[实用新型]一种用于高速主轴稳定悬浮的气磁混合轴承装置

说明书

一种用于高速主轴稳定悬浮的气磁混合轴承装置，属于机械通用技术领域，结构上由轴向气磁轴承装置、径向气磁轴承装置、主轴、挡块以及配重块组成，结构新颖，两个径向轴承主要负责主轴的径向支撑，通电使铁芯中产生磁力，通过磁感应线与磁浮线成垂直，轴心与磁浮线平行，气泵分别对各个供气管的气压进行控制，气体经供气管道到气浮衬套的气槽直接作用于主轴，对主轴的悬浮位置进行微调；两个轴向悬浮混合轴承则负责抵消主轴受到的轴向力，支架上的铁芯、线圈通电产生的磁力，和气体通过轴向轴承支架内的气体通道，经石墨衬套对轴向推力盘同时施加作用力，用来控制主轴的轴向位置并抵消外力对主轴产生的负载，进一步提升了主轴的工作位置精度。

技术领域

本实用新型属于机械通用技术领域，涉及一种气磁混合轴承装置，特别是涉及一种用于高速主轴稳定悬浮的气磁混合轴承装置。

背景技术

目前，轴承行业是制造业的基础行业，也是国家重大装备和精密装备制造业配套的重要组成部分。气磁悬浮技术在轴承领域有了巨大的发展，占有极其重要的市场份额上。普遍的高速轴承的优点是：精度高、表面粗糙度小、间隙小以及体积小；其不足是：高速轴承负荷大时工作温度高、故障率高、寿命短且功耗大；而相应气磁悬浮轴承因其噪音小，环保，转速高和摩擦小等一系列的特点具有很大的发展前景和经济价值，利用线圈通电产生磁场，主轴自动悬浮从实现平稳无摩擦运行，无需润滑就可以达到几十万转的速度。其中部分磁悬浮轴承装置虽然可以解决传统电机的部分问题，但由于结构复杂，导致体积过大，产生的磁通量过大或不足，导致主轴不能处于合理的空间位置，易产生摩擦，运行不稳。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有磁悬浮轴承装置由于结构复杂，导致体积过大，产生的磁通量过大或不足，导致主轴不能处于合理的空间位置，易产生摩擦，运行不稳等不足，提出一种用于高速主轴稳定悬浮的气磁混合轴承装置，通过径向气磁轴承机构使主轴快速稳定的悬浮，轴向气磁轴承机构则抵消主轴的轴向所受负载，可使主轴间隙处在规定的范围，进一步提升主轴的工作位置精度。

本实用新型的技术方案：一种用于高速主轴稳定悬浮的气磁混合轴承装置，包括主轴，其特征在于：所述气磁混合轴承装置由轴向气磁轴承机构、径向气磁轴承机构、配重块和推力盘组成；所述配重块设置在所述主轴的一端，并通过挡块进行轴向固定，所述推力盘设置在主轴的另一端，所述轴向气磁轴承机构设置在所述推力盘的两侧，所述径向气磁轴承机构设置在所述主轴的中部，所述轴向气磁轴承机构由轴向铁芯、轴向线圈、石墨衬套和轴向轴承支架构成，所述石墨衬套设置在每个所述轴向铁芯的内部，所述轴向线圈缠绕设置在每个轴向铁芯的径向外端，所述推力盘同一侧的每个轴向铁芯的外侧面均与所述轴向轴承支架固定连接，所述轴向轴承支架与轴向铁芯外侧面间设有气腔，所述轴向轴承支架上设置轴向气孔，所述轴向气孔与气腔、石墨衬套相连通，所述轴向铁芯与推力盘侧面设有间隙，所述轴向铁芯与主轴的外表面形成悬浮连接；所述径向气磁轴承机构由径向铁芯、径向线圈、供气管、径向轴承支架和气浮衬套构成；所述径向铁芯内部为中空结构，径向铁芯套置在所述主轴上，所述径向线圈缠绕设置在径向铁芯的轴向端部，所述供气管设置在所述径向铁芯的外侧，所述径向轴承支架设置在所述径向铁芯的内部，所述气浮衬套设置在所述径向轴承支架与主轴之间，所述气浮衬套内壁设有环形气槽，所述供气管与径向轴承支架、气浮衬套、环形气槽连通；所述径向气磁轴承机构和轴向气磁轴承机构均通过机盖上的封闭环进行轴向定位连接。

所述轴向气磁轴承机构由4个轴向铁芯均布设置在主轴外侧，每个轴向铁芯上设置2个轴向线圈。

所述径向气磁轴承机构由两组构成，两组径向气磁轴承机构之间存在间隙，每组径向气磁轴承机构上均布设置8个径向线圈。

所述供气管的数量为4个，均布设置在径向气磁轴承机构的外侧。

所述轴向轴承支架中部设有圆孔，圆孔与主轴形成间隙配合，轴向轴承支架内侧的气腔与轴向铁芯之间，气腔与轴向轴承支架之间均为密封连接。