解的是，在本发明的一些实施例中，所述螺柱3、所述弹簧6以及所述拉力板4的圆孔也可以为其他数量，如三个以上，本发明对此不作限制。
37.特别地，所述拉力板4的外侧面为球面状，即所述拉力板4为球形三孔拉力板4，以此所述球形三孔拉力板4可以在所述弹簧仓7内多维度自由转动，没有径向位移。
38.进一步地，所述拆卸模块还包括设置于所述螺杆9顶端的手柄10，所述手柄10用于转动带动所述螺杆9向上移动。所述手柄10可以为一字形、十字形或者多边形等结构，本发明对所述手柄10的形状不作限制，所述手柄10的结构能够方便转动以带动所述螺杆9转动即可。
39.进一步地，所述支撑主体包括用于与所述机芯13连接的底座1和连接支撑于所述底座1之上的支架2，所述支架2设置有与所述螺杆9的杆身螺纹连接的螺纹孔，所述气体轴承拆卸设备100还包括紧固螺母8，所述紧固螺母8套设于所述螺杆9并位于所述支架2之上。
40.更进一步地，所述底座1包括圆形基底和连接于所述圆形基底的三个立柱，所述底座1通过三个立柱支撑所述支架2，且所述底座1与所述机芯13之间是凹台接触，两者通过螺栓固定连接，以此确保所述支撑主体和所述机芯13之间稳定可操作性好。
41.所述气体轴承拆卸设备100的安装过程为：所述气体轴承拆卸设备100以所述底座1为基础，将各个零部件按照图1进行组装，所述底座1固定不动，所述支架2通过螺栓与所述底座1进行连接；所述拉力板4与所述弹簧仓7通过三个所述螺柱3连接，且三个所述弹簧6分别套设于对应的所述螺柱3，所述螺杆9通过所述止推轴承5限位于所述拉力板4内；所述螺杆9与所述支架2、所述紧固螺母8之间皆有螺纹连接；所述螺杆9和所述手柄10通过螺母固定连接。
42.所述气体轴承拆卸设备100拆卸气体轴承12的工作过程为：将所述气体轴承拆卸设备100的各个零部件按照要求组装完毕；将所述底座1和所述机芯13安装到位，采用螺栓固定，将三根所述螺柱3拧进所述气体轴承12的螺纹孔中；
43.旋转所述手柄10，所述手柄10会带动所述螺杆9进行360度旋转；所述螺杆9在所述紧固螺母8和所述支架2的束缚作用下，仅仅会上下移动；所述螺杆9在球形三孔拉力板4中旋转，起到向上的提升力，所述弹簧仓7和所述球形三孔拉力板4均不会发生旋转；三个所述螺柱3感受来所述气体轴承12的拉力，带动所述弹簧仓7压缩三根所述弹簧6，所述弹簧6发生不同的形变量，作用于所述拉力板4，产生相应的反作用力，所述拉力板4感受所述气体轴承12在拆卸过程中不同点的拉力，使得所述弹簧仓7内的所述弹簧6有不同的形变量，最终使得所述球形三孔拉力板4对所述气体轴承12有自适应调节能力，将所述气体轴承12顺利地从所述机芯13中拆卸出来。
44.可以理解的是，本发明在另一方面还提供了所述气体轴承拆卸设备100的拆卸方法，包括步骤：
45.s1、将支撑主体的底座1和机芯13连接；
46.s2、将拆卸模块的多个螺柱3分别拧进气体轴承12的对应螺纹孔中；以及
47.s3、转动手柄10，带动螺杆9向上移动，多个所述螺柱3在气体轴承12的拉力下带动弹簧仓7将弹簧6压紧，多个所述弹簧6根据所述气体轴承12对相应的所述螺柱3的相应拉力自适应地产生相应的变形量，并反作用于所述拉力板4，所述拉力板4经由所述弹簧6自适应产生的变形量自适应地调整所述螺柱3对所述气体轴承12的端面施加的拉力，从而使得所述气体轴承12端面受力均匀，最终使得所述气体轴承12顺滑地自所述机芯13被拆卸出来。
48.值得一提的是，在所述步骤s1中，通过螺栓将所述底座1和所述机芯13固定连接。
49.此外，还值得一提的是，在所述步骤s2中，所述螺柱3为三个；相对应地，在所述步骤s3中，所述弹簧6为三个。
50.总的来讲，本发明提供了一种能够将气体轴承顺滑地从小型透平膨胀机的机芯中拆卸出来的气体轴承拆卸设备及其拆卸方法，所述气体轴承拆卸设备能够与小型透平膨胀机的机芯连接，可以将气体轴承从机芯中拆卸出来，而且拆卸过程中可以保证气体轴承端面受力均匀，使得气体轴承可以和机芯保持很好的平行度，最终可以顺利地从机芯中拆卸出来。
51.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。