一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置，主要由壳体

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置


[0001]本专利技术涉及磁悬浮储能飞轮领域，具体涉及一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置，用于防止磁悬浮轴承故障时转子跌落造成破坏
。

技术介绍

[0002]磁悬浮储能飞轮是利用磁轴承将高速转子悬浮起来的装置，具有非接触，无摩擦，长寿命的优点，但磁轴承出现故障时会出现转子跌落现象，故必须有保护轴承装置，目的是在磁悬浮储能系统故障造成转子跌落时临时支撑高速旋转的转子，确保磁悬浮转子及定子不受损坏；传统的保护轴承是在两端加装机械轴承的方式，但对于磁悬浮储能飞轮不能满足要求，第一，由于储能飞轮转子重量大，轴向长度长，且运行过程中温升高，转子温升时长度伸长，导致预定的磁悬浮保护间隙变化，甚至间隙消失；第二，储能转子自身重量和惯量都很大，旋转时储存巨大的能量，跌落到保护轴承上时若无能量吸收装置会出现转子剧烈弹跳；第三，储能转子旋转速度高，而与其配合的保护轴承的内圈处于静止状态，导致接触瞬间加速度过大，轴承内圈转子温升高，会出现卡死，导致保护轴承失效
。
为解决上述问题，采取了很多办法，传统结构中转子跌落时通过弹性阻尼器来吸收由于转子组件和滚动轴承内圈之间的径向间隙和轴向间隙而产生的冲击能量
。
但其对弹性体的性能要求很高，转子组件与轴向保护轴承内圈之间有较大的轴向间隙，转子跌落后，会产生较大的冲击，且弹性体刚度较差会导致高速转子震动，安全性无法得到充分保证
。
例如中国专利申请
CN113931935A
所述的一种磁悬浮轴承弹性阻尼保护轴承轴向通过碟簧提供弹性阻尼支承，但是碟簧由于其结构特性，致使轴承受力面积较小，且具有很广泛围的非线性特性，容易对轴承造成划痕破坏，需要专门的部件隔开碟簧与轴承
。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术不足，本专利技术提供一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置，解决现有保护轴承转速提升缓慢问题，可满足高速磁悬浮转子冲击能量的快速性吸收，并改善轴向冲击能量吸收问题
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术解决方案：
[0005]一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置，包括壳体
、
转子
、
上保护轴承组件
、
下保护轴承组件，所述上保护轴承组件包括：上保护轴承座
、
上保护轴承封盖
、
上保护轴承
、
下保护公差环
、
上保护公差环，上保护轴承组件通过螺钉固定在壳体上；所述下保护轴承组件包括：下保护轴承座
、
下保护轴承封盖
、
下下外保护轴承
、
下上外保护轴承
、
下下内保护轴承
、
下上内保护轴承
、
波形弹簧
、
保护环
、
隔环
、
外隔环
、
下下公差环
、
下上公差环，组成下保护轴承组件通过第一螺钉固定在壳体上；上保护轴承组件对转子提供径向保护功能，上保护轴承座通过第二螺钉固定在壳体上，上保护轴承封盖通过第三螺钉固定在上保护轴承座上，上保护公差环
、
下保护公差环内环安装在上保护轴承外圈，外环安装在上保护轴承座的公差环安装槽内，上保护轴承通过上保护轴承座台阶和上保护轴承封盖端面进行轴向定位，正常
情况下内圈和转子无接触；下保护轴承组件对转子提供径向与轴向保护功能，下保护轴承座通过第四螺钉安装在壳体上，下保护轴承盖通过第五螺钉安装在下保护轴承座上，下上外保护轴承外圈和下上公差环配合，下上公差环安装在下保护轴承座的公差环安装槽内，下下外保护轴承外圈和下下公差环配合，下下公差环安装在下保护轴承座的公差环安装槽内，下下外保护轴承的外圈下端面通过波形弹簧安装在下保护轴承封盖上，下上外保护轴承内圈与下下外保护轴承内圈中间安装隔环，外圈中间安装外隔环，下上内保护轴承内圈与下下内保护轴承内圈中间安装保护环，外圈中间安装隔环，下上内保护轴承外圈与下上外保护轴承内圈径向配合安装，下下内保护轴承外圈与下下外保护轴承内圈配合安装
。
[0006]进一步地，所述保护环由第一半月环和第二半月环扣合在一起组成，材料采用
65Mn
并淬硬，表面润滑改性处理，依靠其轴向及径向与转子相对应的槽的尺寸给磁悬浮转子提供轴向和径向保护间隙
。
[0007]进一步地，所述下上外保护轴承
、
下下外保护轴承
、
下上内保护轴承
、
下下内保护轴承都为陶瓷滚动体角接触类滚动轴承，面对面安装，为标准轴承，其中，下上外保护轴承和下下外保护轴承的内圈进行加工出定位台阶，加工后的内孔分别和下上内保护轴承和下下内保护轴承的外圈过渡配合，组成双列滚动体既能承受径向力，又能承受轴向力的组合保护轴承
。
[0008]进一步地，上保护轴承座安装有上保护公差环和下保护公差环上保护轴承座的轴承孔与上保护轴承之间的间隙为
0.2
‑
0.25
倍磁间隙，下保护轴承座安装有下下公差环和下上公差环，下保护轴承座轴承安装孔和下上外保护轴承和下下外保护轴承外圈的间隙为
0.2
‑
0.25
磁间隙
。
[0009]进一步地，所述上保护轴承为陶瓷球双列角接触球轴承，只参与转子的径向保护而不参与轴向保护
。
[0010]进一步地，所述转子有一凹槽，转子悬浮时，保护环与转子之间留有径向间隙与轴向间隙，实现转子的径向和轴向保护
。
[0011]进一步地，所述波形弹簧直接对下下外保护轴承提供轴向约束和阻尼，通过改变波形弹簧的圈数
、
波峰高度
、
宽度
、
厚度的不同组合来周正刚度，波形弹簧的两端有平圈
。
[0012]本专利技术与现有类似系统相比，其有益效果为：
[0013]本专利技术方法简单，采用标准的轴承，略微加工改造即可，实现多个角接触球轴承实现内外嵌套安装方式；通过保护环来承受轴向载荷，避免热变形量对保护间隙的影响；保护环和组合轴承起到阻尼作用，同时轴向加装弹性阻尼吸收冲击能量
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置的剖面示意图；
[0015]图2为本专利技术的一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置的三维示意图；
[0016]图3为本专利技术的一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置的底部示意图；
[0017]图
4a
，图
4b
为本专利技术的保护环的主视图和剖面图；
[0018]图
5a
，图
5b
为本专利技术的隔环的主视图和剖面图；
[0019]图6为本专利技术的一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置的上保护轴承座示意图；
[0020]图7为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磁悬浮储能飞轮保护轴承装置，包括壳体
(1)、
转子
(5)、
上保护轴承组件
、
下保护轴承组件，其特征在于：所述上保护轴承组件包括：上保护轴承座
(2)、
上保护轴承封盖
(3)、
上保护轴承
(4)、
下保护公差环
(6)、
上保护公差环
(7)
，上保护轴承组件通过螺钉固定在壳体
(1)
上；所述下保护轴承组件包括：下保护轴承座
(10)、
下保护轴承封盖
(11)、
下下外保护轴承
(12)、
下上外保护轴承
(13)、
下下内保护轴承
(14)、
下上内保护轴承
(15)、
波形弹簧
(16)、
保护环
(17)、
隔环
(18)、
外隔环
(19)、
下下公差环
(20)、
下上公差环
(21)
，下保护轴承组件通过第一螺钉
(23)
固定在壳体
(1)
上；上保护轴承组件对转子
(5)
提供径向保护功能，上保护轴承座
(2)
通过第二螺钉
(9)
固定在壳体
(1)
上，上保护轴承封盖
(3)
通过第三螺钉
(8)
固定在上保护轴承座
(2)
上，上保护公差环
(7)、
下保护公差环
(6)
内环安装在上保护轴承
(4)
外圈，外环安装在上保护轴承座
(2)
的公差环安装槽内，上保护轴承
(4)
通过上保护轴承座
(2)
台阶和上保护轴承封盖
(3)
端面进行轴向定位，正常情况下内圈和转子无接触；下保护轴承组件对转子
(5)
提供径向与轴向保护功能，下保护轴承座
(10)
通过第四螺钉
(23)
安装在壳体
(1)
上，下保护轴承盖
(11)
通过第五螺钉
(22)
安装在下保护轴承座
(10)
上，下上外保护轴承
(13)
外圈和下上公差环
(21)
配合，下上公差环
(21)
安装在下保护轴承座
(10)
的公差环安装槽内，下下外保护轴承
(12)
外圈和下下公差环
(20)
配合，下下公差环
(20)
安装在下保护轴承座
(10)
的公差环安装槽内，下下外保护轴承
(12)
的外圈下端面通过波形弹簧
(16)
安装在下保护轴承封盖
(11)
上，下上外保护轴承
(13)
内圈与下下外保护轴承
(12)
内圈中间安装隔环
(18)
，外圈中间安装外隔环
(19)
，下上内保护轴承
(15)
内圈与下下内保护轴承
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆耀，张美玲，
申请(专利权)人：北京清源飞控能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：