永磁轴承制造技术

一种新型的永磁机械混合型磁力轴承，将永磁悬浮技术与传统的推力球轴承制作技术结合起来，利用套装在一起的大、小两个永磁圈相邻径向磁面极性相同相互排斥的特性，使永磁圈之间出现悬浮空间，能在空气中运转；在永磁圈的左右挡板上安装推力球，既保证了永磁圈的径向定位又保障了永磁圈的轴向稳定。永磁轴承体积小，重量轻，安装简单，维护方便，稳定性好，耗能低，摩擦阻力小，无噪音，载荷旋转效率高，广泛应用于任何空间和各个领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在外力作用下载荷旋转的轴承装置，尤其是在外力作用下能够磁悬浮载荷旋转的永磁轴承。
技术介绍
在现有的各类标准轴承中，以滚珠轴承滚动摩擦阻力最小，噪音最小，发热最少，运行耗能最低，但也不能与磁悬浮轴承相比。 众所周知，磁铁具有同性相排斥，异性相吸附的特性，而且吸附力的强弱与排斥力相等。因此，人类几千年以来，就一直在开发和利用磁铁的特性为人类服务。近二、三十年来，人们逐渐认识使用了磁悬浮技术，并研究将磁铁的特性运用于轴承领域，研制了磁悬浮轴承。磁悬浮轴承按照磁场的不同方式，分为电磁磁力轴承、永磁磁力轴承和电磁永磁混合型磁力轴承三种轴承类型。电磁磁力轴承利用铜绕组线圈，通电后产生的电磁场力，使轴承定子与转子相对悬浮转动，无噪音，无金属摩擦阻力，载荷大，旋转效率高，但其结构复杂，需建立电控系统，检测系统及其辅助设施，造价昂贵，使用成本高，难以普及。永磁磁力轴承及电磁永磁混合型轴承，比电磁磁力轴承结构简单，成本低，耗能低，但比传统的滚珠轴承复杂得多，体积大得多，难以使用在一些设备和机器上，局限性比较大。所以，开发低耗高效，成本更低，便于使用和维护，使用周期长的永磁磁力轴承仍然是科技面临的艰巨课题。
技术实现思路
本专利技术的永磁轴承是磁悬浮轴承中最简便的一种，是一种新型的永磁机械混合型磁力轴承。专利技术的目的，是为市场提供一种设计结构简单，与传统标准轴承一样，体积小，重量轻，安装简单，维护方便，稳定性好，但比传统标准轴承耗能低，摩擦阻力小，无噪音，载荷旋转效率高，广泛应用于任何空间和各个领域的磁悬浮轴承产品。本专利技术的永磁轴承解决其技术问题所采取的技术方案是将永磁悬浮技术与传统的推力球轴承制作技术结合起来，利用永磁体所特有的N、S两磁极同性相斥异性相吸的特性，在轴承外壳中，将大、小两个永磁圈套装在一起，套装在一起的永磁圈相邻径向磁面极性相同，两个永磁圈之间单边留有2_--4_的悬浮间隙，在外力作用下能够径向悬浮载荷旋转。套装在一起的大永磁圈固定在轴承外壳上，套装在一起的小永磁圈固定在轴套上。为保障永磁圈的轴向稳定，可以采取内装式技术，也可以采取外装式技术。推力球轴承装配在轴承外壳内的为内装式，推力球轴承装配在轴承外壳外的为外装式。内装式技术是在轴承外壳中，在永磁圈两侧，分别安装传统的推力球轴承(或外球面球式推力球轴承)。推力球轴承可以固定在轴套上，也可以固定在轴承外壳上。固定在轴套上时，推力球轴承的外圆等于或小于小永磁圈的外圆；固定在轴承外壳上时，推力球轴承的内圆与轴套的单边间隙，应大于两个永磁圈之间的单边悬浮间隙。推力球轴承的推力球与小永磁圈接触，接触面留有O. 2mm-0. 3mm的间隙。套装好的永磁轴承，轴套外圆与轴承外壳内圆的单边间隙，应大于两个永磁圈之间的单边悬浮间隙。两端安装密封圈以防尘，密封圈与轴承外壳两侧为不接触式密封。外装式技术是外球面球式推力球轴承安装在轴套上，外球面球与轴承外壳接触，接触面留有O. 2mm-0. 3mm的间隙。套装在一起的大、小两个永磁圈之间单边留有2_—4mm的悬浮间隙,在外力作用下能够径向悬浮载荷旋转。在规定的载荷内，永磁轴承的转子能够自动找中，在外力作用下高速旋转。在超载情况下，永磁轴承的转子偏移，大、小两个永磁圈之间的单边悬浮间隙一大一小，小的单边悬浮间隙保持在大于O. 2mm时，永磁轴承的转子亦能够在外力作用下高速旋转。由于套装在一起的大、小两个永磁圈相邻径向磁面极性必须相同,才能保证悬浮，所以对永磁圈的充磁最好是福射充磁，小永磁圈由外向内充磁，大永磁圈由内向外充磁。小永磁圈的外圆面与大永磁圈的内圆面磁极性完全相同。由于永磁轴承需要具有较高的载荷能力，铁氧体、锶铁氧体、塑磁等磁性材料都不 理想，所以选用钕铁硼强磁材料制作磁圈。永磁轴承的载荷，可以通过永磁圈磁能积大小和两个永磁圈相邻径向面积计算。磁能积越大，同极性的大、小永磁圈之间形成的磁场排斥力越大，轴承的载荷越大；永磁圈越厚，大、小两个永磁圈相邻径向面积越大，形成的磁场排斥力也越大，轴承的载荷也越大；大、小两个永磁圈之间的单边悬浮间隙越小，形成的磁场排斥力越大，轴承的载荷也越大。永磁圈最好是圆圈,材料不能满足时,也可以采用小块磁瓦或磁片，用拼装的方法实现。永磁轴承的轴承外壳、轴套、推力球轴承、密封圈都选用非磁性材料镍不锈钢、铜、镁铝合金等金属材料，还可以选用塑料、尼龙、电木、橡胶、玻璃钢等非金属材料。永磁轴承为便于选择使用，有标准的标注方法，即用C代表永磁轴承，第一组数字代表轴承外径，第二组数字代表轴承内径，Xkg代表轴承载荷。标注为CO X · ΦΧ/Xkg附图说明图I是内装式永磁轴承轴向结构示意图。图2是永磁轴承径向结构示意图。图3是外装式永磁轴承轴向结构示意图。图4是大永磁圈充磁要求和磁极示意图。图5是小永磁圈充磁要求和磁极示意图。图中1、大永磁圈2、小永磁圈3、大永磁圈外圆面磁极4、大永磁圈内圆面磁极5、小永磁圈外圆面磁极 6、小永磁圈内圆面磁极 7、轴套 8、轴套外圆与轴承外壳内圆的单边间隙9、单边悬浮间隙 10、轴承外壳11、推力球轴承12、推力球 13、推力球与轴承外壳的接触间隙 14、密封圈 15、外壳活块16、外装式永磁承轴活块 17、外装式永磁承轴的推力球轴承 18、外装式永磁轴承的推力球 19、推力球与轴承活块的接触间隙 20、大永磁圈由内向外充磁方向21、小永磁圈由外向内充磁方向具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明实施例一图I是内装式永磁轴承轴向结构示意图。在轴承外壳10中套装入大永磁圈I和小永磁圈2,保证大永磁圈内圆面磁极4与小永磁圈外圆面磁极5相邻径向磁面极性相同，使大永磁圈I与小永磁圈2之间单边有足够的悬浮间隙9,大永磁圈I固定在轴承外壳10上，小永磁圈2固定在轴套7上，左右推力球轴承11固定在轴套7和小永磁圈2的两侧，保障大、小永磁圈磁场的轴向稳定；为减少摩擦，推力球轴承11的推力球12与轴承外壳10之间的接触间隙13有O. 2mm-0. 3mm,能自由旋转。套装好的永磁轴承，轴套7外圆与轴承外壳10内圆的单边间隙8，应大于两个永磁圈之间的单边悬浮间隙9。为保证永磁轴承内的清洁，在轴套7的两端安装密封圈14，密封圈14与轴承外壳10两侧为不接触式密封。用钕铁硼磁性材料制作大、小永磁圈，要求大永磁圈I径向辐射充磁方向为从内 向外20,小永磁圈径向福射充磁方向为从外向内21,使两个磁圈的相邻径向磁面磁能积大，大、小两个永磁圈之间形成悬浮间隙9，磁场排斥力大，轴承的载荷大。用非磁性材料，主要是镍不锈钢材料制作轴套7、轴承外壳10、左右推力球轴承11、左右密封圈14、活块15。为安装方便，轴承外壳10的一面是外壳活块15,将大永磁圈I装入轴承外壳10中，再将组装在轴套7上的小永磁圈2和左右推力球轴承11套装进已装好大永磁圈I的轴承外壳10中，最后将外壳活块15盖上，拧紧在轴承外壳10。轴承外壳10内径与轴套7外径的单边间隙应大于大永磁圈I与小永磁圈2之间的悬浮间隙9。推力球轴承11的外圆等于或小于小永磁圈2的外圆。装配完的永磁轴承，完全能实现在外力作用下悬浮载荷高速运转的目的。实施例二 图3是外装式永磁轴承轴向结构示意图。外装式永磁承轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的永磁轴承，即一种永磁机械混合型磁力轴承，在轴承外壳中，套装一大一小两个永磁圈，在永磁圈的左右挡板上安装推力球，其特征是将永磁悬浮技术与传统的推力球轴承制作技术结合起来，利用永磁体所特有的N、S两磁极同性相斥异性相吸的特性，在轴承外壳中，将大、小两个永磁圈套装在一起，套装在一起的永磁圈相邻径向磁面极性相同，在外力作用下能够径向悬浮载荷旋转；在永磁圈的左右挡板上安装推力球，既保证了永磁圈的径向定位又保障了永磁圈的轴向稳定。2.根据权利要求I所述的永磁轴承，其特征是套装在一起的大、小两个永磁圈之间单边留有2mm--4mm的悬浮间隙，在外力作用下能够径向悬浮载荷旋转。在规定的载荷内，永磁轴承的转子能够自动找中，在外力作用下高速旋转。在超载情况下，永磁轴承的转子偏移，大、小两个永磁圈之间的单边悬浮间隙一大一小，小的单边悬浮间隙保持在大于0. 2mm时，永磁轴承的转子亦能够在外力作用下高速旋转。3.根据权利要求I所述的永磁轴承，其特征是套装在一起的大、小两个永磁圈相邻径向磁面极性相同，相互排斥，小永磁圈悬浮在大永磁圈的中间，使小永磁圈外圆任何一边都不可能靠拢大永磁圈。4.根据权利要求I所述的永磁轴承，其特征是转子具有一定的载荷，要求大永磁圈从内向外...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁默，丁颖，伍星宏，
申请(专利权)人：丁默，丁颖，伍星宏，
类型：发明
国别省市：