[发明专利]航空器或航海器动力系统中的磁悬浮轴承

权利要求书

1.磁悬浮推力轴承装置，其特征为，装置由转子体(2)和定子体(3)两部分组成，转子体(2)设置在转轴(1)上，转轴能沿轴向自由移动；定子体则固定在机体上，定子体内无接触地包围着转子体；转子体和定子体相对应的表面分别布置有成双数的磁体和对应的导磁体，磁体的极性交替布置，即一种极性磁体的相邻磁体为另一极性；装置利用转子体和定子体间的轴向位移，将转轴上的轴向力无接触地转移到定子体上；转轴的两端分别设置滑动轴承，承担由转轴重力形成的径向力。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，装置结构为主动型，转轴(1)受轴向力后可以向轴的两个方向自由移动，转轴移动引起转子体和定子体间的位移，轴系配置活动联轴器或弹性联轴节；在转子体和定子体间主动产生的磁悬浮力，将转轴上的受力无接触转移到定子体。

3.一种构成无接触磁悬浮推力轴承的方法，其特征为，利用在一段转轴上设置的定子体和转子体结构，利用定子体和转子体间所产生的位移、使转轴自动回复到其原始中心平衡位置的趋中效应，用以将转轴上的轴向力无接触地传递到定子体，从而取代推力轴承的力传递功能，消除推力轴承所带来的不可避免的摩擦力及磨损，同时提高轴系的机械传动效率。

4.根据权利要求3所述的构成磁悬浮推力轴承的方法，其特征为，转轴(1)固定设置，受力后不再能自由移动，而相反地，以定子体的移动代替转子体的移动而产生相应的磁悬浮力；所述方法的控制过程为，由轴应力传感器测量轴应变而感知轴应力的大小和方向，轴应力信号输入轴向力控制器，由轴向力控制器的输出驱动定子体位移器；定子体产生轴向位移，位移产生的磁悬浮力自动平衡轴向力，并使传感器输出信号为零；系统工作于负反馈模式。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，装置结构为被动型，主要由定子体轴向滑移系统(31)构成，定子体轴向滑移系统中设置定子体位移器(311)，定子位移器则可在定子座(312)上沿轴向移动，定子体由导磁定子磁路构成；转子体表面有磁体，转轴(1)上还设置应力传感器；转轴受力后不再能移动，而代之以定子体的移动。

6.根据权利要求1、权利要求2或权利要求5所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，装置结构为全磁悬浮型，定子体座做成能微量向下移动的结构，并使定子体座向下移动一段距离，使定子体上端与转子体的距离小于定子体下端与转子体的距离，致使转轴在产生轴向磁悬浮力的同时获得一个附加的向上的径向磁悬浮力M，以克服转轴重力的影响；全磁悬浮轴承结构适合于本发明的主动磁悬浮或被动磁悬浮；磁悬浮轴承的定子设计成圆形、椭圆形、蛋形、倒U形或马蹄形的形状。

7.根据权利要求1、权利要求2或权利要求5所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，装置结构为励磁型，在定子体或转子体之一设置励磁绕组，与对应的另一个体之上的导磁体，二者构成本发明磁悬浮装置的基础结构；励磁电流则由滑环电刷或软连线输送到转子体或定子体。

8.根据权利要求1、权利要求2或权利要求5所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，定子体或转子体之一设置磁体，对应的体之二上有导磁体；磁体采用沿轴向布置或者沿径向布置的磁场结构。

9.根据权利要求1、权利要求2或权利要求5所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，磁体采用成对的、沿径向布置的形式，且定子导磁体上有与转子磁体相对应的环形齿槽，齿槽垂直于转轴，形成类似于电机的齿槽结构，所述齿槽结构对轴转动无影响，但利用磁场的齿槽效应可获得更强的磁悬浮力。

10.根据权利要求9所述的磁悬浮推力轴承装置，其特征为，转子体上的若干环形磁体采用沿径向布置的形式，转子体磁轭上套有金属阻尼环；定子体导磁体上有对应的环形齿槽；金属阻尼环也可以从转子体改由设置在定子体上；装置可以减缓或消除转轴的机械振动，降低轴系产生或传导的噪声。