[发明专利]一种磁流体轴承

说明书

本发明公开了一种磁流体轴承，属于机械零部件设备领域。装置中在轴承内圈内部且靠近正中间的位置设置一环形空腔，并且通过数个均匀排列的连通孔与磁流体所处的磁流体间隙相连通，由于中间的工作件转轴旋转时会带动与其接触的磁流体旋转，从而使中间区域靠近环形空腔的部分磁流体受离心力作用通过连通孔流向环形空腔，并沿着环形空腔流动，从而促使间隙外侧区域的磁流体具有向中间区域流动，避免两侧的磁流体向外移动，并且轴承外圈的内侧壁且位于轴承内圈的上下两端位置分别设有涡轮风扇，当转轴转动时，使涡轮扇叶附近的空气向磁流体间隙和轴承内圈方向流动，一方面起到散热作用，另一方面阻止内部的磁流体向外移动，达到预防泄漏的效果。

技术领域

本发明属于机械零部件设备领域，具体涉及轴承类的一种磁流体轴承。

背景技术

磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液（也叫媒体）以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，正因如此，它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的学术价值。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。

磁流体轴承用导电流体作润滑剂并有外加磁场的滑动轴承。磁流体轴承是20世纪60年代配合核动力设备而发展起来的新型轴承。磁流体轴承是以导电流体作润滑剂并有外加磁场的滑动轴承。磁场方向垂直于导电流体的流动方向，流体在磁场的作用下产生感生电流。感生电流与磁场相互作用产生的洛伦兹力对流体运动起阻滞作用从而使流体的等效粘度成倍增加。所以磁流体轴承的承载能力比普通流体润滑轴承的要高得多。

磁流体既有磁性材料和流体的双重特性，又具有利用磁场控制流变性、热物理性和光学性能的能力。此外，当无外加磁场时，磁流体宏观上不表现磁性；有外加磁场时，其表现为超顺磁性，同时在一定范围内，其黏度随着磁场强度的增强而变大。磁流体润滑滑动轴承，就是以加入了磁性固体颗粒的载液(即磁流体)作为润滑介质进行润滑的轴承。在载液实现与普通润滑油相同的润滑效果的同时，在有外加磁场作用时，以磁流体为油膜的粘度增大，与轴承径向对应的阻尼随之增大，起到减振的作用。

磁流体材料既具有液体的流动性又具有固体磁性材料，可应用于多种领域中；传统的滑动轴承较滚珠轴承相比其荷载力更大，但由于其内起到润滑作用的油脂很容易泄漏损耗，使轴与轴承发生干摩擦，损伤较大，所以一般用于低转速承载；而使用磁流体作为接触润滑介质的磁流体轴承，其中的磁流体受环形永磁体的磁场作用，在每块环形永磁体的两端位置对应的轴承内套的内表面和转动轴之间的间隙中形成由磁流体组成的环形液体“O”形圈，由于这一“O”形圈的存在，使得滑动轴承的润滑表面上始终具有充分均匀的润滑介质，该“O”形圈不仅能实现润滑作用，由于受磁场强度作用使其具有滞留性常温下不易发生泄漏，但是当长时间运转，摩擦体之间必然会产生热量并在组件间传导，一方面影响磁场的强度大小，另一方面由于热胀会使转轴和轴承之间的间隙扩大，使得其中的磁流体更容易发生自由流动和泄漏，影响轴承后续的传动效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：为了更进一步提高磁流体轴承中磁流体的防泄漏效果，提出一种磁流体轴承。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种磁流体轴承，包括轴承外圈、轴承内圈和环形永磁体；所述轴承内圈的内侧壁与待承载转轴滑动配合，所述轴承内圈与转轴之间为填充磁流体的磁流体间隙，所述轴承内圈的内部并且位于正中间位置处设有竖直的环形空腔，并且所述环形空腔与中间的磁流体间隙之间围绕轴承内圈的中心设有均匀排列的数个连通孔，所述轴承外圈固定连接在轴承内圈的外侧表面上，所述轴承外圈长度大于轴承内圈的长度，所述轴承外圈的内侧壁并且位于轴承内圈的上、下两端分别固定连接有环形的第二涡轮风扇和第一涡轮风扇。