一种无底板的空气轴承的制作方法

1.本发明涉及空气轴承，具体是一种无底板的空气轴承。


背景技术：

2.公开号cn112879318a的发明专利公开了一种高速离心压缩机，并具体公开了止推空气轴承包括底板、中间支撑件、顶层箔片，底板呈环形，底板上沿圆周设有若干条冷却凹槽，底板的外边缘设有若干个固定安装孔；中间支撑件包括若干支撑箔片和弹性箔片，支撑箔片和弹性箔片通过点焊方式固定在底板上，支撑箔片和弹性箔片两两一组，用来对顶层箔片进行支撑；所述顶层箔片包括若干片单片箔片，所述若干片单片箔片呈环形布置，相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构。
3.公开号cn108286567a的发明专利公开了一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承，包括底板、支承波箔和顶层箔片，圆形的底板设置在下方，多片扇形的顶层箔片固定在底板的上方，支承波箔装配在底板和顶层箔片之间，还包括设置在顶层箔片和底板结合处径向一侧的入口段垫片，入口段垫片的厚度可调，支承波箔和顶层箔片之间为预紧装配。
4.上述专利公开的技术方案中都包含了底板，并且波箔、顶箔都直接或间接与底板进行连接，而通常底板都是通过螺钉固接在扩压器或轴承座上，不仅占据了有限的空间，而且在长期动载荷的作用下，螺钉会出现松动、断裂，影响气体压缩机整个系统的稳定性。而且支承波箔因焊接容易造成变形，造成波箔翘起，最终导致顶箔不平整，运行时气膜不均匀。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的缺陷或缺陷之一，本发明公开一种无底板的空气轴承，所采取的技术方案是：一种无底板的空气轴承，包括顶箔和n个波箔单体，其特征在于：每个波箔单体一侧向外同曲率延伸形成m段延伸带，每个延伸带自由端与一个拉环连为一体；扩压器或轴承座的端面上向上延伸形成n组、每组m个圆台，每组圆台沿扩压器或轴承座的轴心圆周阵列；圆台的高度大于等于波箔单体的厚度，每个波箔单体的m个拉环分别间隙或过渡地套设在1组m个圆台上；顶箔下表面分别与n组、每组m个圆台的顶面焊接；n≥3，m≥2。
6.进一步地，顶箔包括n个顶箔单体，每个顶箔单体包括固定段、比固定段高的抵接段、将固定段与抵接段连为一体的转折段，固定段的下表面与抵接段的下表面之间的距离小于波箔单体的波高；每个圆台的顶面至少2个焊点。
7.进一步地，顶箔包括n个顶箔单体，相邻两个顶箔单体之间通过波形系带连为一体形成环形；每个顶箔单体的同侧边缘下表面与1组m个圆台顶面通过激光、微波或超声波点焊固接在一起，每个圆台的顶面至少2个焊点。
8.进一步地，波形系带包括靠近内环的内系带和靠近外环的外系带。
9.进一步地，还包括位于顶箔与波箔单体之间的n个垫片，每个垫片上开设m个通孔，垫片分别间隙或过渡地套设在1组m个圆台上。
10.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：1.省去现有技术的底板、垫片(可选)，节省了零件和加工成本。
11.2.波箔无需焊接，避免了波箔因焊接引起的变形。
12.3.通过拉环实现波箔的限位，杜绝掉落的可能性，运行更可靠。
13.4.省去现有技术的底板，节省了空间，有利于气体压缩机的小型化、轻量化。
14.5.结构更为简单，运行更可靠。
附图说明
15.图1是本发明实施例1-2轴承座的结构示意图。
16.图2是本发明波箔单体的结构示意图。
17.图3是实施例1中顶箔单体的结构示意图。
18.图4是实施例1中轴承座与波箔单体和顶箔单体装配后的结构示意图。
19.图5是实施例2中顶箔的结构示意图。
20.图6是实施例2中轴承座与波箔单体和顶箔装配后的结构示意图。
21.图7是切除部分顶箔后的结构示意图。
22.图中，100-轴承座；圆台-102；1-波箔单体；延伸带-11；拉环-12；3-顶箔；31-顶箔单体；311-固定段；312-抵接段；313-转折段；32-波形系带；321-内系带；322-外系带。
具体实施方式
23.下面结合附图、以轴承座100为例对本发明做进一步说明。
24.实施例1，如图1所示的气体压缩机的轴承座100，中心开设轴孔。轴承座100的端面上向上延伸形成6组、每组2个圆台102，每组圆台102沿轴承座100的轴心圆周阵列；圆台102的高度等于下述波箔单体1的厚度。
25.如图2所示的波箔单体1，波箔单体1一侧向外同曲率延伸形成2段延伸带11，每个延伸带11自由端与一个拉环12连为一体。
26.6个波箔单体1的12个拉环12分别间隙地套设在12个圆台102上； 6个波箔单体1首尾相对、等距相间形成环形。
27.如图3所示的顶箔单体31，包括固定段311、比固定段311高的抵接段312、将固定段311与抵接段312连为一体的转折段313，固定段311的下表面与抵接段312的下表面之间的距离小于波箔单体1的波高。
28.6个顶箔单体31的固定段311下表面与12个圆台102的顶面通过激光点焊固接在一起。每个圆台的顶面至少2个焊点。在另一优选实施例中可以选用微波焊接或超声波焊接。
29.6个顶箔单体31被焊接固定后，每个顶箔单体31的转折段313和抵接段312就会向上翘起，每个顶箔单体31呈现一端低、一端高的斜坡状。
30.为了方便地说明波箔单体1和顶箔单体3与轴承座100的结构关系，在图4中，轴承座100端面的右边3个顶箔单体3被隐藏，右方位置的波箔单体1被隐藏。图中顶箔单体3上的2个小黑点为焊接的焊点。
31.本实施例的空气轴承是一种空气止推轴承，分别安装在扩压器和轴承座上，成对镜像安装，轴在旋转时，带动周围的空气同时旋转流动，旋转流动的空气流经高低相间的环状顶箔3时，在边界层吸附效应的作用下，成对的空气止推轴承之间就会产生要将彼此分离的推力，轴旋转的速度越快，产生的推力相应越大，相应地进入每个波箔单体1下表面的波形槽中空气的压力也越大，每个波箔单体1会抵压每个顶箔单体31不至于被压塌，这是一个动态平衡的过程，在此过程中，波箔单体1小幅度地伸缩变形，波高会有小幅度的变化，以适应轴旋转速度的变化。
32.实施例2，如图5-7所示，其他与实施例1相同，不同的是顶箔3为环形一体结构，相邻两个顶箔单体31之间通过波形系带32连为一体形成环形；波形系带32包括靠近内环的内系带321和靠近外环的外系带322。波形系带32起到柔性连接相邻顶箔单体31的作用。
33.每个顶箔单体31的同侧边缘与下表面与2个圆台102的顶面通过激光点焊固接在一起。每个圆台的顶面至少2个焊点。在另一优选实施例中可以选用微波焊接或超声波焊接。焊接后，环形的顶箔3的下表面局部与波箔单体1的非波体部分抵接，局部与波箔单体1的波体部分抵接，波形系带32便自然弯曲变形，使得整个环形的顶箔3呈现高低相间的环形锯齿波状。由于波形系带32对相邻顶箔单体31具有牵扯作用，故而整个顶箔的顶面会更加平整，提高了受力和磨擦的均匀性，减少磨损、提高寿命。
34.在图7中，将顶箔3右侧进行了半剖，轴承座100端面的右方位置的波箔单体1被隐藏。图中顶箔3上的小黑点为焊接的焊点。
35.实施例3，在实施例1-2任一实施例的基础上，增加了6个垫片，每个垫片的下表面与靠近非波段11自由端处的波箔单体1通过激光点焊固接在一起、每个垫片的上表面与顶箔3下表面通过激光点焊固接在一起。垫片的厚度可以根据需要进行调整，通过套设不同厚度的垫片可以调节单个波箔单体31的起伏坡度。
36.上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
37.本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。