帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承制造技術

旋轉氣體軸承允許在通過軸承供給增壓氣體的同時繞單軸旋轉。氣體軸承包括氣體供給部件和氣體陷阱部件。筒狀凹陷部定位在氣體供給部件和氣體陷阱部件中的一個中。筒狀突起從氣體供給部件和氣體陷阱中的另一個突出并且定尺寸為以預定間隙適配在筒狀凹陷部內。氣體供給軸承表面與氣體陷阱軸承表面相對。開口位于氣體供給軸承表面中，多孔涂層覆蓋氣體供給軸承表面的圍繞開口的部分。多孔涂層經由氣體供給部件而與增壓氣體供給源連通，用于維持多孔涂層與氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，使得軸承壓力大于饋給壓力。位于氣體陷阱軸承表面中的環狀通道與開口對準且與開口相對地定位，并且經由氣體陷阱部件而與氣體陷阱連通。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
公開的實施例涉及增壓氣體軸承領域，更特別地，涉及帶有氣體通孔的旋轉增壓氣體軸承領域。
技術介紹
在機械軸承中經常選擇尤其是流體軸承和氣體軸承是有多方面原因的。例如，氣體軸承可以具有幾乎為零的摩擦，即使在極低速時以及當啟動或停止時，顯示出軸承表面上的近零磨損以及提供優良的機械振動隔離。因此，氣體軸承的一個應用是提供具有幾乎為零的摩擦旋轉運動的旋轉接合處以及優良的有效載荷振動隔離。然而，難以跨過氣體軸承將增壓氣體供給到旋轉側的氣體陷阱。傳統地，有三種方式來實現這點：使軟管從氣體供給直接延伸到氣體陷阱，通過使用滑環，以及通過在氣體軸承的旋轉側上包含額外的氣體供給源。軟管的使用將氣體軸承的運動范圍限制到在軟管變得纏結或扭絞之前至多幾個完整圈。滑環引入了跨軸承的摩擦和機械振動，可能抵消氣體軸承所提供的一些優點。在氣體軸承的旋轉側上的單獨的氣體供給源引入了額外的機械復雜度以及額外的重量，并且如果使用壓縮機還會引入機械振動以及向氣體軸承的旋轉側供給電力的需求。專利技術概述根據一個實施例，描述了在供給通過軸承的增壓氣體的同時允許繞單軸旋轉的旋轉氣體軸承。氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流體連通。氣體軸承包括限定了氣體供給軸承表面的氣體供給部件和限定了氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件。限定了氣體供給軸承表面和氣體陷阱軸承表面中的一個的筒狀凹陷部，位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱>部件中的一個中。筒狀突起從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個突出，并且其尺寸適于以預定間隙裝配在筒狀凹陷部內。所述筒狀突起限定了氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另一個。所述氣體供給軸承表面與所述氣體陷阱軸承表面相對。適于經由氣體供給部件而在饋給壓力下與增壓氣體供給源流體連通的至少一個開口，位于所述氣體供給軸承表面中。多孔涂層覆蓋所述氣體供給軸承表面的圍繞開口的部分。所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件而與所述增壓氣體供給源流體連通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所述軸承壓力大于所述饋給壓力。位于所述氣體陷阱軸承表面中的環狀通道與所述開口對準且相對地定位，并且適于經由所述氣體陷阱部件而與氣體陷阱流體連通。在另一實施例中，所述多孔涂層包括燒結材料。在另一實施例中，所述多孔涂層包括黃銅和碳中的至少之一。在另一實施例中，所述多孔涂層包括石墨。在另一實施例中，選擇所述預定間隙而使得所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在5μm與50μm之間。在另一實施例中，選擇所述預定間隙而使得所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在12μm與25μm之間。在另一實施例中，所述增壓氣體包括空氣。在另一實施例中，所述增壓氣體包括氧氣、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣和氙氣中的至少之一。在另一實施例中，所述饋給壓力比軸承壓力小大約30kPa。在另一實施例中，所述軸承壓力在600kPa與1000kPa之間，且所述饋給壓力在570kPa與970kPa之間。在另一實施例中，所述通道的寬度大于所述至少一個開口的寬度。在另一實施例中，所述環狀通道繞著所述筒狀突起的周緣延伸。在另一實施例中，所述筒狀凹陷部位于所述氣體供給部件中，并且所述筒狀突起從所述氣體陷阱部件突出。根據另一實施例，描述了在供給通過軸承的增壓氣體的同時允許繞單軸旋轉的旋轉氣體軸承。所述氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流體連通。所述氣體軸承包括限定氣體供給軸承表面的氣體供給部件以及限定氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件。定形為第一回轉表面且限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的一個的凹陷部，位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的一個中。定形為第二回轉表面且限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另一個的突起，從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個突出。所述突起被定尺寸為以預定間隙裝配在所述凹陷部內。適于經由所述氣體供給部件而在饋給壓力下與所述增壓氣體供給源流體連通的至少一個開口，位于所述氣體供給軸承表面中。多孔涂層覆蓋所述氣體供給軸承表面的部分。所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件而與所述增壓氣體供給源流體連通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所述軸承壓力大于所述饋給壓力。所述氣體陷阱軸承表面中的環狀通道與所述開口對準且與所述開口相對地定位。所述通道適于經由所述氣體陷阱部件而與所述氣體陷阱流體連通。在另一實施例中，所述凹陷部是錐形凹陷部，并且所述突起是錐形突起。在另一實施例中，所述凹陷部是截頭錐形凹陷部，并且所述突起是截頭錐形突起。在另一實施例中，所述多孔涂層圍繞所述開口。附圖說明為更好的理解所描述的實施例以及更清楚地表明它們如何實施，將通過示例的方式參考附圖，在附圖中：圖1示出了帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承的一個實施例的剖視圖。圖2示出了圖1所描繪的帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承的實施例的立體剖開視圖。圖3示出了帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承的另一實施例的剖視圖。圖4示出了帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承的另一實施例的剖視圖。專利技術詳述圖1示出了帶有通孔的單軸旋轉氣體軸承的一個實施例的剖視圖。氣體軸承1000允許氣體陷阱(集氣匯，gassink)部件1010相對于氣體供給部件1020繞軸線1005自由旋轉，同時從氣體供給部件1020上的增壓氣體供給源1030向氣體陷阱部件1010上的氣體陷阱1040供給增壓氣體。氣體陷阱1040可以是任何類型的氣體陷阱，包括例如沿著不同旋轉軸線對準的其它氣體軸承。在氣體軸承1000中使用的氣體可以是任何適合的工作氣體。優選地，因空氣是易于得到的供給源，工作氣體是空氣。可選地，還可以使用諸如氮氣、氧氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣的其它各種氣體中的一種或混合物。增壓氣體供給源1030包括能夠在氣體軸承1000運轉期間維持充足壓力(參見下面)的任何合適的增壓氣體供給源。例如，增壓氣體供給源1030可以包括帶有氣體供給源的壓縮機或者帶有調節器的增壓和/或液化氣體罐。優選地，工作氣體是空氣，使得可以使用在環境空氣中抽氣的壓縮機。繼續參考圖1，氣體軸承1000包括在氣體供給部件1020中的筒狀凹陷部1025，其內表面具有氣體供給軸承表面1050。對應的筒狀突起1015從氣體陷阱部件1010延伸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種旋轉氣體軸承，用于在供給通過所述軸承的增壓氣體的同時，允許繞著單軸旋轉，所述氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流體連通，所述氣體軸承包括：a)限定氣體供給軸承表面的氣體供給部件；b)限定氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件；c)位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的一個中的筒狀凹陷部，所述筒狀凹陷部限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的一個；d)筒狀突起，其從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個突出，所述筒狀突起被定尺寸成以預定間隙適配在所述筒狀凹陷部內，所述筒狀突起限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另一個，其中所述氣體供給軸承表面與所述氣體陷阱軸承表面相對；e)位于所述氣體供給軸承表面中的至少一個開口，所述開口適于經由所述氣體供給部件在饋送壓力下與所述增壓氣體供給源流體連通；f)多孔涂層，其覆蓋所述氣體供給軸承表面的圍繞所述開口的部分，所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件與所述增壓氣體供給源流體連通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所述軸承壓力大于所述饋給壓力；g)環狀通道，其位于所述氣體陷阱軸承表面中，與所述開口對準且與所述開口相對地定位，所述通道適于經由所述氣體陷阱部件而與所述氣體陷阱流體連通。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.08.28 US 61/870,8081.一種旋轉氣體軸承，用于在供給通過所述軸承的增壓氣體的同時，
允許繞著單軸旋轉，所述氣體軸承構造為與增壓氣體供給源和氣體陷阱流
體連通，所述氣體軸承包括：
a)限定氣體供給軸承表面的氣體供給部件；
b)限定氣體陷阱軸承表面的氣體陷阱部件；
c)位于所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的一個中的筒狀凹
陷部，所述筒狀凹陷部限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表
面中的一個；
d)筒狀突起，其從所述氣體供給部件和所述氣體陷阱部件中的另一個
突出，所述筒狀突起被定尺寸成以預定間隙適配在所述筒狀凹陷部內，所
述筒狀突起限定所述氣體供給軸承表面和所述氣體陷阱軸承表面中的另
一個，其中所述氣體供給軸承表面與所述氣體陷阱軸承表面相對；
e)位于所述氣體供給軸承表面中的至少一個開口，所述開口適于經由
所述氣體供給部件在饋送壓力下與所述增壓氣體供給源流體連通；
f)多孔涂層，其覆蓋所述氣體供給軸承表面的圍繞所述開口的部分，
所述多孔涂層適于經由所述氣體供給部件與所述增壓氣體供給源流體連
通，用于維持所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的軸承壓力，所
述軸承壓力大于所述饋給壓力；
g)環狀通道，其位于所述氣體陷阱軸承表面中，與所述開口對準且與
所述開口相對地定位，所述通道適于經由所述氣體陷阱部件而與所述氣體
陷阱流體連通。
2.如權利要求1所述的旋轉氣體軸承，其中所述多孔涂層包括燒結
材料。
3.如權利要求1所述的旋轉氣體軸承，其中所述多孔涂層包括黃銅
和碳中的至少一個。
4.如權利要求3所述的旋轉氣體軸承，其中所述多孔涂層包括石墨。
5.如權利要求1-3中的任一項所述的旋轉氣體軸承，其中選擇所述預
定間隙，以使所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在5μm與
50μm之間。
6.如權利要求4所述的旋轉氣體軸承，其中選擇所述預定間隙，以
使所述多孔涂層與所述氣體陷阱軸承表面之間的空隙在12μm與25μm之
間。
7.如權利要求1-6中的任一項所述的旋轉氣體軸承，其中所述增壓氣
體包括空氣。
8.如權利要求1-6中的任一項所述的旋轉氣體軸承，其中所述增壓氣
體包括氧氣、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣和氙氣中的至少之一。
9.如權利要求1-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·G·辛達林，
申請(專利權)人：蓋迪科斯系統公司，
類型：發明
國別省市：加拿大;CA