本發(fā)明涉及軸承技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動密封式空氣靜壓軸承。

背景技術(shù)：

空氣靜壓軸承提供極高的徑向和軸向旋轉(zhuǎn)精度，一般包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和靜態(tài)的支撐部分，由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和靜態(tài)支撐部分之間沒有機械接觸，沒有磨損產(chǎn)生，從而確保精度始終保持穩(wěn)定。

但是，目前采用傳統(tǒng)加工方式的空氣靜壓軸承，組件較多，加工精度要求高，軸承內(nèi)部氣流外泄的速度影響著軸承工作的穩(wěn)定性，若外泄速度過快，壓力下降梯度太大，軸承工作不穩(wěn)定?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般采用設(shè)置阻礙結(jié)構(gòu)對外泄氣流進行一定程度的阻擋，以降低軸承內(nèi)部氣壓的下降變化梯度，但該方式為被動地在氣流通道上設(shè)置阻擋物，氣封效果不理想，尤其在軸承工作過程中，阻礙結(jié)構(gòu)進氣側(cè)與排氣側(cè)的壓差較大，使得軸承運行不穩(wěn)定。

因此，需要針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種主動密封式空氣靜壓軸承，采用主動的方式降低軸承內(nèi)部氣壓的下降變化梯度，提高軸承的穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種主動密封式空氣靜壓軸承，采用主動的方式降低軸承內(nèi)部氣壓的下降變化梯度。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

提供了一種主動密封式空氣靜壓軸承，包括定子和轉(zhuǎn)子，

所述定子包括一筒狀腔體，所述定子上設(shè)置有進氣口；

所述轉(zhuǎn)子為一轉(zhuǎn)軸，其可轉(zhuǎn)動地穿設(shè)在所述定子上的腔體內(nèi)，并由所述定子承載，所述腔體兩端為軸承出氣口；

還包括用于主動減緩軸承內(nèi)部氣體外泄的氣封裝置。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述氣封裝置包括軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述出氣口處，并固定在所述轉(zhuǎn)子兩端，可隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括篦齒封嚴，用于減緩軸承內(nèi)部氣體的泄漏，包括配合設(shè)置的篦齒和齒腔。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，還包括導氣結(jié)構(gòu)，軸承工作時，所述導氣結(jié)構(gòu)可對軸承內(nèi)部氣體起到導向作用。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述導氣結(jié)構(gòu)為單向?qū)獠?，其設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子外表面或所述定子內(nèi)表面，并自所述定子或轉(zhuǎn)子兩端向中間螺旋內(nèi)收。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述定子上還設(shè)置有均壓槽，所述進氣口與所述均壓槽連通，所述均壓槽用于均衡從所述進氣口進入其中的氣體的壓強。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述定子上還設(shè)置有進氣節(jié)流孔，其將所述均壓槽與所述定子上的腔體連通。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述均壓槽已一定的半徑沿所述腔體軸線環(huán)設(shè)在所述定子內(nèi)部。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述進氣節(jié)流孔對應(yīng)所述均壓槽的位置均勻分布在所述定子的腔體內(nèi)壁，其軸線垂直于所述腔體的軸線。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述主動密封式靜壓軸承采用3d打印技術(shù)一體化成型。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明一種主動密封式空氣靜壓軸承，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括一筒狀腔體，定子上設(shè)置有進氣口；轉(zhuǎn)子為一轉(zhuǎn)軸，其可轉(zhuǎn)動地穿設(shè)在所述定子上的腔體內(nèi)，并由所述定子承載；還包括用于主動減緩軸承內(nèi)部氣體外泄的氣封裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案結(jié)構(gòu)簡單，可主動減緩軸承內(nèi)部氣體外泄，形成主動密封，使得軸承內(nèi)部氣壓變化梯度減小，有利于提高軸承運行的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做簡單說明：

圖1是本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第一個實施例的一個剖視圖；

圖3是本發(fā)明第一個實施例的另一個剖視圖；

圖4是本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中定子的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明圖第二個實施例軸承端部的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中所涉及的上、下、左、右等方位描述僅僅是相對于附圖中本發(fā)明各組成部分的相互位置關(guān)系來說的。本發(fā)明中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

圖1是本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖1，主動密封式靜壓軸承包括定子100、轉(zhuǎn)子200和氣封裝置300，定子包括一筒狀腔體110，定子上設(shè)置有進氣口120，外界氣體可通過該進氣口120進入軸承內(nèi)部，定子上還設(shè)置有固定安裝部130；轉(zhuǎn)子200為一轉(zhuǎn)軸，其可轉(zhuǎn)動地穿設(shè)在定子100上的腔體110內(nèi)，并由定子承載，此時，定子腔體110兩端與空氣連通，為軸承的出氣口400，氣封裝置300包括軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)310，其位于出氣口400處，并固定在轉(zhuǎn)子200兩端，本實施例中，該軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)310與轉(zhuǎn)子一體成型，減少連接安裝，降低成本；軸承工作時，轉(zhuǎn)子200轉(zhuǎn)動，該軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)310隨著轉(zhuǎn)子200的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，可在軸承出氣口400處形成背壓，從而減緩軸承內(nèi)部氣體的外泄速度。

圖2是本發(fā)明第一個實施例的一個剖視圖，圖3是本發(fā)明第一個實施例另一個剖視圖，同時參考圖2、3，軸承設(shè)置有篦齒封嚴210，其位置靠近出氣口400處，用于減緩軸承內(nèi)部氣體的泄漏，包括配合設(shè)置的篦齒211和齒腔212，篦齒211為沿轉(zhuǎn)子外壁周向環(huán)繞的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其沿轉(zhuǎn)子軸向分布，齒腔212為沿定子內(nèi)壁周向環(huán)繞設(shè)置的環(huán)狀槽，其位置和與其配合使用的篦齒211相對應(yīng)，本實施例中，篦齒封嚴的齒數(shù)分別為4，軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)310為沿轉(zhuǎn)子200周向分布的盤狀結(jié)構(gòu)，其與轉(zhuǎn)子一體成型，其位于出氣口400處；定子100腔體內(nèi)110設(shè)置有轉(zhuǎn)子安裝部111、用于配合篦齒211的齒腔212和用于配合軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)安裝的環(huán)槽113，轉(zhuǎn)子200外壁與轉(zhuǎn)子安裝部111內(nèi)壁形成氣隙，在腔體110和轉(zhuǎn)子200外表面噴涂耐磨層，提高耐磨性；定子上還設(shè)置有進氣口120、均壓槽130和進氣節(jié)流孔140，該進氣口將外界空氣與均壓槽連通，進氣節(jié)流孔將均壓槽與腔體連通。本實施例中，均壓槽130為環(huán)狀，其以一定的半徑沿腔體110軸線環(huán)設(shè)在所述定子內(nèi)部，用于均衡從進氣口120進入其中的氣體的壓強；進氣節(jié)流孔140對應(yīng)均壓槽130的位置垂直于腔體的軸線均勻分布在定子的腔體110內(nèi)壁，氣體均勻進入腔體110內(nèi)，防止轉(zhuǎn)子因外壁受力不均而產(chǎn)生跳動，在本方案的其他實施例中，均壓槽130可根據(jù)具體的需求進行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本實施例中，進氣節(jié)流孔140的分布數(shù)量為8。

軸承工作時，外界空氣從該進氣口120進入均壓槽130，再由進氣節(jié)流孔140進入腔體110內(nèi)，由轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙向出氣口排出，篦齒封嚴210的篦齒211與齒腔212為間隙配合，該篦齒隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，內(nèi)部氣體向外流動時，流經(jīng)該篦齒封嚴，篦齒外側(cè)氣壓低于其內(nèi)側(cè)氣壓，從軸承內(nèi)部排出的氣體需經(jīng)過篦齒封嚴結(jié)構(gòu)的降壓作用后繼續(xù)向外流通到達出風口，故篦齒封嚴210可有效減緩軸承內(nèi)部氣體外泄的速度；軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)310隨著轉(zhuǎn)子200的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，可在軸承出氣口400處主動產(chǎn)生增壓，從而主動地降低軸承內(nèi)氣壓下降的梯度軸承，減緩軸承內(nèi)部氣體的外泄速度，提高軸承運行的穩(wěn)定性。

本實施例主動密封式空氣靜壓軸承采用3d打印技術(shù)一體化成形，減少因裝配帶來的安裝問題和成本，且在實體內(nèi)部還可采用亞表面細網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進一步減輕重量。

圖4是本發(fā)明中第一個實施例中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖3，轉(zhuǎn)子上設(shè)置有篦齒封嚴210和單向?qū)獠?20，即為本方案的導氣結(jié)構(gòu)，單向?qū)獠?20可對軸承內(nèi)部氣體起到導向作用，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子200外表面并自轉(zhuǎn)子兩端向中間螺旋內(nèi)收，軸承工作時，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，該單向?qū)獠?20將存在其內(nèi)的氣體螺旋向內(nèi)導向，即向轉(zhuǎn)子中部導向，減緩轉(zhuǎn)子中部氣壓下降梯度，有利于提高軸承的穩(wěn)定性。

圖5是本發(fā)明中第二個實施例中定子的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖3，本方案第二個實施例中，導氣結(jié)構(gòu)還可設(shè)置在定子100內(nèi)表面，并自所述定子兩端向中間螺旋內(nèi)收，其作用與第一個實施例中設(shè)置在轉(zhuǎn)子外壁的單向?qū)獠鄣淖饔靡恢隆?/p>

圖6是本發(fā)明圖第三個實施例軸承端部的結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖6，定子100端部固定有法蘭封盤500，轉(zhuǎn)子200端部穿過法蘭封盤500，二者之間存在間隙，為軸承的出氣口400，轉(zhuǎn)子100包括一環(huán)狀平面150，篦齒封嚴210設(shè)置在軸承兩端出氣口400附近，其包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子環(huán)狀平面上的環(huán)狀篦齒211和對應(yīng)篦齒211的位置設(shè)置在法蘭封盤內(nèi)側(cè)的環(huán)狀齒腔212，本實施例中篦齒封嚴的數(shù)量為3，沿垂直轉(zhuǎn)子軸線的方向同心地排布，軸流式壓氣密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在出風口400處，并固定在轉(zhuǎn)子上其結(jié)構(gòu)與作用和第一個實施例一致。在其他實施例中，篦齒和齒腔的位置也可以調(diào)換，即篦齒設(shè)置在法蘭封盤上，而齒腔對應(yīng)篦齒位置設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。

上述僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明并不限制于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以做出多種等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。