一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统技术方案

一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统包括：上壳体、下壳体、侧轴、上轴承固定结构、下轴承固定结构、转子、轴向磁力轴承和电机结构。其中，轴向磁力轴承包括：上导磁环、下导磁环、第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体。本实用新型专利技术与传统技术相比，通过磁力与机械轴承联合作用的支撑方式减小了轴承的轴向负载，角接触轴承的磨损会大大减小；弹簧压盖通过螺纹和弹簧对轴承进行预紧，使精确加载预紧力较为方便。

A magnetic and mechanical hybrid support system for rolling gyroscope rotor

A magnetic and mechanical hybrid support system for an anti-rolling gyro rotor includes an upper shell, a lower shell, a side shaft, an upper bearing fixed structure, a lower bearing fixed structure, a rotor, an axial magnetic bearing and a motor structure. Among them, the axial magnetic bearing includes: the upper magnetic ring, the lower magnetic ring, the first magnet, the second magnet, the third magnet and the fourth magnet. Compared with the traditional technology, the axial load of the bearing is reduced and the wear of the angular contact bearing is greatly reduced by the support mode of the combined action of the magnetic force and the mechanical bearing, and the pre-tightening of the bearing by the spring cover through the threads and springs makes it more convenient to accurately load the pre-tightening force.

【技术实现步骤摘要】
一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统
本技术涉及一种转子支撑结构，具体涉及一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统。
技术介绍
船舶减摇陀螺利用高速回转的转子所具有的动量矩和它的进动物理效应，产生与波浪推动船舶力矩相反的减摇力矩，使船舶稳定。转子的转速和转动惯量与陀螺的减摇性能成正相关，要满足较好的减摇效果，转子在满足一定质量的情况下需要有较高的转速，这就对陀螺转子的支撑提出了较高的要求。目前减摇陀螺转子为机械轴承支撑，在要求机械轴承寿命一定的情况下，机械轴承负载越大其旋转转速越低，则减摇陀螺减摇性能越差。立式安装的减摇陀螺转子在船上运动时会发生进动，这时转子的支撑受力大小会发生周期性改变。目前虽然有对立式或者水平放置的转子采用磁悬浮轴承的支撑方式，因为陀螺转子支撑受力会发生周期性改变并且磁悬浮轴承支撑刚度较小控制难度高，所以对减摇陀螺转子进行磁悬浮支撑容易造成陀螺转子的严重失稳。还有目前减摇陀螺转子的支撑为纯机械轴承特别是滚动轴承的支撑，即较重的转子是通过机械轴承将重力传递到侧轴上，转子质量大会导致机械轴承承受有较高的载荷。由于轴承载荷与轴承寿命为负相关，与摩擦力矩为正相关，所以减小轴承载荷有助于提高减摇陀螺转子支撑系统的寿命和减小其驱动功耗。为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统，其特征在于，包括：上壳体、下壳体、侧轴、上轴承固定结构、下轴承固定结构、转子、轴向磁力轴承和电机结构，所述上壳体与下壳体通过螺栓固定连接，所述侧轴分别与上壳体和下壳体固定连接，所述上轴承固定结构内部与转子上端转动连接，所述上轴承固定结构外部通过螺栓与上壳体固定连接，所述下轴承固定结构内部与转子下端转动连接，所述下轴承固定结构外部通过螺栓与下壳体固定连接，所述转子通过上轴承固定结构和下轴承固定结构与上壳体和下壳体转动连接，所述轴向磁力轴承设于转子底部，所述电机结构分别与下壳体和转子连接；其中，所述轴向磁力轴承包括：上导磁环、下导磁环、第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体，所述上导磁环与转子底部固定连接，所述下导磁环底部与下轴承固定结构固定连接，所述上导磁环与第一磁体和第二磁体连接，所述第一磁体和第二磁体连接，所述第一磁体和第二磁体磁极首尾相连，所述下导磁环与第三磁体和第四磁体连接，所述第三磁体和第四磁体连接，所述第三磁体和第四磁体磁极首尾相连，所述第一磁体和第二磁体与第三磁体和第四磁体对应磁极相斥。进一步，所述上轴承固定结构包括：上轴承座、上角接触轴承、上弹簧压盖和上弹簧，所述上轴承座通过螺栓与上壳体连接，所述上轴承座与上角接触轴承径向固定连接，所述上弹簧压盖通过螺纹与上轴承座连接，所述上弹簧顶部与上弹簧压盖连接，所述上弹簧底部与上角接触轴承外圈连接，所述上角接触轴承内圈与转子固定连接。进一步，所述下轴承固定结构包括：下轴承座、下角接触轴承、下弹簧压盖、下弹簧和下端盖，所述下轴承座通过螺栓与下壳体连接，所述下轴承座与下角接触轴承径向固定连接，所述下弹簧压盖通过螺纹与下轴承座连接，所述下弹簧底部与下弹簧压盖连接，所述下弹簧顶部与下角接触轴承外圈连接，所述下角接触轴承内圈与转子固定连接，所述下端盖与磁力轴承的下导磁环固定连接，所述下端盖与下壳体通过螺栓固定连接。进一步，所述转子设有第一轴肩和第二轴肩，所述第一轴肩与上角接触轴承固定连接，所述第二轴肩与下角接触轴承固定连接。进一步，所述电机结构包括：电机定子和电机转子，所述电机定子与下壳体固定连接，所述电机转子与转子下端固定连接。本技术的有益效果：本技术与传统技术相比，通过磁力与机械轴承联合作用的支撑方式减小了轴承的轴向负载，角接触轴承的磨损会大大减小；弹簧压盖通过螺纹和弹簧对轴承进行预紧，使精确加载预紧力较为方便。附图说明：图1为本技术的剖视图。图2为轴向磁力轴承的局部放大图。附图标记：上壳体100、下壳体200、侧轴300、上轴承固定结构400、上轴承座410、上角接触轴承420、上弹簧压盖430和上弹簧440。下轴承固定结构500、下轴承座510、下角接触轴承520、下弹簧压盖530、下弹簧540和下端盖550。转子600、第一轴肩610、第二轴肩620、轴向磁力轴承700、上导磁环710、下导磁环720、第一磁体730、第二磁体740、第三磁体750和第四磁体760。电机结构800、电机定子810和电机转子820。具体实施方式以下结合具体实施例，对本技术作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本技术而非用于限定本技术的范围。实施例1图1为本技术的剖视图。图2为轴向磁力轴承的局部放大图。如图1所示，一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统包括：上壳体100、下壳体200、侧轴300、上轴承固定结构400、下轴承固定结构500、转子600、轴向磁力轴承700和电机结构800，上壳体100与下壳体200通过螺栓固定连接，侧轴300分别与上壳体100和下壳体200固定连接，上轴承固定结构400内部与转子600上端转动连接，上轴承固定结构400外部通过螺栓与上壳体100固定连接，下轴承固定结构500内部与转子600下端转动连接，下轴承固定结构500外部通过螺栓与下壳体200固定连接，转子600通过上轴承固定结构400和下轴承固定结构500与上壳体100和下壳体200转动连接，轴向磁力轴承700设于转子600底部，电机结构800分别与下壳体200和转子600连接。如图2所示，其中，轴向磁力轴承700包括：上导磁环710、下导磁环720、第一磁体730、第二磁体740、第三磁体750和第四磁体760，上导磁环710与转子600底部固定连接，下导磁环720底部与下轴承固定结构500固定连接，上导磁环710与第一磁体730和第二磁体740连接，第一磁体730和第二磁体740连接，第一磁体730和第二磁体740磁极首尾相连，下导磁环720与第三磁体750和第四磁体760连接，第三磁体750和第四磁体760连接，第三磁体750和第四磁体760磁极首尾相连，第一磁体730和第二磁体740与第三磁体750和第四磁体760对应磁极相斥。上轴承固定结构400包括：上轴承座410、上角接触轴承420、上弹簧压盖430和上弹簧440，上轴承座410通过螺栓与上壳体100连接，上轴承座410与上角接触轴承420径向固定连接，上弹簧压盖430通过螺纹与上轴承座410连接，上弹簧440顶部与上弹簧压盖430连接，上弹簧440底部与上角接触轴承420外圈连接，上角接触轴承420内圈与转子600固定连接。下轴承固定结构500包括：下轴承座510、下角接触轴承520、下弹簧压盖530、下弹簧540和下端盖550，下轴承座510通过螺栓与下壳体200连接，下轴承座510与下角接触轴承520径向固定连接，下弹簧压盖530通过螺纹与下轴承座510连接，下弹簧540底部与下弹簧压盖530连接，下弹簧540顶部与下角接触轴承520外圈连接，下角接触轴承520内圈与转子600固定连接，下端盖550本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统，其特征在于，包括：上壳体(100)、下壳体(200)、侧轴(300)、上轴承固定结构(400)、下轴承固定结构(500)、转子(600)、轴向磁力轴承(700)和电机结构(800)，所述上壳体(100)与下壳体(200)通过螺栓固定连接，所述侧轴(300)分别与上壳体(100)和下壳体(200)固定连接，所述上轴承固定结构(400)内部与转子(600)上端转动连接，所述上轴承固定结构(400)外部通过螺栓与上壳体(100)固定连接，所述下轴承固定结构(500)内部与转子(600)下端转动连接，所述下轴承固定结构(500)外部通过螺栓与下壳体(200)固定连接，所述转子(600)通过上轴承固定结构(400)和下轴承固定结构(500)与上壳体(100)和下壳体(200)转动连接，所述轴向磁力轴承(700)设于转子(600)底部，所述电机结构(800)分别与下壳体(200)和转子(600)连接；其中，所述轴向磁力轴承(700)包括：上导磁环(710)、下导磁环(720)、第一磁体(730)、第二磁体(740)、第三磁体(750)和第四磁体(760)，所述上导磁环(710)与转子(600)底部固定连接，所述下导磁环(720)底部与下轴承固定结构(500)固定连接，所述上导磁环(710)与第一磁体(730)和第二磁体(740)连接，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)连接，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)磁极首尾相连，所述下导磁环(720)与第三磁体(750)和第四磁体(760)连接，所述第三磁体(750)和第四磁体(760)连接，所述第三磁体(750)和第四磁体(760)磁极首尾相连，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)与第三磁体(750)和第四磁体(760)对应磁极相斥。...

【技术特征摘要】
1.一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统，其特征在于，包括：上壳体(100)、下壳体(200)、侧轴(300)、上轴承固定结构(400)、下轴承固定结构(500)、转子(600)、轴向磁力轴承(700)和电机结构(800)，所述上壳体(100)与下壳体(200)通过螺栓固定连接，所述侧轴(300)分别与上壳体(100)和下壳体(200)固定连接，所述上轴承固定结构(400)内部与转子(600)上端转动连接，所述上轴承固定结构(400)外部通过螺栓与上壳体(100)固定连接，所述下轴承固定结构(500)内部与转子(600)下端转动连接，所述下轴承固定结构(500)外部通过螺栓与下壳体(200)固定连接，所述转子(600)通过上轴承固定结构(400)和下轴承固定结构(500)与上壳体(100)和下壳体(200)转动连接，所述轴向磁力轴承(700)设于转子(600)底部，所述电机结构(800)分别与下壳体(200)和转子(600)连接；其中，所述轴向磁力轴承(700)包括：上导磁环(710)、下导磁环(720)、第一磁体(730)、第二磁体(740)、第三磁体(750)和第四磁体(760)，所述上导磁环(710)与转子(600)底部固定连接，所述下导磁环(720)底部与下轴承固定结构(500)固定连接，所述上导磁环(710)与第一磁体(730)和第二磁体(740)连接，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)连接，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)磁极首尾相连，所述下导磁环(720)与第三磁体(750)和第四磁体(760)连接，所述第三磁体(750)和第四磁体(760)连接，所述第三磁体(750)和第四磁体(760)磁极首尾相连，所述第一磁体(730)和第二磁体(740)与第三磁体(750)和第四磁体(760)对应磁极相斥。2.根据权利要求1所述的一种用于减摇陀螺转子的磁力和机械混合支撑系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振亚，陈少楠，罗琳，游贵彪，
申请(专利权)人：上海矶怃科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31