CN112290708A - 磁悬浮高速电机转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种磁悬浮高速电机转子结构，包括转子轴体和若干径向轴承；若干径向轴承分别套设在转子轴体上，径向轴承的内环面与转子轴体的外环面之间存在第一间隙，第一间隙内设有套杯组件，套杯组件与转子轴体配合连接，套杯组件与径向轴承的内环面之间存在第二间隙。能够避免出现转子失稳或者跌落时，高速旋转的电机转子与径向轴承接触并且由于转速差而造成摩擦产生高温，最终导致电机转子与径向轴承内圈发生碰撞以及高温焊接的情况。

Description

磁悬浮高速电机转子结构

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种磁悬浮高速电机转子结构。

背景技术

磁悬浮高速电机的磁轴承在未启动的状态下，电机转子落在前、后端径向轴承上，当电机启动时，电机的转子悬浮于磁轴承中心并且高速旋转，当运行中的电机在出线故障时，会发生转子失稳或者跌落，电机转子会落在前端、后端径向轴承上，此时高速旋转的电机转子会与前、后端径向轴承接触并且存在高度的转速差，摩擦状态下会产生高温，导致电机转子与径向轴承内圈发生碰撞以及高温焊接的风险，使电机转子磕碰、碾压变形或者电机转子与径向轴承内圈焊接在一起，电机发生故障，此时无法在现场维修，只能返厂，耽误客户的使用，还会使电机转子产生报废的隐患，严重的增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮高速电机转子结构，能够避免出现转子失稳或者跌落时，高速旋转的电机转子与径向轴承接触并且由于转速差而造成摩擦产生高温，最终导致电机转子与径向轴承内圈发生碰撞以及高温焊接的情况。

一方面，本发明提供的磁悬浮高速电机转子结构，包括转子轴体和若干径向轴承；

若干所述径向轴承分别套设在所述转子轴体上，所述径向轴承的内环面与所述转子轴体的外环面之间存在第一间隙，所述第一间隙内设有套杯组件，所述套杯组件与所述转子轴体配合连接，所述套杯组件与所述径向轴承的内环面之间存在第二间隙。

进一步的，所述转子轴体的一端为轴体前端，所述转子轴体的另一端为轴体后端，若干所述径向轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承套设在所述轴体前端，所述第二轴承套设在所述轴体后端；

所述套杯组件包括第一套杯和第二套杯，所述第一套杯与所述轴体前端配合连接，所述第二套杯与所述轴体后端配合连接。

进一步的，所述第一套杯与所述轴体前端之间过盈配合，所述第一套杯的一端与所述转子轴体上的轴节抵接。

进一步的，所述第二套杯与所述轴体后端之间过盈配合或过渡配合，所述第二套杯的一端与所述转子轴体上的轴节抵接。

进一步的，所述第二套杯的抵接处设有第一挡环，所述第一挡环的一侧端面与转子轴体上的轴节抵接，所述第一挡环的另一侧端面与所述第二轴承的侧端面之间存在第三间隙。

进一步的，所述轴体后端处设有止推盘，所述第二套杯与所述止推盘之间设有第二挡环，所述第二挡环套设在所述轴体后端上，所述第二挡环与所述轴体后端之间间隙配合，所述第二挡环的一侧端面与所述第二套杯抵接，所述第二挡环的另一侧端面与所述止推盘抵接。

进一步的，所述第一套杯和所述第二套杯的外环面设有镀层。

进一步的，所述第一挡环靠近所述第二轴承的一侧端面设有镀层。

进一步的，所述第二挡环的两侧端面分别设有镀层。

进一步的，所述镀层为二硫化钼材质。

有益效果：

本发明提供的磁悬浮高速电机转子结构，在转子轴体外套设套杯组件，套杯组件对转子轴体起保护作用，套杯组件位于转子轴体的外环面与径向轴承的内环面之间，当发生转子轴体的失稳或者跌落时，套杯组件的外环面与径向轴承的内环面接触，由于套杯组件与转子轴体之间配合连接，因此当套杯组件的外环面与径向轴承的内环面由于高温焊接而固接在一起时，可以单独将套杯组件进行替换，此时只报废径向轴承以及套杯组件，并更换相应的零件即可，无需将转子组件进行报废。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的磁悬浮高速电机转子结构的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轴体前端的一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的轴体后端的结构示意图。

图标：1-转子轴体；2-轴体前端；3-轴体后端；4-第一套杯；5-第一轴承；6-第二轴承；7-止推盘；8-锁紧端盖；9-第二挡环；10-第二套杯；11-第一挡环。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

根据图1至图3所示的磁悬浮高速电机转子结构，包括转子轴体1和若干径向轴承；

若干径向轴承分别套设在转子轴体1上，径向轴承的内环面与转子轴体1的外环面之间存在第一间隙，第一间隙内设有套杯组件，套杯组件与转子轴体1配合连接，套杯组件与径向轴承的内环面之间存在第二间隙。

套杯组件的作用是分隔径向轴承与转子轴体1。

磁悬浮高速电机转子结构包括转子轴体1、若干径向轴承和若干磁轴承，当电机处于非运行状态时，此时磁轴承处于非运行状态，转子轴体1受到径向轴承的支撑，即转子轴体1的外环面的下部与径向轴承的内环面的下部接触；当电机处于运行状态，磁轴承运行产生磁力将转子轴体1抬升，转子轴体1与径向轴承脱离，此时转子轴承的外环面与径向轴承的内环面之间形成第一间隙，由于转子轴体1在转动过程中受到磁力作用，因此转子轴承与径向轴承之间处于非接触状态，径向轴承处于相对静止状态。

当运行中的电机出现故障时，磁轴承的磁力消失，会发生转子轴体1的失稳或者跌落，转子轴体1会坠落在径向轴承上，此时高速旋转的转子轴体1的外环面会与径向轴承的内环面接触，此时转子轴体1依然处于转动状态，径向轴承处于相对静止状态，两者存在较大的转速差，在接触的瞬间，两者的接触端面之间发生相对摩擦，摩擦状态下产生高温，导致转子轴体1的外环面与径向轴承的内环面在高温状态下发生热熔并导致高温焊接，最终使得转子轴体1与径向轴承之间固接在一起。

本方案在转子轴体1外套设套杯组件，套杯组件对转子轴体1起保护作用，套杯组件位于转子轴体1的外环面与径向轴承的内环面之间，当发生转子轴体1的失稳或者跌落时，套杯组件的外环面与径向轴承的内环面接触，由于套杯组件与转子轴体1之间配合连接，因此当套杯组件的外环面与径向轴承的内环面由于高温焊接而固接在一起时，可以单独将套杯组件进行替换，此时只报废径向轴承以及套杯组件，并更换相应的零件即可，无需将转子组件进行报废。

在一种可选的实施方案中，转子轴体1的一端为轴体前端2，转子轴体1的另一端为轴体后端3，若干径向轴承包括第一轴承5和第二轴承6，第一轴承5套设在轴体前端2，第二轴承6套设在轴体后端3；

套杯组件包括第一套杯4和第二套杯10，第一套杯4与轴体前端2配合连接，第二套杯10与轴体后端3配合连接。

在一种可选的实施方案中，第一套杯4与轴体前端2之间过盈配合，第一套杯4的一端与转子轴体1上的轴节抵接。

在一种可选的实施方案中，第二套杯10与轴体后端3之间过盈配合或过渡配合，第二套杯10的一端与转子轴体1上的轴节抵接。

在一种可选的实施方案中，第二套杯10的抵接处设有第一挡环11，第一挡环11的一侧端面与转子轴体1上的轴节抵接，第一挡环11的另一侧端面与第二轴承6的侧端面之间存在第三间隙。

在一种可选的实施方案中，轴体后端3处设有止推盘7，第二套杯10与止推盘7之间设有第二挡环9，第二挡环9套设在轴体后端3上，第二挡环9与轴体后端3之间间隙配合，第二挡环9的一侧端面与第二套杯10抵接，第二挡环9的另一侧端面与止推盘7抵接。

转子轴体1在靠近两端处分别存在轴节，轴节与端部之间的轴段分别为轴体前端2和轴体后端3。其中轴体前端2需要与负载进行装配，轴体后端3设有止推盘7和锁紧端盖8，用于对转子轴体1进行轴向锁紧。

第一套杯4与轴体前端2为过盈配合，第一套杯4在发生事故的状态下只受径向产生的力，损坏几率比较小，同时此端为负载装配端，无法进行轴向锁紧，第二套杯10与轴体后端3为过渡配合或过盈配合，第二套杯10在发生事故时同时受径向、轴向的作用力，容易造成此件与第二轴承6之间的磕碰或碾压，导致两者高温焊死的几率比较大，为避免第二轴承6与转子轴体1上靠近轴体后端3的轴节发生磕碰或碾压，本方案在第二套杯10上设置第一挡环11，第一挡环11的一侧端面与第二轴承6之间存在第三间隙，当转子轴体1正常运行时，第一挡环11与第二轴承6之间处于非接触状态，当转子轴体1发生轴向位移时，第一挡环11与第二轴承6接触，此时第一挡环11的作用同第一套杯4和第二套杯10。

轴体后端3依次存在第二挡环9、止推盘7和锁紧端盖8，止推盘7和锁紧端盖8对转子轴体1进行轴向锁紧，第二挡环9与转子轴体1间隙配合，在拆装电机时会经常发生拆卸。第二挡环9的作用是避免当转子轴体1发生轴向位移时，第二套杯10与止推盘7接触。

在一种可选的实施方案中，第一套杯4和第二套杯10的外环面设有镀层。

在一种可选的实施方案中，第一挡环11靠近第二轴承6的一侧端面设有镀层。

在一种可选的实施方案中，第二挡环9的两侧端面分别设有镀层。

在一种可选的实施方案中，镀层为二硫化钼材质。

第一套杯4和第二套杯10采用硬质合金钢材质，两者的外环面镀设二硫化钼镀层，第一挡环11和第二挡环9的对应端面镀设二硫化钼镀层，二硫化钼可耐高温以具有良好的润滑作用。

本方案中，部分特殊应用情况下的磁悬浮高速电机，其转子轴体1需要采用非导磁型材料，例如不锈钢材质，其硬度以及强度达不到要求，此时通过加工径向轴承位置的第一套杯4和第二套杯10，可满足径向轴承位置的转子轴体1的强度需求，保证其在运行过程中磁轴承故障，转子轴体1跌落情况下，转子轴体1的完好性，降低损坏的概率。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，包括转子轴体（1）和若干径向轴承；

若干所述径向轴承分别套设在所述转子轴体（1）上，所述径向轴承的内环面与所述转子轴体（1）的外环面之间存在第一间隙，所述第一间隙内设有套杯组件，所述套杯组件与所述转子轴体（1）配合连接，所述套杯组件与所述径向轴承的内环面之间存在第二间隙；

所述转子轴体（1）的一端为轴体前端（2），所述转子轴体（1）的另一端为轴体后端（3），若干所述径向轴承包括第一轴承（5）和第二轴承（6），所述第一轴承（5）套设在所述轴体前端（2），所述第二轴承（6）套设在所述轴体后端（3）；

所述套杯组件包括第一套杯（4）和第二套杯（10），所述第一套杯（4）与所述轴体前端（2）配合连接，所述第二套杯（10）与所述轴体后端（3）配合连接；

所述第二套杯（10）与所述轴体后端（3）之间过盈配合或过渡配合，所述第二套杯（10）的一端与所述转子轴体（1）上的轴节抵接；

所述轴体后端（3）处设有止推盘（7），所述第二套杯（10）与所述止推盘（7）之间设有第二挡环（9），所述第二挡环（9）套设在所述轴体后端（3）上，所述第二挡环（9）与所述轴体后端（3）之间间隙配合，所述第二挡环（9）的一侧端面与所述第二套杯（10）抵接，所述第二挡环（9）的另一侧端面与所述止推盘（7）抵接。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述第一套杯（4）与所述轴体前端（2）之间过盈配合，所述第一套杯（4）的一端与所述转子轴体（1）上的轴节抵接。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述第二套杯（10）的抵接处设有第一挡环（11），所述第一挡环（11）的一侧端面与转子轴体（1）上的轴节抵接，所述第一挡环（11）的另一侧端面与所述第二轴承（6）的侧端面之间存在第三间隙。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述第一套杯（4）和所述第二套杯（10）的外环面设有镀层。

5.根据权利要求3所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述第一挡环（11）靠近所述第二轴承（6）的一侧端面设有镀层。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述第二挡环（9）的两侧端面分别设有镀层。

7.根据权利要求4-6任一项所述的磁悬浮高速电机转子结构，其特征在于，所述镀层为二硫化钼材质。

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