专利名称：外压环向斜缝供气气体轴承的制作方法
技术领域：
外压环向斜缝供气气体轴承。本实用新型属气体轴承领域。本实用新型用于高速旋转机械，如透平膨胀机、涡轮增压器等。
常规的外压小孔和狭缝供气气体轴承都是径向供气。在高速旋转机械中，当转子工作转速达到同步涡动临界转速一倍时，会出现一种叫做半速涡动的自激涡动。它会使转子和轴承相碰而失去稳定。A.Tondl曾提出一种切向供气小孔的外压气体轴承。见Gas Bear－ing SymPosium on Design Methods and APPlications1967。供气方向和转子转动方向相反，从而能抑制和推迟自激涡动，使转子在较高的转速稳定运转。陈纯正曾研制了多排切向小孔供气外压气体轴承，见西安交通大学“科学技术报告”82－198、1982、6。并将该轴承用于150米3／时制氧机的透平膨胀机。
本发明作用原理同以上轴承类似，也是产生和转子转动方向相反的供气来抑制转子的自激涡动。所不同的是轴承供气是通过环向斜缝来实现的。
在外压气体轴承领域已采用抑制自激涡动，提高高速稳定性的方法还有1、轴承用弹性支承。其中有轴承上加O形橡胶圈的橡皮加稳轴承。见J.W.Powell，C.TemPest“A Study of High SPeed Machines with Rubber Stabilized AirBearings”ASME.E 1966。另有将轴承支承于另一外压轴承气膜上的双气膜轴承。见Haruo Mori“A Stabilizing Method of the Externally Pressurized Gas Bearings”4th Biannuel Gas Bearing Symposium。1969。2、在轴承内表面加稳定腔的Sixsmith轴承。见H.Sixsmith“The Theory and Design of a Gas－Lubricated Bearing of High Stablity”First International SymPosium on Gas－Lubricated Bearing。1959。
经专利文献检索，没有发现和本发明相同的专利。附检索文献一份。
本发明的目的在于提供一种加工方便、耗气量小并具有高速稳定性的外压气体轴承。
本发明的内容将结合附图来说明。
图1是单排供气环向斜缝轴承结构图。
图2是双排供气环向斜缝轴承结构图。
图3是供气缝图。
如
图1所示，该轴承由上轴承〔1〕，中轴承〔2〕，下轴承〔4〕组成。三部分通过过渡配合装配为一整体，保证轴承孔同心。上、下轴承和中轴承之间垂直于轴承孔中心线的压合面上加工有供气缝〔6〕。压合面经过仔细加工、研磨，使没有缝的部分能很好气密。压力气体通过供气孔〔5〕进入供气缝，由于斜缝的导向，通过斜缝进入轴承间隙的气体形成同轴转向相反的附加切向环流。该环流能有效地抑制和推迟自激涡动，从而使轴能在极高的转速稳定运行。流入间隙的气体从轴承两端排出。同斜(切向)小孔供气轴承相比，环向斜缝轴承进入轴承间隙的气流没有扩散效应，能更有效地在整个间隙形成切向环流。所以说它比较省气。环向斜缝轴承在长径比较小时，优越性大。一般长径比为0.5－1。
双排环向斜缝供气轴承(附图2)和单排缝轴承相比，它有较高的承载能力，同时轴承耗气量也大一些。双排环向斜缝轴承由上轴承〔1〕、中间体〔3〕、中轴承〔2〕、下轴承〔4〕组成。供气缝可以加工在中间体上，也可以加工在上、中、下轴承上。
供气缝(附图3)是在轴承压合面上加工(可以机械加工，如铣削；也可用腐蚀等其他方法)。缝的高度(深度)为0.01～0.07毫米。环向供气斜缝在轴承园周方向上总是向同一方向倾斜。供气缝形状如同透平膨胀机的喷嘴。供气缝出口角α(供气缝型线和轴承表面切线的夹角)(附图3)的范围是0°＜α＜70°。供气缝型线可以是曲线，也可以是直线。
外压环向斜缝供气轴承的间隙大小如同一般外压气体轴承。其直径间隙范围为0.03～0.09毫米。
同以上轴承比较，环向斜缝供气轴承不需钻小孔，加工方便。轴承既可用自润滑性能良好的石墨、聚四氟乙烯等软材料制造；也可以用高硬度抗卡性能强的材料，如碳化硅、氮化钨等。在同样供气压力下，环向斜缝轴承耗气量是橡皮加稳轴承的0.6～0.7；是多排切向轴承的0.5～0.6；是Sixsmith轴承和双气膜轴承的0.5以下。环向斜缝供气轴承同径向供气轴承比较，自激涡动起始速度可提高一倍以上。这对一般高速透平膨胀机的工作转速来说是足够有余了。
权利要求1.一种外压环向斜缝供气气体轴承。其特征是供气缝在轴承圆周方向上向同一方向倾斜，供气缝出口角α的范围是0°＜α＜70°。
2.按权利要求1所述的轴承，其特征是采用组合结构，各部分用过渡配合以保证轴承同心。
专利摘要一种外压环向斜缝供气气体轴承。由于供气缝的倾斜，使经过供气缝的压力气体在轴承间隙中产生一个和轴转动相反方向的附加切向环流，从而能抑制轴在高速转动时具有破坏性的自激涡动。也就是提高了轴的高速稳定性。该轴承结构为组合式。供气缝可以是单排，也可以是双排。该轴承加工方便，不需钻孔，轴承可用碳化硅等高硬度材料。该轴承耗气量较小，可用于高速旋转机械，如透平膨胀机等。
文档编号F16C32/06GK2033867SQ88203168
公开日1989年3月8日 申请日期1988年2月5日 优先权日1988年2月5日
发明者贺惠保 申请人:中国科学院低温技术实验中心