[发明专利]一种磁悬浮轴承结构有效

专利信息
申请号: 201310236604.1 申请日: 2013-06-14
公开(公告)号: CN103291748A 公开(公告)日: 2013-09-11
发明(设计)人: 岳光明;蔚伟;李云钢;储彬;刘恒坤;程虎;金克锦;黄世伟;陈飞 申请(专利权)人: 合肥神马科技集团有限公司;中国人民解放军国防科学技术大学
主分类号: F16C32/04 分类号: F16C32/04
代理公司: 合肥诚兴知识产权代理有限公司 34109 代理人: 汤茂盛
地址: 230601 安徽省合*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 磁悬浮 轴承 结构
【说明书】:

技术领域

发明属于机械磁悬浮领域,具体涉及一种磁悬浮轴承结构。

背景技术

磁悬浮轴承结构(Magnetic Bearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中,使转子与定子之间没有机械接触的一种装置结构。与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比,磁轴承不存在机械接触,转子可以运行到很高的转速,具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点,特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。由于目前的磁悬浮轴承结构的转子仍都为扁平圈状硅钢片沿其轴向层叠而成圆柱体状,而其定子则至今都仍然沿用如图1所示,也即其内壁处沿其周向均布多根绕制有线圈的衔铁结构,从而依靠多组环绕转子设置的N、S极沿转子径向布置的结构方式,来实现对于转子的电磁吸附悬浮作用,上述结构固然具备了基于转子的磁悬浮功能,但其存在的缺陷仍不可小视,主要在于:一方面,每当转子旋转一圈时,每当转子的各区域均必然会多次频繁的经过如图1所示的各组N、S极(图1中虚线部分为其磁力线流动路径示意图),其上相应感应区域也就会对应加以磁极转化,也即不断进行充放电操作,方才能保证各对N、S极对于转子的吸附作用,然而,转子在工作时必然是不断转动的,上述转子各区域再不断经过各组N、S极而不断发生频繁的充放电现象,进而不可避免使其产生涡流损耗并引发电发热效应,最终导致转子产生过热现象,轻则影响其正常使用效果,重则产生设备的过热损坏现象;另一方面,N、S极的形成都为依靠衔铁和线圈共同组成,传统结构的衔铁或为整体与定子一体形成,线圈整体绕制,且一旦轴承加工完成就无法进行更改,如需遇到需增大悬浮力等特殊场合时,只能通过更换轴承的方式进行,更换繁琐且成本高,又或为先期制作衔铁并绕制线圈后再行固接于转子内壁上,该方式不但因各种安装误差等而致使各衔铁顶端无法形成准确圆周面,也即出现转子外壁与定子内壁的不同心现象,从而导致两者根本无法正常适配极工作。磁悬浮轴承的上述结构,不能不说是困扰本领域研发人员烦扰已久的难题。后来固然也有某些厂家试图通过磁极的其他布置方式来对轴承结构进行技术改良,然而,由于其转子的硅钢片的特殊布局,如何保证磁力线能够平行沿各硅钢片内穿过而不产生在彼此间的传播干涉性,以避免磁力线直接横穿硅钢片的板面而出现的涡流发热现象,又为本领域的研发人员带来极大困扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的磁悬浮轴承结构,不但可有效减少转子工作时的磁极转化次数,又可有效保证其低涡流损耗性以及低发热性,工作效率高。

为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种磁悬浮轴承结构,包括转子以及与之适配的定子组件,两者间构成悬浮配合关系,所述定子组件包括位于其上的用于形成转子悬浮动力的磁极单元,所述磁极单元的N、S极布置方向与定子组件轴长方向同向设置;所述转子外形呈分段式的圆柱状结构,包括对应磁极单元N、S极布置的片状硅钢圈以及布置于两者间的中空圆柱状硅钢柱,所述片状硅钢圈为多个且沿其轴向层叠压合布置以分别构成转子的前、后段,所述中空圆柱状硅钢柱为多个且彼此同轴布置,各硅钢柱内外壁构成彼此的配合面且沿其径向彼此层叠压合构成转子的中段,所述硅钢柱端部分别与硅钢圈的临近端面间构成紧密抵压式固接配合。

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