[实用新型]永磁电动悬浮轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁悬浮轴承，特别是一种永磁电动悬浮轴承。

背景技术

磁悬浮轴承的转动套与固定套依靠磁力相对悬浮，因此工作时无摩损、无噪声、无污染、不传递振动、免润滑、免维护、寿命长。

磁悬浮轴承有电磁式、永磁式、电磁永磁组合式、永磁与高温超导体复合式。电磁式利用电流产生的磁力使轴承的内套与外套相对悬浮。电磁式磁悬浮轴承结构复杂，而且需要配置一套复杂的电路控制系统才能使其内套运转达到满意的精度和稳定性。电磁永磁组合式同样也很复杂。永磁与高温超导体复合式磁悬浮轴承结构更复杂，制造成本极高。永磁式磁悬浮轴承仅用永磁体的磁力使轴承的内套与外套相对悬浮，一般来说，永磁式悬浮轴承相对于前面所述的其它方式悬浮轴承结构简单，成本低。现有永磁式径向(或者轴向)磁悬浮轴承，结构还比较简单，但同时具有径向和轴向磁悬浮功能的现有永磁式磁悬浮轴承，结构较复杂、单位体积承载力(承载力值与轴承体积之比值)小，刚度小(轴承的承载力随内套与外套之间隙改变而变化小)，更为不满的是由于零部件制造和装配误差不可避免，造成轴承高速运转时稳定性差，即径向跳动和轴向摆动厉害，甚至会发生转套与固定套相碰撞或刮蹭，故实用性差，难以应用到广阔的领域。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有磁悬浮轴承结构复杂、单位体积承载力小、运转稳定性差、应用受局限等问题，设计了一种永磁电动悬浮轴承，结构紧凑、刚度大、单位体积承载力大、运转稳定性高、用途广。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型由内套和外套组成，所述内套、外套上分别设置锥环形永磁体的内磁环、外磁环，内磁环和外磁环锥度相同；在外磁环上嵌有数个导体圈，所述导体圈沿外磁环的周向均布；所述内磁环固定在导磁轴套上组成所述内套；所述外磁环固定在导磁圆筒和导磁圆盘上组成所述外套；所述外套与所述内套同轴心隔间隙地套在所述内套外，外磁环与内磁环隔间隙同磁极性相对。使用时，内套套在要支撑的轴上。内套与外套因磁斥力相对悬浮，并且，当所述永磁电动悬浮轴承受外力扰动时，内套与外套作相对偏移移动，导体圈因其内的磁通量发生变化而产生感生电流，由楞次定律知，感生电流的磁场将抵抗偏移移动，即导体圈将产生抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套恢复原位。

图1为本实用新型的一种结构示意图。在导磁轴套8中部外圆上固套环形永磁体2，称为内磁环，其两端面都是由两个环锥(锥度根据径向和轴向承载力要求确定)面组成的凸起面，且两端面对称；环形永磁体2沿轴向充磁，且两个环锥面的锥尖两边(如图中虚线的两边)的充磁方向相反。导磁轴套8、内磁环2构成本实用新型轴承的内套。

在内磁环2的两端面外对称配置两个大小、形状相同的右外磁环4、左外磁环6，右外磁环4和左外磁环6的内圆比导磁轴套8的大外圆每面大一间隙；右外磁环4和左外磁环6与内磁环2相对的面是由两个环锥(锥度与内套环形永磁体的两端面锥度相同)面组成的凹面，右外磁环4和左外磁环6的另一端面是平面，右外磁环4和左外磁环6轴向充磁，且使右外磁环4和左外磁环6与内磁环2相对的面沿轴向离开一间隙同磁极性相对，右外磁环4和左外磁环6的外圆比内磁环2的外圆每面大一间隙。如图1、图2示，在右外磁环4和左外磁环6的凹面的两斜面嵌数个导体圈5，导体圈5沿周向均布；在右外磁环4和6的外圆紧套导磁圆筒1，导磁圆筒1的端面与右外磁环4和左外磁环6的外侧端面(平面)齐平。分别紧贴右外磁环4和6的外侧端面和导磁圆筒1的端面固接有中孔的右导磁圆盘3、左导磁圆盘7，它们的中孔直径比非磁性轴套8的大外圆每面大一间隙。右外磁环4和左外磁环6、导磁圆筒1、右导磁圆盘3、左导磁圆盘7构成了该发明的外套。

组装时，用压力工装将内套与外套安要求沿轴向压紧，然后在冷却保护下，采取焊接工艺将导磁圆筒1与右导磁圆盘3和7焊接起来，也可以用螺栓联接。

由于内磁环2与右外磁环4和左外磁环6沿轴向离开一轴承间隙同磁极性锥面相对，且内磁环2中的磁通方向与导磁圆筒1中的磁通方向相同，因而在内磁环2和右外磁环4及左外磁环6的锥面上既产生轴向相互排斥力，又可使产生径向相互排斥力，且可使排斥力大小相等、方向相反，内套和外套相对悬浮，在径向和轴向具有刚性和稳定性。再者，当轴承受外力扰动，内套与外套作相对偏移移动时，右外磁环4和左外磁环6上的导体圈5将产生抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套复原位。所以，这种轴承比普通的磁悬浮轴承刚性强的多、更稳定。