一种被动式轴型组合空气轴承的制作方法

1.本发明涉及使用箔片式轴承的技术领域，具体地为一种被动式轴型组合空气轴承。


背景技术：

2.空气轴承在工业领域中有着广泛地应用。常规的机械接触式滚动轴承转速越高，对轴承精度，润滑等要求越高，使用寿命越短。空气轴承把主轴在空气中悬浮起来，没有机械接触，使用清洁空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，因而其可以提供极高的径向和轴向旋转精度，在高速、低摩擦、高温、低温及有辐射性的场合，显示了独具的优越性。
3.但是，空气轴承在不同应用工况中起飞转速和最高转速都是需要面临的挑战。起飞转速越高，箔片与轴之间接触磨损概率也越高。同样，最高转速越高，轴承摩擦损失也越高，轴承发热量也越大。
4.发明所要解决的问题
5.空气轴承在起飞时需要的转速较高，在轴开始旋转一直到起飞之前，轴与周围的箔片相互接触，持续的高速摩擦会产生大量的热量，同时轴和箔片即使表面涂有耐磨材料，轴和箔片仍然会出现磨损的现象。热量和磨损是引起失效的因素中占比较大的项目，需要从结构设计、材料、工艺等方面控制轴和箔片的发热及磨损。
6.空气轴承在起飞后虽然是在气膜的包裹下运动，与箔片没有接触，但高速的轴与高速的气膜仍然会发生摩擦，高速的气膜与轴承也仍然会发生摩擦，根据轴承摩擦引起的功率损失公式可以得到，轴承的功率损失与轴承的总摩擦力矩和转速呈正相关，在这两个因素中，控制转速相对于控制总摩擦力矩更为容易。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了改进现有的箔片轴承易损坏的问题，提供了一种通过结合箔片轴承，滚珠轴承来使箔片轴承的轴承座转动起来，达到降低箔片轴承的起飞转速、最高转速的目的。
8.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种被动式轴型组合空气轴承，包括外轴承座1、内轴承座2、滚轴4和若干滚珠11，各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间，所述内轴承座2包括外滚珠轴座21和内空气轴座22，所述内空气轴座22内壁上设有箔片环3，所述滚轴4处于箔片环3内，所述外轴承座1端面设有制动装置5，所述制动装置5和内轴承座2可拆卸连接。在转轴处于高速状态后，将制动装置和内轴承座断开连接，内轴承座2在气膜带动下，外部有滚珠支撑转动，内轴承座和转轴保持同向转动，只要转轴转速高于内轴承座，内部气膜转动，内轴承座可以保持加速到一定的速度，这样一来，原先的转轴最高转速减去内轴承座2的同向转速，即是转轴相对与内轴承座2的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦，以及发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。
10.作为优选，所述制动装置上设有制动通孔50、连接块51和制动螺钉52，所述制动螺钉52贯穿制动通孔50并与内轴承座2连接。
11.作为优选，所述制动装置5为圆盘状，制动装置5截面和外轴承座1截面相同。
12.作为优选，所述箔片环3包括至少三片独立刚性箔片31依次首尾相连组成。
13.作为优选，所述独立刚性箔片31包括弧形刚性承载部311和弹性形变引脚部312。独立刚性箔片在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转轴以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环有良好的跟随性，保证气膜能够随着轴的振动均匀分布，箔片环不容易和转轴发生碰撞。
14.作为优选，独立刚性箔片31数量为五片。
15.作为优选，所述外滚珠轴座21和内空气轴座22为一体成型结构。提高外滚珠轴座和内空气轴座结构的稳定性，保持同步转动。
16.本发明具备的有益技术效果是：内轴承座和轴承的同向转动，降低了转轴的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。
附图说明
17.图1是本实用新型的整体结构示意图；
18.图2是内轴承部分的结构示意图；
19.图3是制动装置的结构示意图；
20.图4是本实用新型侧面结构透视图；
21.图中：外轴承座1、滚珠11、内轴承座2、外滚珠轴座21、内空气轴座22、箔片环3、独立刚性箔片31、弧形刚性承载部311、弹性形变引脚部312、滚轴4、制动装置5，制动通孔50、连接块51，制动螺钉52。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
实施例
23.如图1所示：一种被动式轴型组合空气轴承，包括外轴承座1、内轴承座2、滚轴4和若干滚珠11，各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间。外轴承座通常固定在设备上，保持稳定，不发生转动。
24.如图2所示内轴承座2包括外滚珠轴座21和内空气轴座22，外滚珠轴座21和内空气轴座22为一体成型结构。
25.内空气轴座22内壁上设有箔片环3，滚轴4处于箔片环3内，外轴承座1端面设有制动装置5，制动装置5和内轴承座2可拆卸连接。在空气轴承中的转轴4还未起飞之前，转轴4处于低速阶段，需要将内轴承座1固定在外轴承座上，避免转轴4滚动带动内轴承座2转动，
这样一来，内部气膜更加散乱，不利于稳定的气域成型，内轴承座2和转轴4在低速的时候同向转动，降低了转轴和内轴承座的相对速度，也不利于起飞，而在转轴4处于高速状态后，将制动装置5和内轴承座2断开连接，内轴承座2在气膜带动下，同时外部有滚珠11支撑，开始转动，内轴承座2和转轴4保持同向转动，只要转轴4转速高于内轴承座2，内部气膜转动，内轴承座2可以保持加速到一定的速度，这样一来，原先的转轴4最高转速减去内轴承座2的同向转速，即是转轴4相对与内轴承座2的实际相对转速，这样减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦，以及发热，减少产品内磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。
26.箔片环3包括五片独立刚性箔片31依次首尾相连组成，独立刚性箔片31包括弧形刚性承载部311和弹性形变引脚部312，独立刚性箔片31在受到外界振激后，具有良好的形变空间，箔片环的形状跟随中心转轴以及空气膜的转移而变形迅速，箔片环有良好的跟随性，保证气膜能够随着轴的振动均匀分布，箔片环3不容易和转轴4发生碰撞。
27.如图3
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4所示：制动装置上设有制动通孔50、连接块51和制动螺钉52，制动螺钉52贯穿制动通孔50并与内轴承座2连接。连接块51和外轴承座1连接。
28.制动装置5为圆盘状，制动装置5截面和外轴承座1截面相同。
29.本实施例中，内轴承座和轴承的同向转动，降低了转轴的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦和发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。
30.当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于：包括外轴承座（1）、内轴承座（2）、滚轴（4）和若干滚珠（11），各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间，所述内轴承座（2）包括外滚珠轴座（21）和内空气轴座（22），所述内空气轴座（22）内壁上设有箔片环（3），所述滚轴（4）处于箔片环（3）内，所述外轴承座（1）端面设有制动装置（5），所述制动装置（5）和内轴承座（2）可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于，所述制动装置上设有制动通孔（50）、连接块（51）和制动螺钉（52），所述制动螺钉（52）贯穿制动通孔（50）并与内轴承座（2）连接。3.根据权利要求1所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于，所述制动装置（5）为圆盘状，制动装置（5）截面和外轴承座（1）截面相同。4.根据权利要求1所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于，所述箔片环（3）包括至少三片独立刚性箔片（31）依次首尾相连组成。5.根据权利要求4所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于，所述独立刚性箔片（31）包括弧形刚性承载部（311）和弹性形变引脚部（312）。6.根据权利要求4所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于，独立刚性箔片（31）数量为五片。7.根据权利要求1所述的一种被动式轴型组合空气轴承，其特征在于：所述外滚珠轴座（21）和内空气轴座（22）为一体成型结构。

技术总结
本实用新型公开了一种被动式轴型组合空气轴承，包括外轴承座、内轴承座、滚轴和若干滚珠，各滚珠处于外轴承座和内轴承座之间，内轴承座包括外滚珠轴座和内空气轴座，内空气轴座内壁上设有箔片环，滚轴处于箔片环内，外轴承座端面设有制动装置，制动装置和内轴承座可拆卸连接。在转轴处于高速状态后，将制动装置和内轴承座断开连接，内轴承座和转轴保持同向转动，只要转轴转速高于内轴承座，内部气膜转动，内轴承座可以保持加速到一定的速度，原先的转轴最高转速减去内轴承座的同向转速，即是转轴相对与内轴承座的实际相对转速，减少了转轴和内轴承座之间的相对摩擦，以及发热，减少磨损损耗，提高整体产品的使用寿命和质量。提高整体产品的使用寿命和质量。提高整体产品的使用寿命和质量。


技术研发人员：王乐鑫 白江涛 张学锋 宋节季
受保护的技术使用者：势加透博（北京）科技有限公司
技术研发日：2021.01.11
技术公布日：2021/10/23