專利名稱：鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬軸承技術(shù)領(lǐng)域。
氣體潤滑軸承在精密機(jī)械和儀器中有十分廣泛的應(yīng)用前景。目前已有多種氣體潤滑軸承，但均存在一定缺陷，使其應(yīng)用范圍受到了限制，具體表現(xiàn)為1、可傾瓦動(dòng)壓軸承、螺旋槽和人字槽動(dòng)壓軸承雖有較好穩(wěn)定性，但承載力較小；2、小孔式、狹縫式軸承、切向供氣軸承、多孔質(zhì)軸承、箔帶和波箔軸承雖承載力較大、穩(wěn)定性也好，但軸承剛度和回轉(zhuǎn)精度不高；3、多槽式表面節(jié)流軸承雖具有較高剛度和回轉(zhuǎn)精度，動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性也較好，且不易產(chǎn)生“氣錘”振動(dòng)，但由于采用矩形、三角形和T形槽，所能產(chǎn)生的動(dòng)壓效應(yīng)較小，故承載力不大，且需較多的節(jié)流槽，不利于推廣使用。總之，現(xiàn)有氣體潤滑軸承的綜合性能較差、每種軸承都很難兼顧對(duì)軸承各方面性能的綜合要求。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有較好動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能、回轉(zhuǎn)精度高、承載力大、綜合性能好的鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承，軸承中部為氣腔2及進(jìn)氣孔3結(jié)構(gòu)，兩端部為封氣邊4結(jié)構(gòu)，工作時(shí)，軸承套于軸頸上，在軸承內(nèi)圈兩端部形成一封氣邊，氣腔2及封氣邊4之間的內(nèi)表面上沿周向均勻分布有數(shù)條凹槽1(數(shù)量據(jù)實(shí)際需要定)；其特殊之處在于凹槽1為橫截面為鋸齒形的鋸齒槽，能產(chǎn)生較高的楔形動(dòng)壓效應(yīng)。其特殊之處還在于鋸齒槽1的深度為平均半徑間隙(軸頸與軸承內(nèi)圈的平均間隙)的2-5倍(據(jù)實(shí)際需要定)。鋸齒槽1的數(shù)量為20-120條(據(jù)實(shí)際需要定)。


圖1為本實(shí)用新型主剖示意圖；圖2為本實(shí)用新型側(cè)剖示意圖；圖3為本實(shí)用新型鋸齒槽示意圖；圖4為本實(shí)用新型靜剛度K隨偏心率εo的變化規(guī)律圖；圖5為本實(shí)用新型動(dòng)剛度Kd隨供氣壓力Ps的變化規(guī)律圖；圖6為本實(shí)用新型承載力ω隨偏心率εo的變化規(guī)律圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本本實(shí)用新型的實(shí)施例
如
圖1、2所示，該鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承的中部為環(huán)形氣腔2及進(jìn)氣孔3、兩端部為封氣邊4、氣腔2及封氣邊4之間的內(nèi)表面上沿周向均勻分布有100條深度為平均半徑間隙3倍的鋸齒槽。
圖1中，5為該軸承支承的軸頸。
該軸承工作時(shí)，外加壓氣體從進(jìn)氣孔3進(jìn)入軸承中部的環(huán)形氣腔2中，由于氣腔較深，氣腔中的壓力與供氣壓力相等，氣體從氣腔流入軸承間隙時(shí)，一部分流入鋸齒槽1內(nèi)，另一部分流入無槽部分；由于無槽部分氣膜厚度較小，對(duì)氣體有較大節(jié)流作用，而流入鋸齒槽部分的氣體由于氣膜較大而受到阻力小，使槽內(nèi)氣體壓力大于無槽部分的壓力，當(dāng)槽內(nèi)及無槽部分的氣體沿軸向兩端面流動(dòng)的同時(shí)，槽內(nèi)氣體還要不斷向無槽部分流動(dòng)，從而構(gòu)成了表面節(jié)流；當(dāng)槽內(nèi)氣體流經(jīng)軸向封氣邊4時(shí)，同樣也產(chǎn)生表面節(jié)流，最后流入大氣。由于上述的表面節(jié)流作用，當(dāng)軸頸5受載下移時(shí)，軸承上部表面節(jié)流的間隙增加，下部的減小，從而導(dǎo)致上部鋸齒槽中的壓力減小，下部的壓力增加，形成一壓差來抵抗外載荷，使軸頸5在一新位置上達(dá)到平衡，可確保軸頸5的自由運(yùn)轉(zhuǎn)。
由于將現(xiàn)有矩形、三角形或T形槽改為鋸齒槽，在氣膜厚度較小和轉(zhuǎn)速高時(shí)，矩齒槽能產(chǎn)生較高的楔形動(dòng)壓效應(yīng)，不僅使軸承的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性得到提高，還使其承載力得到提高(如圖6所示，ω為承載力，其單位為N--牛頓；εo為偏心率；Ps為供氣壓力，其單位為Pa--帕)；此外，該種軸承的靜剛度和動(dòng)剛度系數(shù)分別對(duì)應(yīng)于偏心率和供氣壓力(如圖4、5所示。圖4中，K為靜剛度，其單位為N/μm--牛頓/微米εo為偏心率；Ps為供氣壓力，其單位為Pa--帕。圖5中，Kd為動(dòng)剛度，其單位為N/μm--牛頓/微米；Ps為供氣壓力，其單位為Pa--帕)而具有“等剛度”特性，保證了高的回轉(zhuǎn)精度和剛度。該軸承的槽數(shù)也較少，有利于推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能好，回轉(zhuǎn)精度及剛度高，承載力大，綜合性能好的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承，軸承中部為氣腔2及進(jìn)氣孔3結(jié)構(gòu)、兩端部為封氣邊4結(jié)構(gòu)、氣腔2及封氣邊4之間的內(nèi)表面上沿周向均勻分布有數(shù)條凹槽1，其特征在于凹槽1為橫截面為鋸齒形的鋸齒槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承，其特征在于鋸齒槽1的深度為平均半徑間隙的2-5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承，其特征在于鋸齒槽1的數(shù)量為20-120條。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種鋸齒槽式動(dòng)靜壓氣體潤滑軸承，屬軸承技術(shù)領(lǐng)域。其軸承中部為氣腔及進(jìn)氣孔結(jié)構(gòu)、兩端部為封氣邊結(jié)構(gòu)、氣腔及封氣邊之間的內(nèi)表面上沿周向均勻分布有數(shù)條凹槽，凹槽為橫截面為鋸齒形的鋸齒槽。由于鋸齒槽能產(chǎn)生較大的楔形動(dòng)壓效應(yīng)，因而具有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能好，回轉(zhuǎn)精度及剛度高，承載力大，綜合性能好的優(yōu)點(diǎn)，在精密機(jī)械及儀器領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F16C32/06GK2245690SQ9424431
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1994年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月1日
發(fā)明者雷天覺, 景崗, 陳爾昌 申請(qǐng)人:景崗