永磁电动悬浮轴承制造技术

本实用新型专利技术由内套和外套组成，所述内套、外套上分别设置锥环形永磁体的内磁环、外磁环，内磁环和外磁环锥度相同；在外磁环上嵌有数个导体圈，所述导体圈沿外磁环的周向均布；所述内磁环固定在导磁轴套上组成所述内套；所述外磁环固定在导磁圆筒和导磁圆盘上组成所述外套；所述外套与所述内套同轴心隔间隙地套在所述内套外，外磁环与内磁环隔间隙同磁极性相对。内套与外套因磁斥力相对悬浮，当所述永磁电动悬浮轴承受外力扰动时，内套与外套作相对偏移移动，导体圈将产生抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套恢复原位。本实用新型专利技术结构紧凑简单、刚度大、单位体积承载力大、运转稳定性高、成本低、用途广。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种磁悬浮轴承，特别是一种永磁电动悬浮轴承。
技术介绍
磁悬浮轴承的转动套与固定套依靠磁力相对悬浮，因此工作时无摩损、无噪声、无 污染、不传递振动、免润滑、免维护、寿命长。磁悬浮轴承有电磁式、永磁式、电磁永磁组合式、永磁与高温超导体复合式。电磁 式利用电流产生的磁力使轴承的内套与外套相对悬浮。电磁式磁悬浮轴承结构复杂，而且 需要配置一套复杂的电路控制系统才能使其内套运转达到满意的精度和稳定性。电磁永磁 组合式同样也很复杂。永磁与高温超导体复合式磁悬浮轴承结构更复杂，制造成本极高。永 磁式磁悬浮轴承仅用永磁体的磁力使轴承的内套与外套相对悬浮，一般来说，永磁式悬浮 轴承相对于前面所述的其它方式悬浮轴承结构简单，成本低。现有永磁式径向(或者轴向) 磁悬浮轴承，结构还比较简单，但同时具有径向和轴向磁悬浮功能的现有永磁式磁悬浮轴 承，结构较复杂、单位体积承载力(承载力值与轴承体积之比值)小，刚度小(轴承的承载 力随内套与外套之间隙改变而变化小)，更为不满的是由于零部件制造和装配误差不可避 免，造成轴承高速运转时稳定性差，即径向跳动和轴向摆动厉害，甚至会发生转套与固定套 相碰撞或刮蹭，故实用性差，难以应用到广阔的领域。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有磁悬浮轴承结构复杂、单位体积承载力小、运转稳 定性差、应用受局限等问题，设计了一种永磁电动悬浮轴承，结构紧凑、刚度大、单位体积承 载力大、运转稳定性高、用途广。本技术通过以下技术方案实现本技术由内套和外套组成，所述内套、外套上分别设置锥环形永磁体的内磁 环、外磁环，内磁环和外磁环锥度相同；在外磁环上嵌有数个导体圈，所述导体圈沿外磁环 的周向均布；所述内磁环固定在导磁轴套上组成所述内套；所述外磁环固定在导磁圆筒和 导磁圆盘上组成所述外套；所述外套与所述内套同轴心隔间隙地套在所述内套外，外磁环 与内磁环隔间隙同磁极性相对。使用时，内套套在要支撑的轴上。内套与外套因磁斥力相 对悬浮，并且，当所述永磁电动悬浮轴承受外力扰动时，内套与外套作相对偏移移动，导体 圈因其内的磁通量发生变化而产生感生电流，由楞次定律知，感生电流的磁场将抵抗偏移 移动，即导体圈将产生抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套恢复原位。图1为本技术的一种结构示意图。在导磁轴套8中部外圆上固套环形永磁体 2，称为内磁环，其两端面都是由两个环锥(锥度根据径向和轴向承载力要求确定)面组成 的凸起面，且两端面对称；环形永磁体2沿轴向充磁，且两个环锥面的锥尖两边(如图中虚 线的两边)的充磁方向相反。导磁轴套8、内磁环2构成本技术轴承的内套。在内磁环2的两端面外对称配置两个大小、形状相同的右外磁环4、左外磁环6，右外磁环4和左外磁环6的内圆比导磁轴套8的大外圆每面大一间隙；右外磁环4和左外磁 环6与内磁环2相对的面是由两个环锥(锥度与内套环形永磁体的两端面锥度相同)面组 成的凹面，右外磁环4和左外磁环6的另一端面是平面，右外磁环4和左外磁环6轴向充磁， 且使右外磁环4和左外磁环6与内磁环2相对的面沿轴向离开一间隙同磁极性相对，右外 磁环4和左外磁环6的外圆比内磁环2的外圆每面大一间隙。如图1、图2示，在右外磁环 4和左外磁环6的凹面的两斜面嵌数个导体圈5，导体圈5沿周向均布；在右外磁环4和6 的外圆紧套导磁圆筒1，导磁圆筒1的端面与右外磁环4和左外磁环6的外侧端面(平面) 齐平。分别紧贴右外磁环4和6的外侧端面和导磁圆筒1的端面固接有中孔的右导磁圆盘 3、左导磁圆盘7，它们的中孔直径比非磁性轴套8的大外圆每面大一间隙。右外磁环4和左 外磁环6、导磁圆筒1、右导磁圆盘3、左导磁圆盘7构成了该专利技术的外套。组装时，用压力工装将内套与外套安要求沿轴向压紧，然后在冷却保护下，采取焊 接工艺将导磁圆筒1与右导磁圆盘3和7焊接起来，也可以用螺栓联接。由于内磁环2与右外磁环4和左外磁环6沿轴向离开一轴承间隙同磁极性锥面相 对，且内磁环2中的磁通方向与导磁圆筒1中的磁通方向相同，因而在内磁环2和右外磁环 4及左外磁环6的锥面上既产生轴向相互排斥力，又可使产生径向相互排斥力，且可使排斥 力大小相等、方向相反，内套和外套相对悬浮，在径向和轴向具有刚性和稳定性。再者，当轴 承受外力扰动，内套与外套作相对偏移移动时，右外磁环4和左外磁环6上的导体圈5将产 生抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套复原位。所以，这种轴承比普通的磁悬浮轴承刚性 强的多、更稳定。图3为本技术的另一种结构示意图。在导磁轴套11中部外圆上固定径向充 磁的外锥环形右内磁环10和左内磁环14，右内磁环10和左内磁环14大小、形状相同，右内 磁环10和左内磁环14小端面相对贴，并使右内磁环10与左内磁环14充磁方向相反。导 磁轴套11、右内磁环10、左内磁环14构成了本技术的内套。在右内磁环10和左内磁环14外沿径向离开一间隙套径向充磁外磁环15，外磁环 15的内孔为左右对称的内锥面，锥度分别与右内磁环10、左内磁环14的锥度相同，且使外 磁环15与右内磁环10和左内磁环14沿径向同磁极性相对(图中虚线所示为极性分界面)； 如图3、图4示，在外磁环15的两内锥面嵌数个导电圈12，导体圈12沿周向均布；在外磁环 15的外圆上固套导磁圆筒16，其两端面与外磁环15的端面齐平；紧贴外磁环15的外端面 和导磁圆筒16的端面固接右导磁圆盘9和左导磁圆盘13，它们的中孔直径比导磁轴套11 的外径大。外磁环15、导磁圆筒11、右导磁圆盘9、左导磁圆盘13构成了本技术的外 套。组装时，用压力工装将内套与外套按要求沿轴向压紧，然后在冷却保护下，采取焊 接工艺将导磁圆筒16与右导磁圆盘9和左导磁圆盘13焊接起来，也可以用螺栓联接。由于右内磁环10和左内磁环14在径向与外磁环15隔间隙同磁极性相对，因而在 每个右内磁环10和左内磁环14的外锥面和外磁环15的内锥面上产生径向磁斥力和轴向 磁斥力，而且可使右内磁环10和左内磁环14与外磁环15在径向上相互的磁斥力大小相 等、方向相反，在轴向也同样。所以内套和外套相对悬浮，在径向和轴向具有刚性和稳定性。 再者，当轴承受外力扰动，内套与外套作相对偏移移动时，外磁环15上的导体圈12将产生 抵抗偏移移动的电动力，使内套与外套复原位。所以，这种轴承比普通的磁悬浮轴承刚性强4的多、更稳定。所述轴承的内套作支撑旋转轴的载体，外套作为固定套；所述内套也可作支撑固 定轴的固定套，外套作为转动套，即内套、外套的功能可同时互换。本技术有益的效果是1.从整体结构看第一，本技术由于导磁轴套、导磁圆盘、导磁圆筒构成磁屏 蔽壳，所以漏磁小，磁体利用率高。第二，除内外套之间隙再无任何空隙，所述轴承的内部空 间装配了最多的永磁体，与现有的同时具有径向和轴向承载功能的磁悬浮轴承相比，本实 用新型结构简单紧凑，单位体积承载能力大、刚度大；第三，组成本技术的零部件为圆 环形、圆盘形、圆筒形，工艺性好，成本低。2.由于在内磁环或外磁环设置导体圈，利用电动原理抵抗内套和外套因外部扰动 而产生偏移，从而极大地提高了轴承运转的稳定性、刚性、可靠性。3.根据实际应用要求，设计内套、外套之间隙，既可作为单向减振器或阻尼器使 用，又可作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电动悬浮轴承，其特征是：由内套和外套组成，所述内套、外套上分别设置锥环形永磁体的内磁环、外磁环，内磁环和外磁环锥度相同；在外磁环上嵌有数个导体圈，所述导体圈沿外磁环的周向均布；所述内磁环固定在导磁轴套上组成所述内套；所述外磁环固定在导磁圆筒和导磁圆盘上组成所述外套；所述外套与所述内套同轴心隔间隙地套在所述内套外，外磁环与内磁环隔间隙同磁极性相对。

【技术特征摘要】
一种永磁电动悬浮轴承，其特征是由内套和外套组成，所述内套、外套上分别设置锥环形永磁体的内磁环、外磁环，内磁环和外磁环锥度相同；在外磁环上嵌有数个导体圈，所述导体圈沿外磁环的周向均布；所述内磁环固定在导磁轴套上组成所述内套；所述外磁环固定在导磁圆筒和导磁圆盘上组成所述外套；所述外套与所述内套同轴心隔间隙地套在所述内套外，外磁环与内磁环隔间隙同磁极性相对。2.根据权利要求1所述的永磁电动悬浮轴承，其特征是在导磁轴套(8)中部外圆上 固套环形永磁体(2)，称为内磁环，其两端面都是由两个环锥面组成的凸起面，且两端面对 称；环形永磁体(2)沿轴向充磁，且两个环锥面的锥尖两边的充磁方向相反；导磁轴套(8)、 内磁环(2)构成本发明轴承的内套；在内磁环(2)的两端面外对称配置两个大小、形状相同的右外磁环(4)、左外磁环(6)， 右外磁环(4)和左外磁环(6)的内圆比导磁轴套(8)的大外圆每面大一间隙；右外磁环(4) 和左外磁环(6)与内磁环(2)相对的面是由两个环锥面组成的凹面，右外磁环(4)和左外 磁环(6)的另一端面是平面，右外磁环(4)和左外磁环(6)轴向充磁，且使右外磁环(4)和 左外磁环(6)与内磁环(2)相对的面沿轴向离开一间隙同磁极性相对，右外磁环(4)和左 外磁环(6)的外圆比内磁环(2)的外圆每面大一间隙；在右外磁环(4)和左外磁环(6)的 凹面的两斜面嵌数个导体圈(5)，导体圈(5)沿周向均布；在右外磁环(4)和(6)的外圆紧 套导磁圆筒(1)，导磁圆筒(1)的端面与右外磁环(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新广，
申请(专利权)人：刘新广，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]