[发明专利]锥形悬浮环磁悬浮轴承

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种锥形悬浮环磁悬浮轴承，该轴承是在一个锥形环的两边，安装两组与悬浮环锥面平行的磁块，磁块的充磁方向垂直与磁环轴线(也可以垂直于磁环斜面或相对垂直于斜面)。使锥形环受到轴向径向磁悬浮力，使锥形磁环悬浮起来，成为磁悬浮轴承。属于磁悬浮领域。

背景技术

目前，市场上还没有出现能够真正悬浮起来的永磁悬浮轴承，电磁悬浮轴承用于其内部的自发电系统的限制，所以转速无法达到10万转/分以上，传统滚动轴承转速过低，易于损坏，无法满足高转速设备要求。

发明内容

本发明要解决的技术方案是：针对传统电磁悬浮轴承和滚动轴承技术存在的缺陷，设计一种能够承载较大载荷且适应高速旋转的永磁悬浮轴承。

为了解决上述问题，本发明的锥形悬浮环磁悬浮轴承包括锥形悬浮环和两端用于对悬浮环锥形斜面进行挤压，挤压面与锥形环斜面平行的磁块组。此时磁块组斜面对锥形环的锥面进行挤压。由于近端同极效应，锥形环的近端部分与端面磁场相同，所以悬浮环锥面磁场受到磁块组斜面挤压时，产生轴向和径向悬浮力，使转轴悬浮起来。

经过试验，我们知道普通轴向充磁磁环N极端面和S极端面的环外侧和环内侧的近端部分都呈现与端面相同的极性，而且呈环形连续状态，每一个极环形磁场的高度约为磁环高度的二分之一，我们称为近端同极现象。这样我们就获得了一个径向封闭环形磁场，我们将磁环加工成锥形结构，只要端面面积大于被加工前端面面积的一半，其锥形斜角面仍然存在近端同极现象。

此时我们用径向充磁磁块挤压锥形面，可以同时获得径向挤压力和轴向挤压力。

根据试验，发现钕铁硼永磁体中突出部位的磁场强度最大。其余部位的磁场强度明显较弱。我们称其为突出效应。此时锥形环的端面也出现突出效应。

本轴承只能整体使用，不能把结构拆分开来安装在其他设备上使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图一为本发明锥形环在中间磁悬浮轴承的截面图；

图二为本发明锥形环在两边磁悬浮轴承的截面图；

图三为本发明半磁悬浮轴承的截面图。

具体实施方式

如图1所示，锥形悬浮环3位于轴承的中间，主轴1与悬浮环3固定在一起，锥形环两个锥面向外。两组斜面挤压磁块组2固定在外套4内，形成两个对称向内的喇叭口。磁块斜面与磁环斜面平行。轴承工作时，两边磁块组2产生的喇叭口斜面挤压中间悬浮环3的锥面，此时悬浮环3同时受到径向和轴向挤压力。使锥形环就悬浮起来。

图2是本发明的锥形环在两边磁悬浮轴承。其中两边的锥形悬浮磁环2安装在转轴1上，两组斜面挤压磁块组3安装在轴承套4上，磁块挤压斜面与锥形环斜面平行。工作原理与图一完全相同。

图3为本发明半磁悬浮轴承。在立式状态下，其中一个喇叭口向上的斜面挤压磁块组2固定在外壳上，一个锥形悬浮磁环2安装在转轴3上，转轴3通过上下两个机械轴承4径向固定在轴承套上，但是可以轴向滑动。轴承在工作时，转轴3受到的轴向载荷就可以被斜面挤压磁块组2对锥形环2产生的挤压力悬浮起来。但是径向由机械轴承支撑。这样就组成了半磁悬浮轴承。

除以上实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换、等效变形形成的技术方案，均落在本发明的保护范围内。