磁悬浮轴承及采用该磁悬浮轴承的散热风扇制造技术

一种磁悬浮轴承，包括一对轴承外套、轴承内套和轴，该对轴承外套对称置于轴承内套的两端并与轴承内套保持一定间距，轴穿设固定在轴承内套中，该轴承内套与该对轴承外套均由磁性材料制成，且轴承内套与轴承外套的对应面的磁极相同。本发明专利技术还提供一种采用该磁悬浮轴承的散热风扇。该磁悬浮轴承利用磁性力原理实现轴与轴承外套无机械摩擦的相对转动，大大提高了轴承结构的使用寿命，且其结构简单，将轴承内套与轴固设在一起，仅用具有磁性的轴承外套与轴承内套就能达到其他结构复杂，元件繁多的轴承的功能。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轴承，尤指一种磁悬浮轴承及采用该磁悬浮轴承的散热 风扇。
技术介绍
目前，轴承广泛应用于各种设备中，如硬盘驱动器、数字化视频光盘机、 微型光盘机、磁光盘机及散热风扇等领域，这些装置中马达的轴承尺寸小， 对轴承的回转精度及寿命要求高。因而轴承成为这些装置运行的关键，其性 能直接影响整个装置的运转性能和工作效率。目前广泛使用的轴承包括滚珠轴承及含油轴承等几类。在这几类轴承中， 都无法回避机械摩擦的问题。机械摩擦所带来的最直接的后果即是轴承寿命 缩短，轴承失效后致使整个装置不能正常运转。为了解决摩擦问题，人们做 了不少的尝试，如减少摩擦面、采用润滑油等等，这些措施虽然在一定程度 上减少了轴承的机械摩擦，但并不能从根本上解决问题，原因在于其采用的 这些措施均是以轴承存在机械接触为基础。近年来也有以非机械接触方式设计制造的轴承出现，即磁悬浮轴承。磁 悬浮轴承利用磁性磁极相异相吸，磁极相同相斥的原理，使轴承与轴实现非 机械接触的相对运转，从而达到消除机械摩擦的问题。但是目前的磁悬浮轴 承的附属部件较多，都需在轴承上加支点或加电磁控设备，其结构复杂，且 成本较高，不利于产业上的利用，因而存在很大的改善空间。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种既能消除机械摩擦又具有简单适用的结构的 磁悬浮轴承及采用该磁悬浮轴承的散热风扇。一种磁悬浮轴承，包括一对轴承外套、轴承内套和轴，该对轴承外套对 称置于轴承内套的两端并与轴承内套保持一定间距，轴穿设固定在轴承内套中，该轴承内套与该对轴承外套均由磁性材料制成，且轴承内套与轴承外套 的对应面的》兹才及相同。一种散热风扇，包括扇框、磁悬浮轴承、定子构件、转子构件，磁悬浮 轴承包括轴承内套和对称置于轴承内套两端并与轴承内套保持一定间距的一 对轴承外套，转子构件包括一轴，轴插设固定在轴承内套中，轴承内套与轴 承外套均由磁性材料制成，且轴承内套与轴承外套的对应面的磁极相同。上述磁悬浮轴承利用磁性力原理实现轴与轴承外套无机械摩擦的相对转 动，大大提高了轴承结构的使用寿命，且其结构简单，将轴承内套与轴固设 在一起，仅用具有磁性的轴承外套与轴承内套就能达到其他结构复杂，元件 繁多的轴承的功能。附图说明图l为本专利技术较佳实施例中磁悬浮轴承的立体示意图。图2为图1的剖示示意图。图3为另一实施例的剖示示意图。图4为采用磁悬浮轴承的散热风扇的剖示示意图。具体实施例方式下面参照附图，结合实施例作进一步说明。请同时参阅图1和图2，该磁悬浮轴承主要包括一对轴承外套IO、 一轴承 内套20和一轴30。轴承外套10和轴承内套20均由磁性材料制成。轴承外套10整体呈半球体 形状，其内部形成一个半球体形状的空穴13，空穴13与轴承外套10同球心。 轴承外套10于其半J求顶部中央还形成一个通孔11，该通孔11与空穴13相连通， 通孔l 1与轴承外套10共中心轴。轴承内套20的中间部分呈圆柱体状，两端部分呈半球体状，轴承内套20 的两端面形成半5求面，半球面与中间部分的圓柱体的外表面相切。轴承内套 20的中心形成轴孔(未标号)，以供轴30穿设通过，且轴30的两末端外露于轴 承内套20的两端之外。轴30与轴承内套20固定在一起形成一个整体，其固定 的方式有多种，如可在成型轴承内套20时将轴承内套20—体成型于轴30上，也可于单独成型轴承内套20后将轴30插设于轴承内套20的轴孔内固定。轴承 内套20的两端的半球面直径小于轴承外套10的空穴13的直径，因而轴承内套 20的两端能容置于轴承外套10的空穴13内并保持相分离，同时轴30的直径小 于轴承外套10的通孔11的直径，因而轴30的两末端能通过通孔11而外露于轴 承外套10之外。轴承外套10分别固定在轴承内套20的两端，轴承内套20的两端的半球体 容置在轴承外套10的空穴13内并与其轴承外套10的内表面保持一定间距。轴 30的两端通过轴承外套10的通孔11,轴30与通孔11之间也有一定间隙。轴30 的两末端载有载荷(图未示)，工作时轴30和轴承内套20—起相对轴承外套10 转动。下面以图2为例说明该磁悬浮轴承的工作原理。假设轴承外套10和轴承内 套20的磁极如图2中所示，且轴承外套10和轴承内套20的各处磁场强度均相 等，其相互受到的磁力大小仅随它们之间的间隙而变化。轴承内套20的顶端 为S极，底端为N极，位于轴承内套20的顶端的轴承外套10其内表面为S极， 外表面为N极，位于轴承内套20的底端的轴承外套10其内表面为N极，外表面 为S极，也即轴承内套20的两端的磁极分别与其对应的轴承外套10的内表面 的,兹冲及相同。根据磁极相同相斥、相异相吸的原理，轴承内套20的两端面均受到轴承 外套10的排斥力，这些力的方向与轴承内套20的两端的半球面正交且指向轴 承内套20的两端的球心。为了便于轴承内套20的受力分析，将这些力分解成 沿径向方向和沿轴向方向的两个分力。由于轴承内套20以及轴承外套lO都是 对称性的结构，当轴承内套20受力达到平衡时，轴承内套20会置于轴承外套 10内的空穴13的中心，也即轴承外套l 0的球心处于轴岸义内套20的中心轴线之 上，此时轴承内套20受到的各个方向的沿径向方向的排斥分力均相等且指向 轴承内套20的轴心，各个排斥分力互相抵消从而使轴承内套20达到平衡。在 图2中表现为轴承内套20与轴承外套10的径向间隙均相等，而在轴向上，轴承 内套20的顶端与其对应的轴承外套10的内表面的轴向间距dl与轴承内套20的 底端与其对应的轴岸义外套10的内表面的轴向间距d2亦相等。上述为磁悬浮轴承处于平衡时的状态，当磁悬浮轴承在运转过程中会受 到外力的影响进而影响其平衡性，下面分析其由非平衡态到平衡态的转化过程。假设轴30受到向下的轴向外力Pn，轴承内套20与轴30的平衡态受到破坏， 进而轴向向下移动，使得dl增大、d2减小，因此轴承内套20的顶端受到其对 应的轴承外套10的轴向排斥力减小，底端受到其对应的轴承外套10的轴向排 斥力增大，轴承内套20受到的磁力合力增大且方向为轴向向上。当dl增大、 d2减小到一定程度时，磁力合力的增量会与轴向外力Pn大小相等，此时轴承 内套20受力重新达到平衡。同样轴30受到径向外力时，轴承内套20与轴承外 套10之间的间距也会发生变化从而能重新达到受力平衡，其原理与上述受轴 向外力时类似，在此不再赘述。如图3所示为本专利技术的另 一 实施例。该磁悬浮轴承与上述实施例中的磁悬 浮轴承结构相似，包括轴承外套10a(10b)、轴承内套20a^轴30a。轴承外套10a、 1 Ob同样分别置于轴承内套20a的两端，且其内形成半球形的空穴13以容置轴 承内套20的两端，其中置于轴承内套20a的顶端的轴承外套10a与上述实例中 的轴承外套10—样，设有一通孔lla以供轴30a穿设通过。不同的是轴承内套 20a的中心形成盲孔，即底端封闭，轴30a插设固定于轴承内套20a的盲孔内， 只有其顶端外露于轴承内套20a之外并穿设通过轴承外套10a的通孔lla。置于 轴承内套20a的底端的轴承外套10b则底部亦相应地形成封闭的结构。该实施 例适用于轴30a的一端负有载荷的情形(如散热风扇的转子构件)，其工作原 理与上述实施例相同因而不再赘述。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮轴承，其特征在于：包括一对轴承外套、轴承内套和轴，该对轴承外套对称置于轴承内套的两端并与轴承内套保持一定间距，轴穿设固定在轴承内套中，该轴承内套与该对轴承外套均由磁性材料制成，且轴承内套与轴承外套的对应面的磁极相同。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承，其特征在于包括一对轴承外套、轴承内套和轴，该对轴承外套对称置于轴承内套的两端并与轴承内套保持一定间距，轴穿设固定在轴承内套中，该轴承内套与该对轴承外套均由磁性材料制成，且轴承内套与轴承外套的对应面的磁极相同。2. 如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于所述轴承内套呈圆柱 体状，且其与该对轴承外套的对应外表面均形成球面。3. 如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于所述轴承外套均呈半 球体状，该对轴承外套内分别形成容置轴承内套的两端的半球体状的空穴。4. 如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于所述轴承外套上均形 成供轴穿设的通孔，且通孔的直径大于轴的直径。5. 如权利要求1所述的^f兹悬浮轴承，其特征在于其中一轴承外套上形 成供轴穿设的通孔，且通孔的直径大于轴的直径，而另一轴承外套的底部封 闭。6. 如权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于所述轴承内套的中心 形成盲孔，轴的一端插设固定于轴承内套的盲孔内。7. —种散热风扇，包括扇框、磁悬浮轴承、定子构件、转子构件，转子 构件包括一轴，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成鹏，杨明，林雨利，
申请(专利权)人：富准精密工业深圳有限公司，鸿准精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]