[发明专利]一种新型磁悬浮径向轴承转子结构、径向轴承、电机

说明书

一种新型磁悬浮径向轴承转子结构、径向轴承、电机，涉及轴承技术领域，包括套设在转轴两端的轴承转子,轴承转子包括套设在转轴上的套环，套环上套设有软磁部件，套环的两端分别设置有第一咬合部件、第二咬合部件，第一咬合部件配合套设有第一挡板，第二咬合部件配合套设有第二挡板，套环、第一挡板和第二挡板的材质相同。本发明通过在套环的两端分别设置第一咬合部件、第二咬合部件，利用第一挡板、第二挡板分别配合套设在第一咬合部件、第二咬合部件上来取代点焊固定，避免挡板、套环产生非线性变形和精车时产生的产品质量问题，同时套环、第一挡板和第二挡板的材质相同，变化磁场造成零件温升时，挡板、套环膨胀量相同，避免挡板、套环分离。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，特别是涉及一种新型磁悬浮径向轴承转子结构、径向轴承、电机。

背景技术

磁悬浮轴承是利用电磁力，将被支承件稳定悬浮在空间，使支承件与被支承件之间没有机械接触的一种高性能机电一体化轴承。

磁悬浮轴承分为径向轴承和轴向轴承，对于径向轴承结构，主要由径向轴承定子以及径向轴承转子组成。

磁悬浮径向轴承为保证旋转过程中，主轴转子受力均匀，轴承转子结构采用环状结构，同时采用硅钢片叠压而成来减小转子涡流损耗，以及采用挡板固定冲片防止高速运转中冲片开裂。现有的磁悬浮径向轴承转子结构由径向轴承挡板、硅钢片以及中心轴套组成。磁悬浮轴承转子需要热装入转子轴中。

现有的径向轴承转子制作过程如下：加热中心套环，热装到前挡板处，中心套环与挡板过盈配合，加热硅钢片，热装到中心套环处，硅钢片与中心套环过盈配合，之后将中心套环与挡板点焊构成一个完整的径向轴承转子；加热径向轴承转子，热装到转轴上，轴承转子与转轴过盈配合，前、后径向轴承转子、转轴构成一个整体。

采用不同材质构成挡板、套环以及点焊操作的轴承转子装配入转轴会出现以下问题：

一方面，为控制转轴在径向方向上的位置调整，不断改变电流大小，轴承电磁力不断改变，形成变化的磁场，影响绕组、铁芯铜损、铁损、涡流等从而产生热量，使轴承转子温度上升，由于挡板、中心套环两种零件的的热膨胀系数不同，挡板为SUS304材质，其线性膨胀系数约为17*10-6mm/℃，中心套环为40CrNiMoA材质，其线性膨胀系数约为11.5*10-6mm/℃，相同温升下，挡板膨胀量要比中心套环大的多，即使挡板与中心套环已经经过点焊操作，但无法保证焊接处是否存在焊接不牢点，磁悬浮电机高速运转转速达10000rpm，一旦焊接不牢固，挡板与中心套环可能分离，无法起到固定硅钢片作用，甚至挡板飞出，造成严重质量问题。

另一方面，挡板与中心套环采用点焊方式焊紧，点焊温度较高，挡板、冲片以及中心套环均会产生变形，根据SUS304以及40CrNiMoA材质，两者间处于零过盈配合时，温度仅为142℃，明显低于点焊温度，此时冲片对挡板的静压力可能时挡板外圆变形，另外焊接仅为挡板一侧，会使挡板产生焊接应力变形，此为非线性变形，造成中心套环与转轴配合、挡板外圆与径向轴承配合不良，配合不良会影响位置传感器对主轴偏离中心的位置控制。

此外，挡板与中心套环点焊处不平整，虽然可以采用精车方式，将端面焊点、挡板结合处车平、车光，但精车量无法控制，精车量不足时，导致焊点未车平，轴承转子热装入转轴时，凸起部分与轴肩接触，挡板、中心套环平整端面与轴间产生间隙，影响产品质量；精车量过大时，焊点部分车削较多，可能造成焊接不牢固，高速运转时造成挡板、中心套环分离，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种新型磁悬浮径向轴承转子结构，该新型磁悬浮径向轴承转子结构能够在轴承电磁力不断改变时，避免挡板、套环分离，同时由于挡板、套环不采用电焊的固定方式，避免了挡板、套环产生非线性变形和精车时产生的产品质量问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：