CN102644662A - 一种磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上，然后，通过所述内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料所覆盖，在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内、外圈上的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态。

Description

一种磁悬浮轴承

技术领域：

本发明涉及磁悬浮轴承，尤其是涉及到全永磁相斥型的磁悬浮轴承，更具体地讲：是一种整体式自稳定全永磁相斥型磁悬浮轴承。

背景技术：

现有技术的永磁相斥型磁悬浮轴承多属于单边型磁悬浮轴承结构，导致磁悬浮轴承应用装置的转子轴杆经受轴向力时容易引发径向跳动，从而降低了磁悬浮转子支撑***的安全运行；同时，由于单边型磁悬浮轴承属于分体结构，会给磁悬浮轴承产品的包装、存放、运输带来诸多不便，但如果能发明一种整体式双边型全永磁相斥型磁悬浮轴承的话，就会避免上述不利因素，从而对磁悬浮轴承的推广应用带来有益效果以及给诸多追求高速、精准、静音等高端节能环保产品的升级换代起到积极的推动作用。

发明内容：

本发明的目的，就是要提供一种整体式双边型全永磁相斥型的磁悬浮轴承，具体技术方案如下：

1、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上，然后，通过所述内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料所覆盖，在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内、外圈上的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态，所述每个永磁体环形组件的整体外形都显示具有轴向对称性。

在本发明所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，可以采用内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体，且每个带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体的最大材料去除侧位于磁悬浮轴承的轴向端一侧；所述“喇叭口”环形永磁体的锥斜面可以不被导磁材料所覆盖。

在本发明所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，可以采用外部带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体，且每个带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体的最大材料去除侧位于磁悬浮轴承的轴向端一侧；所述“空心状截锥形”环形永磁体的锥斜面也可以不被导磁材料所覆盖。

在本发明所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，采用内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体，同时，在所述轴承内圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，采用外部带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体，且这些带有部分锥斜面的环形永磁体的最大材料去除侧应当位于磁悬浮轴承的轴向端一侧。

综合上述，在本发明列举的任一磁悬浮轴承当中，所述轴承内圈中间部位上构成在中间部位上带有径向环形凸起部的环形永磁体的外侧设有防止离心力剥离破坏的铁磁套体或碳纤维复合增强层，所述碳纤维复合增强层也可以延伸至轴承内圈上永磁体环形组件的两个径向缩减部；所述轴承内、外圈上的两个永磁体环形组件的轴向厚度可以相等也可以不相等。

2、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体构成凸凹交叉的侧向结构；所述轴承内圈上的环形永磁体与所述轴承外圈上的内向型径向口环形凹槽底部的环形永磁体之间保持在磁场力相互排斥的状态，所述永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；所述轴承内圈上的环形永磁体的还设有铁磁套体或碳纤维复合增强层。

在本发明的任一磁悬浮轴承当中，所述轴承内、外圈上的永磁体环形组件之间或永磁体环形组件与环形永磁体之间，可以实现相互易位，相互易位后的碳纤维复合增强层可以调整到轴承内圈上永磁体环形组件当中的两个大直径环形永磁体的外侧；所述轴承内、外圈上的两个永磁体环形组件的轴向厚度可以相等也可以不相等。

本发明所述单极性辐射取向充磁的环形永磁体是指：在一个环形永磁体当中，整个环形永磁体的外部同属一个磁极，而整个环形永磁体的内壁则属于另一个磁极的情形。

综合上述，本发明的整体式全永磁相斥型磁悬浮轴承相对于现有技术的单边型磁悬浮轴承来说，具有以下有益效果：

1、避免了磁悬浮转子轴杆经受轴向力时所引发径向跳动，从而保证了磁悬浮转子支撑***运行的可靠性。

2、整体式全永磁相斥型磁悬浮轴承，符合机械设计人员的思维习惯，并可以满足与同型号机械轴承之间的互换使用。

3、整体式全永磁相斥型磁悬浮轴承具有产品美观，结构紧凑的特点。

具体实施方式：

下面用具体的实施方式对本发明磁悬浮轴承做进一步的详细描述：

1、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构。所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料制作的轴承内外圈和轴承端盖所覆盖；在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内外圈的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态；所述每个永磁体环形组件的整体外形均显示轴向对称性。

2、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构。所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料制作的轴承内外圈和轴承端盖所覆盖；在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内外圈的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态；所述每个永磁体环形组件的整体外形均显示轴向对称性；在所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，采用内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体和，且每个带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体的最大材料去除侧位于磁悬浮轴承的轴向端一侧；所述“喇叭口”环形永磁体的锥斜面不被导磁材料所覆盖。

3、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构。所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料制作的轴承内外圈和轴承端盖所覆盖；在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内外圈的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态；所述每个永磁体环形组件的整体外形均显示轴向对称性；所述轴承内圈中间部位上构成在中间部位上带有径向环形凸起部的环形永磁体的外侧设有防止离心力剥离破坏的铁磁套体或碳纤维复合增强层。

6、一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体构成凸凹交叉的侧向结构；所述轴承内圈上的环形永磁体与所述轴承外圈上的内向型径向口环形凹槽底部的环形永磁体之间保持在磁场力相互排斥的状态。所述永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；所述轴承内圈上的环形永磁体的还设有铁磁套体或碳纤维复合增强层。

Claims (8)

1.一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有径向环形凸起部的永磁体环形组件构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构，其特征是：所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料所覆盖；在所述的每个永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间保持磁场极性的互为相反；在所述内外圈的两个永磁体环形组件之间，所有通过气隙径向相对的环形永磁体之间均保持在磁场力相互排斥的状态；所述每个永磁体环形组件的整体外形都显示轴向对称性。

2.按照权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征是：在所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，可以采用内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体，且每个带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体的最大材料去除侧位于磁悬浮轴承的轴向端一侧；所述“喇叭口”环形永磁体的锥斜面也可以不被导磁材料所覆盖。

3.按照权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征是：在所述轴承内圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，可以采用外部带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体，且每个带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体的最大材料去除侧位于磁悬浮轴承的轴向端一侧；所述“空心状截锥形”环形永磁体的锥斜面也可以不被导磁材料所覆盖。

4.按照权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征是：在所述轴承外圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，采用内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体，同时，在所述轴承内圈上的永磁体环形组件当中，位于磁悬浮轴承轴向端部位上的环形永磁体，采用外部带有部分锥斜面的“空心状截锥形”环形永磁体，且这些带有部分锥斜面的环形永磁体的最大材料去除侧应当位于磁悬浮轴承的轴向端一侧。

5.按照权利要求1-5所述的任一磁悬浮轴承，还在于：所述轴承内圈中间部位上构成在中间部位上带有径向环形凸起部的环形永磁体的外侧设有防止离心力剥离破坏的铁磁套体或碳纤维复合增强层。

6.一种磁悬浮轴承，它是将一个由三个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件固定在轴承外圈的内壁上；然后，通过内向型径向口环形凹槽的径轴向工作气隙与固定在轴承内圈外侧的一个被内外单极性辐射取向充磁的环形永磁体构成凸凹交叉的侧向结构；所述轴承内圈上的环形永磁体与所述轴承外圈上的内向型径向口环形凹槽底部的环形永磁体之间保持在磁场力相互排斥的状态；所述永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；所述轴承内圈上的环形永磁体的外侧还设有铁磁套体或碳纤维复合增强层。

7.按照权利要求1-6所述的任一磁悬浮轴承当中，所述轴承内、外圈上的永磁体环形组件或环形永磁体之间均可以实现相互易位，对于相互易位后的碳纤维复合增强层可以调整到轴承内圈上永磁体环形组件当中的两个大直径环形永磁体的外侧。

8.按照权利要求1-6所述的任一磁悬浮轴承当中，其特征还在于：所述轴承内、外圈上的两个永磁体环形组件之间的轴向厚度可以不相等。