CN106968972A - 一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法 - Google Patents

一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法，包括蜗壳体从左至右依次安装有副叶轮导流罩、径向轴承座、定子、轴承支架、隔离环、隔离盘和导流罩，副叶轮通过键与主轴相连，主轴内设置有转子，副叶轮通过螺栓对副叶轮进行锁紧，径向轴承支架与径向轴承内圈分别安装在径向轴承座与轴承支架上，轴承支架与隔离盘之间安装有隔离环和推力轴承动盘，推力轴承动盘通过中心通孔安装在主轴上，叶轮通过中心通孔安装在主轴上，叶轮另一端通过螺母进行锁紧。本发明采用气悬浮轴承代替普通滚动轴承或滑动轴承，利用压力气体膜支撑主轴工作，本发明无须润滑油，有效避免设备对介质及工作环境的污染，同时，轴承的寿命延长提高了整机的可靠性。

Description

一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法。
背景技术
现有鼓风机通常是采用滚动轴承或滑动轴承支撑主轴，并平衡主轴的径向力和轴向力，确保主轴与叶轮正常工作。通常滚动轴承或滑动轴承的转速由润滑条件决定，一般为几千转/分钟，当转速过高时，轴承的摩擦副油膜将被破坏，进而造成轴承失效。
本发明的一种气悬浮轴承鼓风机，采用气悬浮轴承代替普通滚动轴承或滑动轴承，平衡主轴工作时的径向力和轴向力，利用压力气体膜支撑主轴工作。由于气悬浮轴承阻力小，轴承动圈与静圈不直接接触，没有因摩擦而生热现象，因此，气悬浮轴承可以保证主轴转速提高至十至二十万转/分钟。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法。本发明的一种气悬浮轴承鼓风机，采用气悬浮轴承代替普通滚动轴承或滑动轴承，平衡主轴工作时的径向力和轴向力，利用压力气体膜支撑主轴工作。
发明技术方案：
一种气悬浮轴承鼓风机，包括导流罩、蜗壳体、叶轮、隔离盘、隔离环、推力轴承动盘、推力轴承静盘、轴承支架、径向轴承支架、径向轴承内圈、主轴、径向轴承座、副叶轮、副叶轮导流罩、定子、转子、螺旋槽、U型固定座、平头固定座、透气孔、垫片、进气槽、定位档I、定位档II和导气槽；
所述蜗壳体从左至右依次安装有副叶轮导流罩、径向轴承座、定子、轴承支架、隔离环、隔离盘和导流罩；
所述副叶轮导流罩与所述径向轴承座之间设置有所述副叶轮，所述副叶轮通过键与主轴相连，所述副叶轮通过锁紧螺栓对副叶轮进行锁紧，所述主轴内设置有转子；
所述径向轴承支架与所述径向轴承内圈分别安装在所述径向轴承座与轴承支架上，所述径向轴承支架上开有进气槽，且所述径向轴承支架通过定位档I进行定位，所述径向轴承内圈上开有导气槽，且所述径向轴承内圈通过定位档II进行定位；
所述轴承支架上设置有凹陷部，凹陷部安装有推力轴承静盘，所述推力轴承静盘包括U型固定座、平头固定座、透气孔和垫片；所述U型固定座与所述平头固定座以所述推力轴承静盘的轴心为中心交替等角度摆放，所述U型固定座与所述平头固定座上均设置有透气孔；
所述轴承支架与隔离盘之间安装有隔离环和推力轴承动盘，所述推力轴承动盘上设置有中心通孔，所述推力轴承动盘通过中心通孔安装在主轴上，且所述推力轴承动盘上设有螺旋槽；
所述导流罩与所述隔离盘之间安装有叶轮，所述叶轮一端与所述隔离环相贴合，所述隔离环与所述叶轮通过中心通孔安装在主轴上，所述叶轮另一端通过螺母进行锁紧。
进一步地：导气槽为鱼刺状。
进一步地：所述隔离盘内径大于推力轴承动盘的外径。
进一步地：所述U型固定座与所述平头固定座至少有三个，且相邻U型固定座与平头固定座之间安装有垫片。
进一步地：所述径向轴承内圈上的导气槽宽度为1-5mm，深度为0.2-1mm。
进一步地：径向轴承支架上的进气槽宽带为1-5mm。
进一步地：推力轴承动盘上的螺旋槽截面宽度为1-4mm，深度为0.2-2mm。
进一步地：推力轴承静盘上的透气孔直径为2-10mm。
本发明对于现有技术具有以下有益效果：本发明一种气悬浮轴承鼓风机转速提高后，风机的流量与风机转速平方成正比，使几何较小的鼓风机获得较大的流量；同时，本发明一种气悬浮轴承鼓风机无须润滑油，避免设备对介质及工作环境的污染，这在食品、制药和航天等环境尤为重要；本发明的一种气悬浮轴承鼓风机，采用气悬浮轴承代替普通滚动轴承或滑动轴承，使轴承的寿命极大提高，因而提高了整机的可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明径向轴承支架的结构示意图；
图3是本发明定位档I的主视图；
图4是本发明径向轴承座的主视图；
图5是本发明径向轴承座的左视图；
图6是本发明径向轴承内圈的结构示意图；
图7是本发明定位档II的主视图；
图8是本发明推力轴承动盘的主视图；
图9是本发明推力轴承动盘的左视图；
图10是本发明推力轴承静盘的主视图；
图11是本发明推力轴承静盘的左视图；
图中1-导流罩；2-蜗壳体；3-叶轮；4-隔离盘；5-隔离环；6-推力轴承动盘；7-推力轴承静盘；8-轴承支架；9-径向轴承支架；10-径向轴承内圈；11-主轴；12-径向轴承座；13-副叶轮；14-副叶轮导流罩；15-定子；16-转子；17-螺旋槽；18-U型固定座；19-平头固定座；20-透气孔；21-垫片；22-进气槽；23-定位档I；24-定位档II；25-导气槽。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
在图1至图11中，一种气悬浮轴承鼓风机，包括导流罩1、蜗壳体2、叶轮3、隔离盘4、隔离环5、推力轴承动盘6、推力轴承静盘7、轴承支架8、径向轴承支架9、径向轴承内圈10、主轴11、径向轴承座12、副叶轮13、副叶轮导流罩14、定子15、转子16、螺旋槽17、U型固定座18、平头固定座19、透气孔20、垫片21、进气槽22、定位档I23、定位档II24和导气槽25；
所述蜗壳体2从左至右依次安装有副叶轮导流罩14、径向轴承座12、定子15、轴承支架8、隔离环5、隔离盘4和导流罩1；
所述副叶轮导流罩14与所述径向轴承座12之间设置有所述副叶轮13，所述副叶轮13通过键与主轴11相连，所述副叶轮13通过锁紧螺栓对副叶轮13进行锁紧，所述主轴11内设置有转子16；
所述径向轴承支架9与所述径向轴承内圈10分别安装在所述径向轴承座12与轴承支架8上，所述径向轴承支架9上开有进气槽22，且所述径向轴承支架9通过定位档I23进行定位，所述径向轴承内圈10上开有导气槽25，且所述径向轴承内圈10通过定位档II24进行定位；
所述轴承支架8上设置有凹陷部，凹陷部安装有推力轴承静盘7，所述推力轴承静盘7包括U型固定座18、平头固定座19、透气孔20和垫片21；所述U型固定座18一端开有U型孔，所述U型固定座18与所述平头固定座19以所述推力轴承静盘7的轴心为中心交替等角度摆放，所述U型固定座18与所述平头固定座19上均设置有透气孔20；
所述轴承支架8与隔离盘4之间安装有隔离环5和推力轴承动盘6，所述推力轴承动盘6上设置有中心通孔，所述推力轴承动盘6通过中心通孔安装在主轴11上，且所述推力轴承动盘6上设有螺旋槽17；
所述导流罩1与所述隔离盘4之间安装有叶轮3，所述叶轮3一端与所述隔离环5相贴合，所述隔离环5与所述叶轮3通过中心通孔安装在主轴11上，所述叶轮3另一端通过螺母进行锁紧。
具体地，导气槽为鱼刺状。
具体地，所述隔离盘4内径大于推力轴承动盘6的外径。
具体地，所述U型固定座18与所述平头固定座19至少有三个，且相邻U型固定座18与平头固定座19之间安装有垫片21。
具体地，所述径向轴承内圈10上的导气槽25宽度为1-5mm，深度为0.2-1mm。
具体地，径向轴承支架9上的进气槽22宽带为1-5mm。
具体地，推力轴承动盘6上的螺旋槽17截面宽度为1-4mm，深度为0.2-2mm。
具体地，推力轴承静盘7上的透气孔20直径为2-10mm。
a、推力轴承增压方法：
推力轴承由推力轴承动盘6和推力轴承静盘7构成，所述推力轴承动盘6上有螺旋槽17；所述推力轴承静盘7包括U型固定座18、平头固定座19、透气孔20和垫片21；推力轴承工作时，推力轴承动盘6上的螺旋槽17带动介质气体产生向内的流动，使推力轴承动盘6与推力轴承静盘7之间的局部气压升高，进而提高气悬浮推力推力轴承承载能力；b、径向轴承增压方法：
径向气悬浮轴承是由轴承支架8、径向轴承支架9和径向轴承内圈10构成；所述径向轴承内圈10上设有导气槽24，当转子16在径向轴承内圈10内高速旋转时，由于导气槽24的导向作用，使转子16与径向轴承内圈10之间的局部介质气压升高，从而提高径向气悬浮轴承的承载能力。
当定子接通电源后，转子开始旋转工作，副叶轮13工作时，一定压力空气介质经流道进入推力轴承静盘7，推动推力轴承动盘6，平衡叶轮3的轴向力，同时副叶轮13也产生轴向力平衡叶轮3的轴向力；
主轴11在高速旋转时，通过鱼刺状导气槽25增压，与径向轴承内圈10上的之间形成气膜，平衡主轴11的径向力，使主轴11在高速旋转时与径向轴承内圈10不产生机械摩擦。
本发明采用气悬浮轴承代替普通滚动轴承或滑动轴承，利用压力气体膜支撑主轴工作；鼓风机转速提高后，使几何较小的鼓风机获得较大的流量；本发明一种气悬浮轴承鼓风机无须润滑油，有效避免设备对介质及工作环境的污染，同时，本发明使轴承的寿命极大提高，因而提高了整机的可靠性。

Claims (8)

1.一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，包括导流罩(1)、蜗壳体(2)、叶轮(3)、隔离盘(4)、隔离环(5)、推力轴承动盘(6)、推力轴承静盘(7)、轴承支架(8)、径向轴承支架(9)、径向轴承内圈(10)、主轴(11)、径向轴承座(12)、副叶轮(13)、副叶轮导流罩(14)、定子(15)、转子(16)、螺旋槽(17)、U型固定座(18)、平头固定座(19)、透气孔(20)、垫片(21)、进气槽(22)、定位档I(23)、定位档II(24)和导气槽(25)；
所述蜗壳体(2)从左至右依次安装有副叶轮导流罩(14)、径向轴承座(12)、定子(15)、轴承支架(8)、隔离环(5)、隔离盘(4)和导流罩(1)；
所述副叶轮导流罩(14)与所述径向轴承座(12)之间设置有所述副叶轮(13)，所述副叶轮(13)通过键与主轴(11)相连，所述副叶轮(13)通过锁紧螺栓对副叶轮(13)进行锁紧，所述主轴(11)内设置有转子(16)；
所述径向轴承支架(9)与所述径向轴承内圈(10)分别安装在所述径向轴承座(12)与轴承支架(8)上，所述径向轴承支架(9)上开有进气槽(22)，且所述径向轴承支架(9)通过定位档I(23)进行定位，所述径向轴承内圈(10)上开有导气槽(25)，且所述径向轴承内圈(10)通过定位档II(24)进行定位；
所述轴承支架(8)上设置有凹陷部，凹陷部安装有推力轴承静盘(7)，所述推力轴承静盘(7)包括U型固定座(18)、平头固定座(19)、透气孔(20)和垫片(21)；所述U型固定座(18)与所述平头固定座(19)以所述推力轴承静盘(7)的轴心为中心交替等角度摆放，所述U型固定座(18)与所述平头固定座(19)上均设置有透气孔(20)；
所述轴承支架(8)与隔离盘(4)之间安装有隔离环(5)和推力轴承动盘(6)，所述推力轴承动盘(6)上设置有中心通孔，所述推力轴承动盘(6)通过中心通孔安装在主轴(11)上，且所述推力轴承动盘(6)上设有螺旋槽(17)；
所述导流罩(1)与所述隔离盘(4)之间安装有叶轮(3)，所述叶轮(3)一端与所述隔离环(5)相贴合，所述隔离环(5)与所述叶轮(3)通过中心通孔安装在主轴(11)上，所述叶轮(3)另一端通过螺母进行锁紧。
2.根据权利要求1所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，所述隔离盘(4)内径大于推力轴承动盘(6)的外径。
3.根据权利要求2所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，所述U型固定座(18)与所述平头固定座(19)至少有三个，且相邻U型固定座(18)与平头固定座(19)之间安装有垫片(21)。
4.根据权利要求3所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，所述径向轴承内圈(10)上的导气槽(25)宽度为1-5mm，深度为0.2-1mm。
5.根据权利要求4所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，径向轴承支架(9)上的进气槽(22)宽带为1-5mm。
6.根据权利要求5所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，推力轴承动盘(6)上的螺旋槽(17)截面宽度为1-4mm，深度为0.2-2mm。
7.根据权利要求6所述一种气悬浮轴承鼓风机，其特征在于，推力轴承静盘(7)上的透气孔(20)直径为2-10mm。
8.基于权利要求1所述的一种气悬浮轴承鼓风机的气悬浮轴承增压方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、推力轴承增压方法：
推力轴承由推力轴承动盘(6)和推力轴承静盘(7)构成，所述推力轴承动盘(6)上有螺旋槽(17)；所述推力轴承静盘(7)包括U型固定座(18)、平头固定座(19)、透气孔(20)和垫片(21)；推力轴承工作时，推力轴承动盘(6)上的螺旋槽(17)带动介质气体产生向内的流动，使推力轴承动盘(6)与推力轴承静盘(7)之间的局部气压升高，进而提高气悬浮推力推力轴承承载能力；
b、径向轴承增压方法：
径向气悬浮轴承是由轴承支架(8)、径向轴承支架(9)和径向轴承内圈(10)构成；所述径向轴承内圈(10)上设有导气槽(24)，当转子(16)在径向轴承内圈(10)内高速旋转时，由于导气槽(24)的导向作用，使转子(16)与径向轴承内圈(10)之间的局部介质气压升高，从而提高径向气悬浮轴承的承载能力。
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