推力箔片空气轴承的制作方法

1.本技术涉及一种推力箔片空气轴承，尤其涉及一种能被简单焊接的推力箔片空气轴承。


背景技术：

2.空气轴承借助于旋转轴与轴承之间的压缩空气的压力所致的漂浮来支撑负载。在空气轴承中，位于可移动表面和固定表面之间的流动介质例如气体被压缩，以使空气的压力增加，借此使可移动表面升起，以允许旋转轴进行转动。
3.空气轴承包括支撑在旋转轴的纵向方向上施加的负载的推力空气轴承、支撑在相对于旋转轴的径向方向上施加的负载的轴颈空气轴承、以及使用材料箔片促进压力的形成并以高速转动从而改进动态稳定性的推力箔片空气轴承。
4.在现有的推力箔片空气轴承中，底板被耦接至固定部分，波箔片布置在底板的上表面上并且可弹性变形，顶箔片布置在波箔片上方并且与旋转部分接触。旋转部分可为旋转轴或耦接至旋转轴的中间部件，旋转轴绕中心线以预定方向旋转。在常规的制造过程中，会通过焊接将波箔片和顶箔片单独地且分别地耦接至底板的上表面，最终形成一个整体，但是这样所得的推力箔片空气轴承中会出现过多的焊点，一方面非常浪费时间，另一方面也会导致轴承的变形。
5.因此，需要提供一种改进的推力箔片空气轴承，其焊接程序简化，且结构简单，节约了制造成本。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种结构简单且能通过简单的制造过程完成的推力箔片空气轴承。
7.为此，提供了一种推力箔片空气轴承，包括：底板，其为具有中心孔且通过至少一个固定结构被固定至固定部分的板状构件；设置于所述底板上方且可弹性变形的多个扇形的波箔片，以及设置于所述波箔片上方的多个平坦板状的顶箔片，每个顶箔片桥接地覆盖相邻两个波箔片的一部分，其中所述波箔片具有平坦部分，所述平坦部分与所述顶箔片的一部分重叠，限定出重叠区域，在该重叠区域中，所述波箔片、所述顶箔片以及所述底板在至少两个焊点处被焊接在一起。
8.可选地，所述波箔片由瓦楞状或波状的第一部分以及作为所述平坦部分的第二部分构成。
9.可选地，所述波箔片设置在所述顶箔片和所述底板之间，其中所述第一部分位于相邻两个顶箔片中的一个下方，所述第二部分位于所述相邻两个顶箔片中的另一个的下方。
10.可选地，所述波箔片为具有与所述顶箔片的形状相对应的扇形。
11.可选地，所述至少两个焊点设置在所述重叠区域中靠近所述顶箔片的边缘处。
12.其中，所述至少两个焊点沿着所述顶箔片的边缘被排列为一排。
13.或者，所述至少两个焊点被沿着所述顶箔片的边缘排列为两排或更多排。
14.可选地，所述焊点以规则或不规则图案排列。
15.可选地，所述顶箔片和所述波箔片布置成使得相邻两个顶箔片的相邻的边缘均位于所述重叠区域中，并且所述顶箔片的两个边缘处，均设置所述焊点。
16.可选地，所述第一区域由弧形段和平直段构成，所述波箔片布置成使得平直段贴靠所述底板而所述弧形段贴靠所述顶箔片采用上述推力箔片空气轴承，通过在顶箔片、波箔片以及底板的相互重叠的平坦区段中设置焊点，可通过单次焊接以单个焊点将三个部件同时焊接到一起，从而大大减少了整个推力箔片空气轴承中所涉及的焊点数量，进一步减少了因过多焊点的存在而导致的推力箔片空气轴承的变形和失效。
附图说明
17.从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本技术的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本技术的理解。在附图中：
18.图1为根据本技术的推力箔片空气轴承的俯视示意图；以及
19.图2为根据本技术的推力箔片空气轴承的沿图1中a-a截面的剖视示意图；
具体实施方式
20.在本技术的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
21.如图1所示的本技术的推力箔片空气轴承1总体上为由三层叠加而层的多层结构，可以包括：底板2，该底板2是可通过多个固定突片21被耦接至固定部分上的板构件，所述底板2中间具有通孔22；多个波箔片3，其布置在底板2的上表面上并且可弹性地变形；以及多个扇形的顶箔片4，其布置在波箔片3上方并且布置成使得其短弧面与底板2的中心孔22对齐，所述顶箔片4用于与旋转部分接触，旋转部分为旋转轴或耦接至旋转轴的中间部件，该旋转轴绕中心线沿预定方向旋转，从而实现轴承的功能。
22.图1中示出底板2上具有三个固定突片21，但可以根据实际需要设置三个以上固定突片21，所述固定突片21上设置有供固定螺栓穿过的孔23，以将底板2螺合到固定部分，从而将组装后的整个推力箔片空气轴承1固定到固定部分上。
23.虽然图1中示出了顶箔片4的个数为6个，但可以根据实际需要进行设置，例如可以多于6个或小于6个。
24.每个波箔片3被分为两个区域，即瓦楞形或波形的第一区域31以及平坦的板形的第二区域32。所述波箔片3可本身由弹性材料制成，或者由非弹性材料制成为可弹性变形的形状，以弹性地支撑旋转部件。
25.所述波箔片3定位于所述底板3和所述顶箔片4之间，使得各波箔片3与扇形的顶箔片4相互错开，具体而言，从图1所示的俯视图上可以看出，每个波箔片3桥接在相邻两个顶箔片4之间，且波箔片3的第一区域31位于相邻两个顶箔片4之一的下面，而第二区域32位于所述相邻两个顶箔片4之另一个的下面，从而使得，每个顶箔片4的一部分与相邻两个波箔片3中的一个的平坦区域32重叠，而其另一部分与所述相邻两个波箔片3中的另一个的波形
区域31重叠。
26.如在图2中清楚所示，位于左边的波箔片3的第一区域31位于左边的顶箔片4的右半部分下方，而位于左边的箔片3的第二区域31位于右边的顶箔片4的左半部分下方，即，左边的波箔片3桥接左边的顶箔片4和右边的顶箔片4。
27.在波箔片3的第二区域32与顶箔片4的重叠的部分处，在顶箔片4的边缘附近，设置有焊点5，以将平坦的顶箔片4、波箔片3的平坦的第二区域32以及底板2三个部件焊接到一起，也就是说，仅通过一个焊点，就可以将三个部件焊接在一起，无需单独焊接其中的任两个部件，最终节省了焊点5的总数量。
28.如图1中所示，多个焊点5沿着每个扇形的顶箔片4的一个直边缘(例如图1中的左边缘6)排列成一行，图中所示每个顶箔片4在左边缘6处具有4个焊点，但也可以根据需要设置更多个或更少个焊接点，当然，焊点5也可以不按图1所示那样排列成一排，而是可以排列成两排或更多排，或者以其他规则或不规则图案布局，只要焊点5位于波箔片3的平坦第二区域32与顶箔片4的重叠区域内且更靠近顶箔片4的边缘即可。
29.虽然图中示出焊点5设置在每个顶箔片4的左边缘6处，但是也可以与图中所示相反，即，将波箔片3的第一区域31和第二区域32的位置互换，从而将各焊点5设置在靠近顶箔片4的右边缘7处。
30.或者，也可以设置成当顶箔片4的两个边缘6和7均位于与波箔片3的平坦第二区域32相重叠的区域时，在两个边缘6和7处均设置焊点5，焊点5的排列方式也不仅限于图中所示。
31.在以上每种情况中，均能保证在焊点5处顶箔片4、波箔片3以及底板2处于重叠关系，这样，可以通过一个焊点5就能将三者焊接在一起，简化了整个推力箔片空气轴承的制造过程。
32.与传统的制造过程相比，本技术不仅是减少了焊点的数量，还具有因焊点数量的减少而带来的一系列优点，因为在焊接中，焊点的出现往往伴随着被焊接部件的变形和应力，因为焊点的减少，应力得以释放，部件的变形得以减少，从而提高了整个推力箔片空气轴承的精度和强度，简化了加工过程，使得最终得到的推力箔片空气轴承的质量能得到保证，使用寿命也得以提高，在加压空气时的稳定性也更好。
33.实践证明，在达到相同质量标准的情况下，根据本技术所制造得到的推力箔片空气轴承的焊点数量可以减少至少50％。
34.为增强波箔片3的波形的第一区域31，可以在该第一区域31上设置沿周向延伸的肋条33，如图1中所示，每个第一区域31上可以设置两个平行的沿径向隔开的肋条33，所述肋条33可以通过焊接或其他方式连接到第一区域31上，也可以将肋条33与波箔片3一体地形成。
35.所述波箔片3可以由具有弹性的板材通过弯曲加工而成，也可以通过模具模制成波形以变形产生弹性。
36.所述波箔片3和所述顶箔片4的材料可以相同，也可以不同，但优选都由焊接性能良好的金属材料制成。
37.所述波箔片3和所述顶箔片4的板材厚度可以相同，也可以不同。
38.如图2中详细所示，所述波形的第一区域31可由多个弧形段34和位于各弧形段34
之间的平直段35构成，所述弧形段34和所述平直段35沿圆周方向交替布置，且沿径向延伸，这在图1的局部剖切部位可以清楚地看到，当然，弧形段34和平直段35的延伸方向也可以改变，只要其形状能在支撑旋转轴时提供弹性变形即可。
39.在组装时，第一区域31布置成使得平直段35贴靠底板2，而弧形段34贴靠顶箔片4，如图2中所示。
40.弧形段34的弯曲半径可以根据推力箔片空气轴承的整体大小而进行相应设计，当然，也可以将平直段35也设置成与弧形段34反向的弧形段，从而整个第一区域31形成为波浪形。
41.如前所述，在现有推力箔片空气轴承的制造过程中，往往是通过各板的焊接过程来实现的，因为从下到上排列的底板、波箔片、以及顶箔片的布置，通常会先将波箔片焊接到底板上，然后将顶箔片焊接到波箔片上，使这三个件最终形成为一体，但是这样的焊接过程费时费力，而且，因为焊点的增多，同时也增大了各层板件的变形可能，从而导致整个推力箔片轴承的制造精度下降，最终使得整个轴承的性能被降低。
42.在本技术中，对推力箔片空气轴承进行了结构上的改进，可减少焊点数量，从而使得加工过程也得以改进和简化。
43.尽管这里详细描述了本技术的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本技术的范围构成限制。在不脱离本技术精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。