[发明专利]一种气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统

权利要求书

1.一种气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，其特征在于，包括：主轴、气动涡轮、涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承、水润滑动静压径向轴承、壳体和端盖；在装配时，在壳体中先安装涡轮气体喷嘴环，然后安装气动涡轮与主轴过盈配合而成的一体化转子，再在涡轮两侧分别依次安装气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承，最后在壳体两端安装端盖；涡轮气体喷嘴环、气体止推轴承和水润滑动静压径向轴承均与壳体过盈配合；

所述的气动涡轮为冲动式涡轮，涡轮与主轴过盈配形合成一体化转子部件，涡轮两侧外端面设计为气体止推轴承的止推面，在涡轮叶片的轴向两侧留有排气槽，是涡轮低压气体的排气通道，也作为气体止推轴承的排气通道之一；

所述的涡轮气体喷嘴环有两排喷嘴，每排由在圆周方向均布的沿切向的多个气体喷嘴组成，两排喷嘴分别与涡轮上的两排涡轮叶片对应，喷嘴环外圆表面有进气槽与壳体上的涡轮进气孔连通，高压驱动气体从涡轮进气孔进入进气槽，经气体喷嘴膨胀加速后驱动涡轮旋转；

所述的气体止推轴承是气体静压轴承，在轴承的外圆表面上开有环形槽，所述的环形槽与壳体配合后形成气体均流槽，并与壳体上的止推轴承进气孔连通，组成气体止推轴承的供气通道；

所述的水润滑动静压径向轴承在内圆表面沿圆周方向均布4个凹腔，4个凹腔沿轴向的边缘设计成圆弧形过渡；轴承的外圆表面加工有环形槽，所述的环形槽与壳体配合后形成均流槽，并与壳体上的动静压轴承进水孔连通，组成水润滑动静压径向轴承的供水通道；

所述的壳体为一体化结构，其上设置的动静压轴承进水孔、涡轮进气孔和止推轴承进气孔，分别与水润滑动静压径向轴承的环形槽、涡轮气体喷嘴环的进气槽、气体止推轴承的环形槽，构成3个独立的供水或供气通道，3个通道共同存在于壳体上而互不干扰。

2.根据权利要求1所述的气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，其特征在于，所述的气体止推轴承，其工作面与止推面之间间隙的大小，通过调整涡轮气体喷嘴环和涡轮的轴向尺寸之差来控制。

3.根据权利要求1所述的气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，其特征在于，所述的壳体的上面和侧面靠近水润滑动静压径向轴承端面的位置设置有传感器安装孔，通过安装传感器来测量转子在两个径向轴承处水平和竖直方向的振动。

4.根据权利要求1所述的气涡轮驱动高速水润滑动静压轴承转子系统，其特征在于，通过在壳体壁面沿轴向打孔，以及水润滑动静压轴承、气体止推轴承与壳体之间的过盈配合，将动静压轴承进水孔与两个水润滑动静压径向轴承的均流槽连通，将止推轴承进气孔与两个气体止推轴承的均流槽连通。