[发明专利]自动消除间隙的向心推力保护轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动消除间隙的向心推力保护轴承装置，在磁悬浮轴承转子跌落后对转子的径向和轴向提供保护作用，并且该向心推力保护轴承能够自动消除转子跌落后对保护轴承的反复碰撞和冲击，尤其是一种适合于高速磁悬浮轴承系统中同时承受径向载荷和轴向载荷的向心推力保护轴承，属于磁悬浮轴承系统领域。

背景技术

在磁悬浮轴承系统中，一般需要一套保护轴承（也称辅助轴承、备用轴承、保持轴承或应急轴承）在系统断电、过载、控制系统失效或者故障等突发情况下作为临时支承。向心推力保护轴承可以在径向和轴向同时承受载荷，保证高速旋转的转子不与系统的定子部分发生碰撞和摩擦，以保证整个系统的安全性和可靠性。传统的向心推力保护轴承设计一般是将滚动轴承装配在轴承座中，滚动轴承的内圈与转子之间设置的磁悬浮轴承正常工作所需的径向间隙一般为转子与径向磁悬浮轴承径向间隙的一半、轴向间隙一般为转子与轴向磁悬浮轴承轴向间隙的一半。因此，保护轴承工作时存在很大的冲击和振动，同时由于转子跌落后无法消除保护轴承与转子之间的间隙，保护轴承抵抗冲击和振动的能力差，容易导致其损坏，致使磁悬浮轴承系统损坏的严重事故。故保护轴承也一直是制约着磁悬浮轴承系统应用和发展的主要因素。

由于磁悬浮轴承系统一般都应用于高转速场合，而转子与保护轴承之间存在的较大径向间隙，致使转子在跌落到保护轴承上时会产生很大的冲击与振动。目前有一种方法是通过在转子周向布满小的滚动轴承，在转子组件跌落后，通过周边的小滚动轴承的运动以消除间隙，但是其结构非常复杂，并且由于转子直径远大于周边滚动轴承的直径，致使跌落后周向小滚动轴承的转速远大于其自身的极限转速；并且此种保护轴承装置无法对跌落的转子提供轴向保护，没有从根本上解决问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种在磁悬浮轴承系统失效、转子跌落后可自动消除转子组件与保护轴承装置之间径向间隙的向心推力保护轴承装置，相当于消除了转子组件与滚动轴承内圈之间的径向间隙，从而消除了转子跌落后对滚动轴承的冲击和振动，提高了保护轴承的可靠性和安全性，以满足高速磁悬浮轴承系统需要。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种自动消除间隙的向心推力保护轴承装置,包括轴承座、向心推力保护轴承以及转子组件，该向心推力保护轴承包括两个角接触球轴承，所述向心推力保护轴承还包括安装座、滑动块以及环形连杆；其中： 所述安装座，设置有用于安装角接触球轴承的轴承安装颈部；所述的两个角接触球轴承安装在轴承安装颈部外圆与轴承座内腔之间，且两个角接触球轴承为成对双联安装，且每个角接触球轴承的内圈与轴承安装颈部外圆为过盈配合，同时角接触球轴承的外圈安装在轴承座内，并通过轴承压盖轴向压紧；另外安装座还设置有用于放置滑动块分体的环形槽，在两侧槽壁沿着周向均匀分布于滑动块分体对应个数的弧形导槽，导槽与装置中心的径向距离沿着转子转动方向逐渐增大；安装座的内圆与转轴之间存在径向间隙L1和轴向间隙L2；所述滑动块，沿着轴向方向置于安装座的环形槽内，同时滑动块的外圆与转子组件的内圆之间存在最小径向间隙L3，径向间隙L3小于径向间隙L1；另外，滑动块包括2个以上的滑动块分体，各滑动块分体周向均布在转子组件的内腔，且各滑动块分体均通过一根滑动杆分别与安装座以及环形连接件连接，每一根滑动杆与安装座的连接位点为安装座上设置的相应弧形导槽，而滑动杆与环形连接件的连接位点则为环形连接件上对应设置的腰形孔，每一个弧形导槽均沿着转子的周向设置，而腰形孔则沿着转子的径向开设；至少有一个滑动块分体配置有滑动块保持装置，该滑动块保持装置包括一个挡块和一组弹性连接件，所述挡块与安装座固定连接或者挡块与安装座一体设置，而弹性连接件一端通过固定螺栓与安装座连接，另一端则与滑动分体连接，且弹性连接件的弹性伸缩方向与环形连接件中，穿过弹性连接件与相应滑动块分体连接位点的轴线相垂直。

所述轴承座与机座固定连接，两个角接触球轴承置于轴承座内。

所述轴承压盖通过螺钉与轴承座固定连接，轴向压紧两个角接触球轴承。

所述转子组件与转轴过盈配合连接，转子组件靠近转轴端部一侧开设有用于容纳滑动块的空腔，并且该转子组件空腔的内圆表面均布若干个螺旋形弧段；该螺旋形弧段与滑动块外圆之间沿着转子转动方向间隙逐渐减小：最小间隙为L3，最大间隙小于转子与径向磁轴承之间的间隙，并且该螺旋形弧段的数量为滑动块的整数倍。

所述滑动块分体为2-200个。

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的优点：