一种基于底板压印凸台的空气轴承的制作方法

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1.本实用新型涉及空气轴承技术领域，尤其涉及一种基于底板压印凸台的空气轴承。


背景技术：

2.空气轴承是一种采用空气作为润滑介质的自作用式动压空气轴承，空气轴承与传统高速轴承相比，具有结构简单、转速高、摩擦功耗低、耐高低温、稳定性好和维护方便等优点，在高速旋转机械领域具有广阔的应用前景，目前空气轴承已普遍应用于氢燃料电池用离心空压机领域。
3.动压空气止推轴承是利用顶层箔片和止推盘间楔形气膜的压缩效应来产生轴向承载力的，如公开号为cn108286567a，名称为一种具有厚顶层箔片结构的止推箔片动压空气轴承的专利申请，其结构主要包括底板、垫片、支撑波箔和顶层箔片四个组成部分，首先，垫片是单独增加的部件，垫片与底板之间、垫片与顶层箔片之间都是通过点焊的方式进行连接，其缺点是垫片处需要两道点焊工序，不仅组装效率低，而且对工艺要求很高且比较复杂，每个垫片的定位以及焊接都有严格要求，加工精度要求高，稍有不慎很容易发生翘曲变形影响整个底板和顶层箔片的平面度，甚至形成残次品而无法使用，浪费材料，增加成本，顶层箔片与止推盘的接触面上设有多个焊点，降低了顶层箔片的平面度和光滑度。其次，支撑波箔与底板之间也是通过点焊的方式进行连接，多次焊接容易造成尺寸公差不稳定，使产品的合格率得到大幅降低。另外，公开号为cn108286567a专利中的顶层箔片为分体式结构，每片顶层箔片的一侧固定，另一侧为自由端，其缺点是自由端容易沿轴向发生移动或翘曲，从而与止推盘接触，导致顶层箔片自由端和止推盘磨损，严重降低了轴承的稳定性及使用寿命。
4.综上，动压空气止推轴承中的上述问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

5.本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于底板压印凸台的空气轴承，解决了以往的垫片需要通过两道点焊工序与底板和顶层箔片连接的问题，解决了以往的支撑波箔需要通过点焊工序与底板连接的问题，简化了工艺，提高了组装效率，提高了成品合格率。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.一种基于底板压印凸台的空气轴承，包括底板、若干个支撑波箔和顶层箔片，所述底板上对应每个支撑波箔的位置设有向支撑波箔方向凸出的凸台，所述凸台与底板一体压印成型制成，所述凸台与顶层箔片固定连接；所述支撑波箔的一侧设有与凸台形状相配合的卡装孔，所述支撑波箔通过卡装孔与凸台固定连接,所述凸台的左右两侧设有定位卡槽，所述卡装孔内设有与定位卡槽相配合的定位卡凸，所述定位卡凸与定位卡槽之间为预紧装配。
8.所述凸台的左右两侧与底板一体连接，凸台的另外两侧设有冷却凹槽。
9.所述凸台通过点焊、激光焊或超声波焊接与顶层箔片固定连接。
10.所述定位卡凸与定位卡槽以外的卡装孔与凸台之间为间隙配合，所述支撑波箔与顶层箔片之间为预紧装配。
11.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。
12.所述相邻两单片箔片之间通过系带实现柔性连接，所述系带包括波浪形、直线形或弧形。
13.所述相邻两单片箔片之间通过两条系带进行连接，所述两条系带分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口，相邻两单片箔片的槽口对接后形成容纳系带的空间。
14.所述底板的外周设有若干个安装孔。
15.所述顶层箔片的外表面喷涂有耐磨涂层。
16.所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层。
17.本实用新型采用上述方案，具有以下优点：
18.(1)通过在底板上对应每个支撑波箔的位置一体压印成型制成向支撑波箔方向凸出的凸台，简化了工艺，提高了组装效率，取消了一道点焊工序，避免了点焊次数过多导致发生翘曲变形影响平面度的问题，提高了成品合格率，减少了顶层箔片与止推盘的接触面上的焊点，提升了顶层箔片的平面度和光滑度；
19.(2)通过在支撑波箔的一侧开设与凸台形状相配合的卡装孔，使支撑波箔通过卡装孔与凸台固定连接，取消了支撑波箔与底板之间的点焊工序，避免多次焊接造成的尺寸公差不稳定，使产品的合格率得到大幅提升，降低加工成本；
20.(3)通过将相邻两单片箔片之间柔性连接形成整体式顶层箔片结构，当单片箔片的自由端沿轴向发生移动或翘曲时，柔性系带可将其自由端拉回复位，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；柔性系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性。
附图说明：
21.图1为本实用新型的结构示意图。
22.图2为本实用新型的爆炸结构示意图。
23.图3为本实用新型底板的前视结构示意图。
24.图4为本实用新型底板的后视结构示意图。
25.图5为本实用新型去掉顶层箔片的结构示意图。
26.图中，1、底板，2、支撑波箔，3、顶层箔片，4、凸台，5、冷却凹槽，6、系带，7、槽口，8、安装孔，9、卡装孔，10、定位卡槽，11、定位卡凸。
具体实施方式：
27.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实
用新型进行详细阐述。
28.如图1-5所示，一种基于底板压印凸台的空气轴承，包括底板1、若干个支撑波箔2和顶层箔片3，所述底板1上对应每个支撑波箔2的位置设有向支撑波箔2方向凸出的凸台4，所述凸台4与底板1一体压印成型制成，简化了工艺，提高了组装效率，取消了一道点焊工序，避免了点焊次数过多导致发生翘曲变形影响平面度的问题，提高了成品合格率，凸台4与支撑波箔2两两一组，用来对顶层箔片3进行支撑，所述凸台4与顶层箔片3固定连接；将支撑波箔2一侧的平板进行加长设计，然后在平板上开设与凸台4形状相配合的卡装孔9，所述支撑波箔2通过卡装孔9与凸台4固定连接，凸台4上设有定位卡槽10，所述卡装孔9内设有与定位卡槽10相配合的定位卡凸11，所述定位卡凸11与定位卡槽10之间为预紧装配，可将支撑波箔2安装牢固，防止支撑波箔2发生移动，拆装快捷方便，取消了支撑波箔2与底板1之间的点焊工序，避免多次焊接造成的尺寸公差不稳定，使产品的合格率得到大幅提升。
29.所述凸台4的左右两侧与底板1一体连接，强度高，不易变形，定位卡槽10可开设在凸台4的左右两侧，凸台4的另外两侧设有冷却凹槽5。
30.所述凸台4通过点焊、激光焊或超声波焊接与顶层箔片3固定连接。
31.所述定位卡凸11与定位卡槽10以外的卡装孔9与凸台4之间为间隙配合，利于气体经冷却凹槽5散热，所述支撑波箔2与顶层箔片3之间为预紧装配。
32.所述顶层箔片3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。
33.所述相邻两单片箔片之间通过系带6实现柔性连接，所述系带6包括波浪形、直线形或弧形。本领域内可实现柔性系带连接的其他常规结构形式，都在本实用新型保护范围之内。当单片箔片的自由端沿轴向发生移动或翘曲时，柔性系带6可将其自由端拉回复位，从而避免了与止推盘接触导致磨损，延长了使用寿命；柔性系带既保证了顶层箔片的整体性，又使顶层箔片具有一定的拉伸量和形变量，不会影响单片箔片自由端随波形的升高或降低，保证了形成气膜的稳定性。
34.所述相邻两单片箔片之间通过两条系带6进行连接，可增加连接强度，所述两条系带6分别设置在相邻两单片箔片的环形内边缘和外边缘，所述单片箔片与系带的连接处分别开设槽口7，相邻两单片箔片的槽口7对接后形成容纳系带的空间，可保证空间内的系带6具有一定长度，从而具备拉伸和形变的空间。
35.所述底板1的外周设有若干个安装孔8。
36.所述顶层箔片3的外表面喷涂有耐磨涂层，所述耐磨涂层包括二硫化钼涂层或聚四氟乙烯涂层，可降低磨损，提高使用寿命。
37.本实用新型在组装时，先在底板1上对应每个支撑波箔2的位置一体压印成型制成向支撑波箔2方向凸出的凸台4，然后将支撑波箔2通过卡装孔9与凸台4固定连接，定位卡凸11与定位卡槽10相配合起到定位作用，再将顶层箔片3的每个单片箔片对应一组支撑波箔2和凸台4放置，最后将凸台4与单片箔片通过点焊方式固连，支撑波箔2与顶层箔片3之间为预紧装配。当空气轴承工作时，支撑波箔2在气膜作用力下会发生微小弹性变形，与顶层箔片3的内表面和底板1表面发生微滑动，为轴承高速运转提供足够的阻尼，气膜对止推盘起到止推作用。
38.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技
术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
39.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。