一种空气悬浮轴向轴承及氢能源压缩机的制作方法

1.本发明涉及空气悬浮轴向轴承领域，尤其涉及一种空气悬浮轴向轴承及氢能源压缩机。


背景技术：

2.空气动压轴承是滑动轴承形式当中的一种，其结构和工作原理与液体滑动轴承类似，不同的是采用气体（多为空气）作为润滑介质，由于其摩阻极低、适用速度范围大、适用温度范围广、承载能力低等诸多优点，因而可用于高速机器、仪器或放射性装置中。
3.中国实用新型专利申请（公开号cn111664188b，公开日：20210601）公开了一种空气动压轴承及轴承组件，包括圆环状结构的轴承座，和设置在所述轴承座的端面上的支撑组件，所述支撑组件包括拱箔和顶箔，所述拱箔设置在所述顶箔和所述轴承座之间，用于对所述顶箔提供支撑力，所述顶箔包括与所述轴承座的端面平行设置的平面部，和与所述轴承座的端面形成夹角设置的斜面部，所述平面部远离所述斜面部的一端为固定端，所述固定端固定连接到所述轴承座上，所述斜面部远离所述平面部的一端为自由端，能够沿着所述轴承座的端面滑动，所述支撑组件还包括限位结构，所述限位结构相对所述轴承座固定设置，用于在所述轴承座的轴向上对所述顶箔的自由端进行限位。本发明提高了轴承的刚度和可靠性。
4.现有技术存在以下不足：通过螺钉将两个支撑装置的底箔分别锁紧固定至第一固定板和第二固定板，而底箔较薄，在锁紧固定时容易发生变形；从而造成轴承表面在轴向高低不平，进而影响轴承表面形成气模，降低了轴承的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：针对上述问题，提出采用定位销嵌入底箔的销钉槽进而对底箔、波箔和顶箔的组合件进行限位，从而避免螺钉对底箔锁紧时造成底箔变形的情况；有利于轴承表面形成气模，提高轴承的使用寿命的一种空气悬浮轴向轴承及氢能源压缩机。
6.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种空气悬浮轴向轴承，该轴承包括第一固定板、第二固定板、支撑装置和定位销；两个支撑装置相对设置并且分别位于相对设置的第一固定板和第二固定板上；支撑装置包括底箔、波箔和顶箔，波箔在轴向位于底箔和顶箔之间并且三者固定连接；第一固定板和第二固定板上相对设置有销钉孔，底箔上设置有轴向贯穿并且与销钉孔相对齐的多个销钉槽；定位销穿过两个支撑装置的销钉槽，并且其两端分别嵌入第一固定板和第二固定板上的销钉孔。
7.作为优选，销钉槽为开口槽。
8.作为优选，四个销钉槽两两相对设置，并且两两相对设置的销钉槽的连线相互垂直。
9.作为优选，第一固定板和第二固定板都设置有限位槽，销钉孔在轴向贯穿限位槽。
10.作为优选，空气悬浮轴向轴承还设置有多个调整垫片，多个调整垫片与底箔形状相同并且在轴向堆叠分布；多个调整垫片分别位于第一固定板上支撑装置的底箔外侧和第一固定板之间、第二固定板上支撑装置的底箔外侧和第二固定板之间。
11.作为优选，顶箔在远离波箔的表面上设置有ptfe涂层。
12.另外，本发明还公开了一种空气悬浮轴向轴承装置，包括空气悬浮轴向轴承和推力盘，推力盘位于两个支撑装置之间。
13.另外，本发明还公开了一种氢能源压缩机，包括电机筒、电机定子、电机轴、空气悬浮径向轴承、空气悬浮轴向轴承和轴向推力盘；电机定子固定嵌设在电机筒内，电机轴设置有电机转子，电机转子与电机定子相对齐；两个空气悬浮径向轴承套设在电机轴两端，用于对电机轴在径向提供支撑限位；轴向推力盘固定套设在电机轴上，空气悬浮轴向轴承的支撑部位位于轴向推力盘两侧，用于对轴向推力盘进行轴向限位。
14.作为优选，空气悬浮径向轴承包括轴承座、径向波箔、中箔、径向顶箔和锁紧螺钉；轴承座设置有轴承孔、固定槽和螺钉孔，径向波箔、中箔和径向顶箔都为开口的圆环形状；径向波箔固定套设在中箔外壁，中箔套设在径向顶箔外壁，并且径向波箔外壁嵌设于轴承孔内；中箔和径向顶箔在各自的开口端一侧都设置有凸出于各自外壁的固定部，中箔的固定部和径向顶箔的固定部都穿过径向波箔的开口端并且相互贴合；中箔的固定部和径向顶箔的固定部都嵌合于固定槽中，锁紧螺钉旋合于螺钉孔，并且其顶端与中箔的固定部底面相接触将中箔和径向顶箔的固定部压紧在固定槽内。
15.作为优选，锁紧螺钉的压紧固定方向与空气悬浮径向轴承所支撑的电机轴的转动方向相同。
16.本发明采用上述技术方案的一种空气悬浮轴向轴承及氢能源压缩机的优点是：多个定位销穿过两个支撑装置3的销钉槽12进而对其径向进行限位，防止电机轴转动时，支撑装置跟随电机轴带动的推力盘转动；当电机轴转速达到一定程度，支撑装置与推力盘之间形成气膜，从而使其分离，达到悬浮的效果；与螺钉锁紧固定底箔相比，定位销限位方式不对底箔表面提供压紧力，不会导致其被压紧变形；从而不会造成轴承表面在轴向高低不平，进而有利于轴承表面与电机轴之间形成气模，提高了轴承的使用寿命。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图2为支撑装置的结构示意图。
19.图3为氢能源压缩机的结构示意图。
20.图4、图5为空气悬浮径向轴承的结构示意图。
21.l1
‑
锁紧螺钉紧固方向、l2
‑
内转轴转动方向。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
23.实施例1如图1、图2所示的一种空气悬浮轴向轴承，该轴承包括第一固定板1、第二固定板2、支撑装置3和定位销4；两个支撑装置3相对设置并且分别位于相对设置的第一固定板1和
第二固定板2上；支撑装置3包括底箔31、波箔32和顶箔33，波箔32在轴向位于底箔31和顶箔33之间并且三者固定连接；第一固定板1和第二固定板2上相对设置有销钉孔11，底箔31上设置有轴向贯穿并且与销钉孔11相对齐的多个销钉槽12；定位销4穿过两个支撑装置3的销钉槽12，并且其两端分别嵌入第一固定板1和第二固定板2上的销钉孔11。此种方式中，多个定位销4穿过两个支撑装置3的销钉槽12进而对其径向进行限位，防止电机轴转动时，支撑装置3跟随电机轴带动的推力盘转动；当电机轴转速达到一定程度，支撑装置3与推力盘之间形成气膜，从而使其分离，达到悬浮的效果；与螺钉锁紧固定底箔31相比，定位销4限位方式不对底箔31表面提供压紧力，不会导致其被压紧变形；从而不会造成轴承表面在轴向高低不平，进而有利于轴承表面与电机轴之间形成气模，提高了轴承的使用寿命。
24.销钉槽12为开口槽。四个销钉槽12两两相对设置，并且两两相对设置的销钉槽12的连线相互垂直从而实现对支撑装置3在上下径向方向和左右径向方向的限位。
25.第一固定板1和第二固定板2都设置有限位槽13，销钉孔11在轴向贯穿限位槽13。空气悬浮轴向轴承还设置有多个调整垫片5，多个调整垫片5与底箔31形状相同并且在轴向堆叠分布；多个调整垫片5分别位于第一固定板1上支撑装置3的底箔31外侧和第一固定板1之间、第二固定板2上支撑装置3的底箔31外侧和第二固定板2之间。通过调整垫片5的个数可以调整推力盘与空气悬浮轴向轴承的顶箔33之间的间隙，以及调整叶轮与第一固定板1之间的间隙，提高叶轮效率。其中叶轮固定连接在电机轴上，并且用于鼓风。
26.顶箔33在远离波箔32的表面上设置有ptfe涂层，推力盘表面具有pvd涂层，两者之间摩擦系数低，且耐温高；从而保证了空气悬浮轴向轴承的使用寿命。
27.一种空气悬浮轴向轴承装置，包括空气悬浮轴向轴承和推力盘6，推力盘6位于两个支撑装置3之间。
28.如图3所示的一种氢能源压缩机，包括电机筒61、电机定子62、电机轴620、空气悬浮径向轴承63、空气悬浮轴向轴承64和轴向推力盘65；电机定子62固定嵌设在电机筒61内，电机轴620设置有电机转子，电机转子与电机定子62相对齐；两个空气悬浮径向轴承63套设在电机轴620两端，用于对电机轴在径向提供支撑限位；轴向推力盘65固定套设在电机轴620上，空气悬浮轴向轴承64的支撑部位位于轴向推力盘65两侧，用于对轴向推力盘65进行轴向限位。
29.如图4、图5所示，空气悬浮径向轴承63包括轴承座71、径向波箔72、中箔73、径向顶箔74和锁紧螺钉75；轴承座71设置有轴承孔711、固定槽712和螺钉孔713，径向波箔72、中箔73和径向顶箔74都为开口的圆环形状；径向波箔72固定套设在中箔73外壁，中箔73套设在径向顶箔74外壁，并且径向波箔72外壁嵌设于轴承孔711内；中箔73和径向顶箔74在各自的开口端一侧都设置有凸出于各自外壁的固定部741，中箔73的固定部和径向顶箔74的固定部741都穿过径向波箔72的开口端并且相互贴合；中箔73的固定部和径向顶箔74的固定部741都嵌合于固定槽712中，锁紧螺钉75旋合于螺钉孔713，并且其顶端与中箔73的固定部741底面相接触将中箔73和径向顶箔74的固定部741压紧在固定槽712内。此种方式中，径向波箔72、中箔73和径向顶箔74的组合件通过锁紧螺钉75顶端压紧在固定槽712内，当径向波箔72、中箔73或径向顶箔74发生损坏需要更换时，只需要卸掉锁紧螺钉75将径向波箔72、中箔73和径向顶箔74的组合件拆卸即可，而不需要对轴承座71进行更换；从而减少了需要更换零件的数量，降低了轴承的维护成本。
30.锁紧螺钉75的压紧固定方向与空气悬浮径向轴承所支撑的电机轴620的转动方向相同。从而使得锁紧螺钉75压紧径向波箔72、中箔73和径向顶箔74的组合件时不会受到电机轴620提供的相反方向的作用力，有利于保持锁紧螺钉75的紧固效果。