本发明属于动静压混合气体轴承，具体涉及一种静压、动压混合作用下的动静压混合作用的气体止推轴承。
背景技术：
气体润滑轴承具有精度高、寿命长以及热性能良好的优点，在高精密领域，如精密机床、电子精密仪器及医疗器械等，有着广阔的应用前景。根据气体润滑承载机理，气体润滑轴承可分为静压轴承、动压轴承。静压气体轴承是将外部的高压气体通过节流器，进入轴承间隙，形成压力气膜以支承负载。静压气体轴承必须提供外部气源，并且气源需要经过多级过滤及干燥处理，气体消耗量较大，对资源造成一定的浪费。
动压气体轴承是借助转子止推板旋转时的动压效应，产生承载力，虽然无需提供外部气源，但在轴承启停过程中磨损严重，且工作中稳定性较差。
技术实现要素：
为了弥补现有技术中静压气体止推轴承资源浪费的不足及动压气体止推轴承的稳定性较差的缺点，本发明提出一种动静压混合作用的气体止推轴承。
本发明的技术方案如下：
一种动静压混合作用的气体止推轴承，所述气体止推轴承包括：转子止推盘(1)和止推轴承(4)，转子止推盘(1)位于止推轴承(4)的上方，转子止推板(1)下表面与止推轴承(4)上表面之间为气膜(2)，转子止推盘(1)与止推轴承(4)为同轴心；所述的止推轴承(4)上设有与其同心设置的分布圆(11)，止推轴承(4)上沿分布圆(11)均匀分布若干节流器(5)，且在分布圆(11)上开有微沟槽a(7)；所述的节流器(5)为环面节流器，其包括节流孔(9)和供气孔(10)；所述的止推轴承(4)的轴承外边界(3)附近分布有若干微沟槽b(8)。
在高压供气时，所述的转子止推盘(1)的下表面与止推轴承(4)上表面之间形成厚度为12-50微米的气膜(2)。
所述的节流器(5)的供气孔(10)直径大于节流孔(9)直径，节流器(5)的个数可为四的倍数。
所述的微沟槽a(7)与节流孔(9)处于同一分布圆(11)上，微沟槽a(7)的宽度大于节流孔(9)的直径，微沟槽a(7)的截面形状为矩形、梯形或弧形。
所述的微沟槽b(8)沿着轴承外边界(3)的圆弧分布，微沟槽b(8)形状为不规则形状，靠近外边界(3)的槽口宽度大于内侧的槽口宽度，微沟槽b(8)的为螺旋状或外宽内窄的四边形，微沟槽b(8)的个数为六、八、十或十二。
本发明的轴承承载力类型一共有两种，静压承载力和动压承载力。在转子止推盘前，外部高压气体经过节流器及微沟槽a，利用气体的节流效应，在转子止推盘下表面与止推轴承上表面之间形成压力气膜，为负载提供静压承载力。转子止推盘转动后，借助于轴承外边界处的微沟槽b，微沟槽b外宽内窄，高速旋转下产生动压效应，此时的止推轴承等同于微型气泵，为负载提供动压承载力。
本发明的节流器和微沟槽a避免了转子止推盘和止推轴承在轴承工作时的直接接触，解决了动压气体轴承在工作开始与结束时的磨损与不稳定问题。
本发明的微沟槽b弥补了纯静压气体轴承工作时功耗消耗较大的不足。
本发明的结构简单，加工方便，支撑性能优于传统静压及动压止推轴承，并且能够节约成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1为本发明的整体结构示意图；
图2.1为本发明中的止推轴承的俯视结构示意图；
图2.2为本发明中的止推轴承的主视结构示意图；
图3.1为本发明中的截面形状为矩形的微沟槽a的剖视图；
图3.2为本发明中的截面形状为梯形的微沟槽a的剖视图；
图3.3为本发明中的截面形状为弧形的微沟槽a的剖视图；
图4.1为本发明中的螺旋状的微沟槽b的俯视图；
图4.2为本发明中的形状为外宽内窄的微沟槽b的俯视图；
图中，1、转子止推盘，2、气膜，3、轴承外边界，4、止推轴承，5、节流器，6、轴承内边界，7、微沟槽a，8、微沟槽b，9、节流孔，10、供气孔，11、分布圆，12、轴承工作面内区，13、轴承工作面外区，14、矩形，15、梯形，16、弧形，17、螺旋状，18、外宽内窄的四边形。
具体实施方式
为了能够更加理解本发明的特征及优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行清楚、完整地描述。
如图1至图4.2，在下方的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本发明的动静压混合作用的气体止推轴承，包括转子止推盘1和止推轴承4，所述的转子止推盘1位于止推轴承4的上方。所述的转子止推板1下表面与止推轴承4上表面之间为气膜2。所述的转子止推盘1与止推轴承4为同轴心。所述的止推轴承4上沿分布圆11均匀分布一定数量的节流器5。所述的节流器5为环面节流器，分为节流孔9和供气孔10上下两部分。所述的分布圆11上开有微沟槽a7。所述的止推轴承4沿轴承外边界3分布有一定数量、特性形状的微沟槽b8。
所述的节流器5的供气孔10直径大于节流孔9直径。
所述的节流器5的个数可为四、八、十二等。
所述的微沟槽a7与节流孔9处于同一分布圆11上，微沟槽a7的宽度略大于节流孔9的直径。
所述的微沟槽a7的截面形状为矩形14、梯形15、弧形16中的一种。如图3。
所述的微沟槽b8以轴承外边界3为分布圆分布，微沟槽b8形状不规则，靠近外边界的槽口宽度大于内侧的槽口宽度。
所述的微沟槽b的平面为螺旋状17或外宽内窄的四边形18，如图4；微沟槽b8的个数可为六、八、十、十二等。
本实施例中，节流器5的数量设置为八个；微沟槽a7的截面形状为矩形14；微沟槽b8的形状为螺旋状17，数量设置为八个。
图1中，本发明中的转子止推盘1下表面与止推轴承4上表面在高压气体作用下，形成厚度为12-50微米的气膜2，气体具有一定的压强从而形成承载力，随气膜厚度的变化，承载力发生变化从而形成轴承刚度。本发明所述的微沟槽a其主要作用是通过增强节流及均匀效应，从而达到提高支撑性能的目的。本发明所述的微沟槽b8其主要作用是利用动压效应减少轴承气体消耗的同时，提高轴承的工作性能。
本发明的工作原理是，轴承工作前，高压气体从节流器5的供气孔10进入，再从节流孔9流出，接着到达微沟槽a7后，继续流向微沟槽a7两侧，形成气膜2，为负载提供静压承载力，此时为静压作用下的气体止推轴承；轴承工作时，微沟槽b8在转子止推盘旋转的作用下，对气体进行挤压产生动压效应，为负载提供动压承载力，此时为动静压混合作用下的气体止推轴承；轴承停止时，微沟槽b8引起的动压效应消失，此时为静压作用下的气体止推轴承。
实施例2
本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，本实施例中，节流器5的数量设置为四个，微沟槽a7的截面形状为梯形15，微沟槽b8的数量设置为十二个。
实施例3
本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，本实施例中，微沟槽a7的截面形状为弧形16，微沟槽b的形状为外宽内窄的四边形18，数量设置为二十个。
以上描述的仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种动静压混合作用的气体止推轴承，其特征在于，所述气体止推轴承包括：转子止推盘(1)和止推轴承(4)，转子止推盘(1)位于止推轴承(4)的上方，转子止推板(1)下表面与止推轴承(4)上表面之间为气膜(2)，转子止推盘(1)与止推轴承(4)为同轴心；所述的止推轴承(4)上设有与其同心设置的分布圆(11)，止推轴承(4)上沿分布圆(11)均匀分布若干节流器(5)，且在分布圆(11)上开有微沟槽a(7)；所述的节流器(5)为环面节流器，其包括节流孔(9)和供气孔(10)；所述的止推轴承(4)的轴承外边界(3)附近分布有若干微沟槽b(8)。
2.根据权利要求1所述的动静压混合作用的气体止推轴承，其特征在于：在高压供气时，所述的转子止推盘(1)的下表面与止推轴承(4)上表面之间形成厚度为12-50微米的气膜(2)。
3.根据权利要求1所述的动静压混合作用的气体止推轴承，其特征在于：所述的节流器(5)的供气孔(10)直径大于节流孔(9)直径，节流器(5)的个数可为四的倍数。
4.根据权利要求1所述的动静压混合作用的气体止推轴承，其特征在于：所述的微沟槽a(7)与节流孔(9)处于同一分布圆(11)上，微沟槽a(7)的宽度大于节流孔(9)的直径，微沟槽a(7)的截面形状为矩形、梯形或弧形。
5.根据权利要求1所述的动静压混合作用的气体止推轴承，其特征在于：所述的微沟槽b(8)沿着轴承外边界(3)的圆弧分布，微沟槽b(8)形状为不规则形状，靠近外边界(3)的槽口宽度大于内侧的槽口宽度，微沟槽b(8)的为螺旋状或外宽内窄的四边形，微沟槽b(8)的个数为六、八、十或十二。
技术总结