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一种高速动压气体轴承及高速动压气体轴承副

成果类型:: 发明专利,新品种,外观设计,新技术

发布时间: 2022-09-27 10:45:11

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 宋莹 | 2022-09-27 10:45:11

本申请属于轴承技术领域,特别是涉及一种高速动压气体轴承及高速动压气体轴承副。现有的高速动压气体轴承需要止推轴承与径向轴承同时使用,结构复杂,且工况适应性单一。本申请提供了一种高速动压气体轴承,包括相互连接的承载组件和轴承座,所述承载组件包括相互连接的平箔片与弹性支撑元件,所述平箔片、所述弹性支撑元件和所述轴承座由内到外依次设置,所述平箔片与所述轴承座连接,所述轴承座为圆台结构。

本申请还提供一种采用所述的高速动压气体轴承的轴承副,包括主轴,所述主轴一端设置有第一高速动压气体轴承,所述主轴另一端设置有第二高速动压气体轴承,所述第一高速动压气体轴承与所述主轴之间形成第一润滑间隙,所述第二高速动压气体轴承与所述主轴之间形成第二润滑间隙,所述主轴外设置有机壳,所述第一高速动压气体轴承设置于所述机壳内,所述第二高速动压气体轴承设置于所述机壳内。本申请提供的高速动压气体轴承,可通过调节弹性支撑元件与平箔片的结构和参数分布同时获得在轴向和径向方向更好的刚度分布,有效改善轴承的承载性能。本申请提供的高速动压气体轴承,该动压气体轴承的轴承座在主轴轴向方向上的位置影响着润滑间隙,可通过调节轴承座的安装位置或运行时调节轴承副的相对位置来改变轴承的承载性能。

动压气体轴承采用气体作为润滑介质,是高速、轻质、高可靠透平机械的关键支承部件。转子在运行时由于其存在不平衡质量产生偏心运动,与轴承之间形成楔形空间,具有粘性的气体在楔形空间两个边界高速相对运动的作用下形成压力梯度,产生动压效应,为转子提供承载力。动压气体轴承中的弹性支撑元件具有柔性表面弹性支承,其良好的阻尼和刚度能够有效抑制转子的振动,保证转子运行的稳定性。同时还具有长寿命、无污染、无需维护等优势。

在实际应用中,动压气体轴承分为径向动压气体轴承与止推动压气体轴承,分别为转子提供径向承载力与轴向承载力。采用传统动压气体轴承的转子系统需要同时安装径向轴承与止推轴承;止推轴承同时需要轴上装有止推盘才能提供轴向承载力,结构较复杂。且传统的动压气体轴承润滑间隙不可调节,调节承载力大小需更换不同的动压气体轴承。

由此可见,现有的高速动压气体轴承需要止推轴承与径向轴承同时使用,结构复杂,且工况适应性单一。

本发明在轴承技术领域有着广泛的应用前景。

发明人:陈双涛 朱一航 杨潇翎 张泽 陈良 侯予

 西安交通大学(Xi’an Jiaotong University),简称“西安交大”,位于陕西省西安市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学,由教育部与国家国防科技工业局共建,位列国家“双一流”, 首批进入国家“211工程”和“985工程”,是国家“七五”“八五”重点建设高校,入选“珠峰计划”“强基计划”“2011计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划,是环太平洋大学联盟、九校联盟(C9) 、中国大学校长联谊会、全球能源互联网大学联盟、中俄综合性大学联盟 、中俄交通大学联盟、CDIO工程教育联盟、丝绸之路大学联盟成员高校,是中国人工智能教育联席会理事长单位、学位授权自主审核单位,是中国三所开设少年班高校之一。

与现有技术相比,本申请提供的高速动压气体轴承及高速动压气体轴承副的有益效果在于:

本申请提供的高速动压气体轴承,为一种具有圆台结构的高速动压气体轴承,能同时提供轴向和径向两个方向的承载力,使得动压气体轴承的结构更简单,使用更方便。

本申请提供的高速动压气体轴承,使得动压气体轴承具备可变工况使用的能力与更优异的承载性能。

本申请提供的高速动压气体轴承,该动压气体轴承具有圆台结构,除具有动压气体轴承高速、寿命长、无油无污染、无需维护等优势外,还可同时提供轴向与径向承载能力,简化轴承结构,使用方便。

本申请提供的高速动压气体轴承,该动压气体的轴承的圆台结构影响着轴承轴向与径向承载力的分配,不局限于固定的角度,可根据实际使用场景确定圆台结构的倾斜角度。轴承副中两轴承的圆台倾斜程度可相同,也可不同。轴承座的内表面斜面与主轴轴向方向之间的接触角(小于90°)越大,轴承的轴向承载能力越大,接触角越小,径向承载能力越大。

本申请提供的高速动压气体轴承,可通过调节弹性支撑元件与平箔片的结构和参数分布同时获得在轴向和径向方向更好的刚度分布,有效改善轴承的承载性能。

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企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:

一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;

二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;

三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;

四是进入新的市场,以扩大市场规模;

五是培育新的能力,以取得新的优势;

六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。