具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，常见的箔片动压空气轴承500由顶层箔片510、弹性箔片520和轴承套筒530三个零件构成，其中，顶层箔片510和弹性箔片520是对转轴300的振动起阻尼作用的关键零件，轴承套筒530则主要用于固定组装顶层箔片510和弹性箔片520。轴承生产厂家通过销钉将顶层箔片510和弹性箔片520预先固定在轴承套筒530中，装配完成后作为完整的轴承产品交付给客户使用。客户收到箔片动压空气轴承500后，再将其安装在机器的轴承座200内。

由于轴承套筒530的存在，轴承座200-弹性箔片520-顶层箔片510-转轴300的尺寸链额外增加了一个尺寸环，需要额外考虑轴承套筒530与轴承座200之间的装配关系以确保装配满足设备工艺要求。通常来说，对轴承套筒530的尺寸公差和形位公差的要求非常高，轴承套筒530的加工费约占单个轴承成本的40%，最终导致箔片动压空气轴承500的加工成本高。

此外，仅由顶层箔片510、弹性箔片520和轴承套筒530组成的箔片动压空气轴承500的阻尼性能有限，难以及时消耗转子-轴承系统振动时的机械能，抑制转子-轴承系统振动的能力不足。

为了增强箔片动压空气轴承500的阻尼性能，业界开始将高阻尼的粘弹性材料置于弹性箔片520和顶层箔片510之间，或者置于弹性箔片520和轴承套筒530之间，或者置于顶层箔片510和轴承套筒530之间。外部载荷通过径向挤压粘弹性材料，利用其迟滞回弹特性消耗机械能量，产生阻尼，抑制转子-轴承系统振动。

但是，箔片动压空气轴承500的间隙会受粘弹性材料的厚度尺寸和公差限制。从生产加工的角度，由于粘弹性材料自身的工艺问题，尺寸公差无法有效保证，往往导致同一批箔片动压空气轴承500的间隙大小不一。从长期使用的角度，粘弹性材料多为橡胶件，易老化变性，导致箔片动压空气轴承500的间隙和性能无法持久保持。

同时，粘弹性材料和弹性箔片520、顶层箔片510或者轴承套筒530之间没有任何的连接，因此需要对粘弹性材料进行轴向和周向的定位，通常的做法是在箔片动压空气轴承500两端用端盖将粘弹性材料封闭起来。这就造成了弹性箔片520的轴向冷却通道被完全堵死，冷却气流无法及时带走箔片动压空气轴承500产生的热量，容易导致箔片动压空气轴承500过热失效。

同样地，粘弹性材料与弹性箔片520、顶层箔片510之间没有紧密的连接关系，只能单纯地通过挤压粘弹性材料来产生阻尼，没能充分发挥粘弹性材料在外部载荷作用下的拉伸-压缩滞回耗能能力，形成的滞回曲线的包络面积较小，阻尼效果不佳。

请参阅图2，现有的静压空气轴承在应用时，会在轴承套筒530和轴承座200之间安装O型圈600，以此提高转子-轴承系统的稳定性。上述箔片动压空气轴承500通常存在稳定性差的问题，为了增加转子-轴承系统的稳定性，可以参考静压空气轴承，在轴承套筒530和轴承座200之间增加O型圈600进行减震抑振，以提高设备的稳定性。但这种方法需要额外采购定制O型圈600，增加了成本。

实施例1

请参阅图3，本实施例提供一种箔片动压轴承100，特别是一种不含轴承套筒530且增强系统稳定性的箔片动压轴承100，尤其适用于高转速、轻负载及无油工况的旋转机械轴系，高温和低温环境均可运行。

具体地，箔片动压轴承100包括顶箔110、波箔120和粘弹性筒体130。顶箔110与粘弹性筒体130相连，至少部分波箔120嵌于粘弹性筒体130内。

顶箔110、波箔120和粘弹性筒体130连为一体，将粘弹性筒体130装配在轴承座200上，即可完成箔片动压轴承100与轴承座200的安装。采用粘弹性筒体130取代轴承套筒530，能够节约轴承套筒530的加工费用，大大降低了箔片动压轴承100的加工成本。此外，波箔120弹性变形时也会带动粘弹性筒体130压缩或者拉伸，阻尼性能大大提升，从而能够迅速消耗转子-轴承系统振动时的机械能，有效抑制转子-轴承系统的振动。

实施例2

请一并参阅图4和图5，本实施例提供一种箔片动压轴承100，特别是一种不含轴承套筒530且增强系统稳定性的箔片动压轴承100，其包括顶箔110、波箔120和粘弹性筒体130，顶箔110和波箔120均固定在粘弹性筒体130上，三者连为一体。将粘弹性筒体130装配在轴承座200上，即可完成箔片动压轴承100与轴承座200的安装。

请一并参阅图6和图7，具体地，顶箔110由支承部111和固定部112组成。其中，支承部111沿箔片动压轴承100的轴向设置，在使用时与转轴300直接接触。支承部111的横截面呈弧形，其圆心位于箔片动压轴承100的轴线上，对应的圆心角略小于360°。

固定部112与支承部111一体成型，同样沿箔片动压轴承100的轴向设置。固定部112沿宽度方向的一侧与支承部111相连，另一侧则嵌于粘弹性筒体130内，从而使得整个顶箔110与粘弹性筒体130固定连接。

具体地，波箔120由多个拱形段121、增高段123和连接段122组成，且拱形段121、增高段123和连接段122均沿箔片动压轴承100的轴向设置。其中，拱形段121朝向箔片动压轴承100的轴线拱起，其横截面呈弧形；增高段123的横截面平直；连接段122的横截面呈弧形，其圆心位于箔片动压轴承100的轴线上。

各个拱形段121和连接段122沿箔片动压轴承100的周向交替排列，且拱形段121的顶点与支承部111相抵，连接段122与支承部111之间的距离则大于拱形段121与支承部111之间的距离。相应地，增高段123位于相邻的拱形段121与连接段122之间，增高段123靠近支承部111的一侧与拱形段121连接，另一侧则与连接段122连接，从而使得整个波箔120连为一体。与顶箔110相同，拱形段121、增高段123和连接段122一体成型。

从整体上而言，波箔120环绕支承部111设置。沿箔片动压轴承100的周向上，波箔120的两端分别与固定部112相邻。此外，波箔120背向支承部111的一侧嵌于粘弹性筒体130内，即增高段123远离支承部111的一侧和连接段122均嵌于粘弹性筒体130内，与粘弹性筒体130固定连接。

由于增高段123的存在，波箔120的波高大大增加。即便波箔120背向支承部111的一侧嵌入粘弹性筒体130，波箔120仍具有足够的有效波高。当转子-轴承系统振动时，转轴300通过支承部111向波箔120施加压力，波箔120受压后能够顺利地变形。

具体地，粘弹性筒体130由第一填充部131、第二填充部132、联结部133和轴向定位凸起134组成，且第一填充部131、第二填充部132、联结部133和轴向定位凸起134一体成型。

第一填充部131设有多个，且第一填充部131沿箔片动压轴承100的轴向设置。各个第一填充部131与各个拱形段121分别对应，第一填充部131位于与对应的拱形段121相连的两个增高段123之间，且位于对应的拱形段121背向支承部111的一侧。

第一填充部131不与拱形段121直接接触，二者之间形成有第一冷却通道135，便于气流流通，对箔片动压轴承100进行散热。

第二填充部132设有多个，且第二填充部132沿箔片动压轴承100的轴向设置。各个第二填充部132与各个连接段122分别对应，第二填充部132位于与对应的连接段122相连的两个增高段123之间，且位于对应的连接段122朝向支承部111的一侧。

第二填充部132与连接段122直接接触，第二填充部132与支承部111之间形成有第二冷却通道136，以提升箔片动压轴承100的散热能力。

联结部133设有两个，其中一个联结部133位于各第一填充部131和第二填充部132沿箔片动压轴承100轴向的一端，另一个联结部133则位于各第一填充部131和第二填充部132沿箔片动压轴承100轴向的另一端。两个联结部133均同时与各第一填充部131和第二填充部132相连，从而使得被增高段123分隔的第一填充部131和第二填充部132连为一体。

轴向定位凸起134成对设置，两个轴向定位凸起134分别位于第一填充部131沿长度方向的两端，并与第一填充部131背向拱形段121的一侧相连。

使用时，箔片动压轴承100安装于轴承座200上，轴向定位凸起134嵌入轴承座200的内壁沟槽内，使箔片动压轴承100和轴承座200沿轴向保持相对固定。

上述组成粘弹性筒体130的各结构连为一体，波箔120则嵌入粘弹性筒体130中，与粘弹性筒体130紧密连接。粘弹性筒体130无需通过其它的方式进行周向和轴向定位，因而箔片动压轴承100得以保留第一冷却通道135和第二冷却通道136，冷却气体能够及时地带走箔片动压轴承100产生的热量，不会产生轴承过热的问题。

进一步地，第一填充部131背向支承部111的一侧与连接段122背向支承部111的一侧对齐，二者位于同一圆柱面上。

当箔片动压轴承100安装于轴承座200上时，连接段122背向支承部111的一侧与轴承座200的内壁形成间隙配合。与粘弹性筒体130相比，金属或合金材质的波箔120和顶箔110更加稳定，在长期使用过程中不会因材料老化而变形。因此，在箔片动压轴承100内部气膜压力作用下，使波箔120与轴承座200的内壁直接接触，利用波箔120和顶箔110控制箔片动压轴承100与转轴300之间的间隙，能够保证间隙的一致性，且箔片动压轴承100的性能能够长久的保持。

在本实施例的另一具体实施方式中，粘弹性筒体130也可以将连接段122完全包裹在内。

进一步地，轴向定位凸起134环绕于波箔120外围，沿箔片动压轴承100的周向设置，并同时与各个第一填充部131相连。

各个第一填充部131通过轴向定位凸起134连接，使得粘弹性筒体130的整体性更强。轴向定位凸起134对波箔120进行收束，使波箔120与粘弹性筒体130之间的连接更加紧密，从而增强了箔片动压轴承100的稳定性。

此外，轴向定位凸起134还能够充当O型圈600使用。根据静压气体轴承的使用经验，沿箔片动压轴承100周向设置的轴向定位凸起134与轴承座200的内壁沟槽紧密配合，箔片动压轴承100的连接段122背向支承部111的一侧和各个第一填充部131均与轴承座200的内壁间隙配合，共同形成密封腔室。在外力作用下，箔片动压轴承100挤压该密封腔室内的空气，能够产生类似空气弹簧的节流耗能效应，提高转子-轴承系统半频涡动的失稳阈值，减小工作转速下的转子-轴承系统振动，使设备可以运行在更高转速下，可以更高效、更安静地运行，提高了转子-轴承系统的稳定性。不需要额外采购定制O型圈600，降低了制造成本，同时简化了安装工艺。

在本实施例的另一具体实施方式中，也可以使第一填充部131与拱形段121接触，使第二填充部132与支承部111接触。此时，粘弹性筒体130将整个波箔120包裹住。

在本实施例的另一具体实施方式中，也可以使第一填充部131和第二填充部132的长度小于波箔120沿箔片动压轴承100轴向上的长度。此时，沿箔片动压轴承100的轴向上，粘弹性筒体130仅将部分波箔120包裹住。

在本实施例的另一具体实施方式中，也可以使第一填充部131和第二填充部132的数量之和小于增高段123的数量。此时，沿箔片动压轴承100的周向上，粘弹性筒体130仅将部分波箔120包裹住。

在本实施例的另一具体实施方式中，也可以仅使波箔120嵌于粘弹性筒体130内，利用粘弹性筒体130对波箔120进行固定，顶箔110则通过波箔120间接地固定在粘弹性筒体130上。

在本实施例的另一具体实施方式中，粘弹性筒体130也可以仅由第一填充部131、第二填充部132和联结部133组成。

在本实施例的另一具体实施方式中，轴向定位凸起134也可以设置为其它形状，还可以调整轴向定位凸起134的数量，如一个、三个等。

在本实施例的另一具体实施方式中，也可以将粘弹性筒体130的外侧壁设计成有利于形成空气弹簧节流阻尼耗能的形状。

总之，上述箔片动压轴承100采用粘弹性筒体130直接对顶箔110和波箔120进行固定，取代了利用轴承套筒530对顶箔110和波箔120进行焊接或者销紧固定的方式。顶箔110、波箔120和粘弹性筒体130之间的相对位置关系保持稳定，顶箔110或波箔120无法从粘弹性筒体130当中脱出，粘弹性筒体130充当了轴承套筒530的作用。因此，可以去除轴承套筒530，直接将上述箔片动压轴承100装入设备的轴承座200中，缩短了尺寸链，提高了箔片动压轴承100的对中精度，同时能够节约轴承套筒530的加工费用，大大降低了箔片动压轴承100的加工成本，并简化了箔片动压轴承100的结构。

类似地，在对箔片动压轴承100进行起飞转速性能测试时，无需轴承套筒530，可以直接将箔片动压轴承100安装在测试台架上对其安装质量进行直接评价。

此外，波箔120与粘弹性筒体130相互嵌合，二者之间紧密连接。随着波箔120的弹性变形，与之连接的粘弹性筒体130不但能够被波箔120的变形所压缩，还能够被波箔120的变形所拉伸。因此，粘弹性筒体130的滞回特性能够充分利用，其滞回曲线包络的面积更大，阻尼效果更强，从而能够迅速消耗转子-轴承系统振动时的机械能，有效抑制转子-轴承系统的振动，提高转子-轴承系统的稳定性。

请一并参阅图8和图9，本实施例还提供一种轴系，包括转轴300、轴承座200和上述箔片动压轴承100。其中，转轴300穿过箔片动压轴承100。箔片动压轴承100中的粘弹性筒体130则安装在轴承座200上，且沿箔片动压轴承100周向设置的轴向定位凸起134与轴承座200的内壁沟槽紧密配合，箔片动压轴承100的连接段122背向支承部111的一侧和各个第一填充部131均与轴承座200的内壁间隙配合，存在气隙210，共同形成密封腔室。

实施例3

请参阅图10，本实施例提供一种浇注模具400，用于加工上述箔片动压轴承100，浇注模具400包括模具本体410和定位件420。

具体地，模具本体410上设有用于容纳顶箔110和波箔120的型腔。型腔整体上呈圆柱状，其长度大于顶箔110和波箔120的长度。当顶箔110和波箔120置于型腔内时，连接段122背向支承部111的一侧与型腔的内侧壁紧贴。此外，型腔的内侧壁上还开设有环形的凹槽，用于成型轴向定位凸起134。

请参阅图11，具体地，定位件420呈圆筒状，定位件420沿轴向的一端开设有多个避让槽，多个避让槽分别与各个增高段123和固定部112卡合。

此外，避让槽的长度等于顶箔110和波箔120的长度，使定位件420的长度小于型腔的长度。避让槽与定位件420的长度之差等于其中一个联结部133沿箔片动压轴承100轴向上的长度，定位件420与型腔的长度之差等于另一个联结部133沿箔片动压轴承100轴向上的长度。型腔的内壁底面上还成型有凸块，且凸块与定位件420上开设有避让槽的一端相抵。

在本实施例的另一实施方式中，也可以使避让槽的长度大于顶箔110和波箔120的长度，定位件420的长度与型腔的长度相等。避让槽与顶箔110的长度之差等于其中一个联结部133沿箔片动压轴承100轴向上的长度，定位件420与避让槽的长度之差等于另一个联结部133沿箔片动压轴承100轴向上的长度。型腔的内壁底面上同样成型有凸块，凸块与避让槽的槽口卡合，将避让槽完全封堵。

浇注成型粘弹性筒体130时，先将顶箔110和波箔120对齐，然后将定位件420插接在顶箔110和波箔120上，再将定位件420、顶箔110和波箔120放置在型腔内。此时，型腔的内壁与定位件420的外侧壁形成浇注腔，连接段122、部分增高段123和部分固定部112均位于浇注腔内。将熔融状态的粘弹性材料导入浇注腔中，待其充分冷却成型粘弹性筒体130后，连接段122、部分增高段123和部分固定部112被粘弹性筒体130包裹。

其中，连接段122背向支承部111的一侧与型腔的内侧壁贴合，无粘弹性材料。连接段122与第一填充部131共同形成箔片动压轴承100的外圆表面。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。