被动式磁悬浮轴承及其组件制造技术

技术编号:8654200 阅读:245 留言:0更新日期:2013-05-01 21:53
本发明专利技术公开了一种被动式磁悬浮轴承及其组件,被动式磁悬浮轴承包括转轴以及设在转轴上的一个转子组件和一个或多个定子组件。定子组件包括圆盘形定子盘和嵌设在定子盘上的多个相同的块状永磁体;定子盘的底面上设有多组同心圆环形定子凹槽用以安放永磁体;每组定子凹槽包括四个圆环形定子凹槽,沿定子盘的径向列数的第一个和第四个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个定子凹槽中放置相同极性的但与第一个和第四个凹槽中极性不同的永磁体。转子组件包括圆盘形转子盘和镶嵌在转子盘内的多个相同的块状永磁体;转子盘的底面上设有与定子凹槽一一对应的转子凹槽以安放永磁体。该被动式磁悬浮轴承具有成本低、制备容易且运行稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁轴承,尤其涉及一种被动式磁悬浮轴承及其被动式磁悬浮轴承组件。
技术介绍
现行的垂直轴风力机、飞轮转子、发动机、发电机和其他可旋转的部件通常使用滚珠或滚柱轴承来做支撑。这些支撑轴承固定了旋转部件的位置,防止其受径向和轴向力的影响。然而,这些轴承的一大常见缺点就是存在摩擦、噪声和劳损问题。磁力轴承使用磁场来传输作用在轴承上的力,可以提供无接触和低摩擦的运动。基于这样的明显优势,该项技术应用广泛。尽管如此,该项技术也存在由磁矩产生的局限性。当它被应用到磁悬浮系统上时,磁力与外力(如重力)持久稳定的平衡很难达到。目前在现有技术中,磁轴承中采用同心圆环或分段环片磁体,一方面,在磁轴承的使用过程中将出现大直径圆环或环片磁体的磁化现象;另一方面,就目前的工艺来说,由于这种材料的脆性,制造大直径圆环并使其均匀地带磁性是极其困难的,再者,生产每个圆环磁体的机器大小必需同要求的磁体规范一致。生产分段环片也必需同要求的圆环大小一致。由于强磁力的排斥作用,分段环片的组装也很困难。与此同时,在利用磁斥力实现悬浮的过程中,由于磁斥力具有发散的特性,当转子受到外力时,磁场的均匀度将失衡,从而导致转子与定子座之间发生碰撞或直接弹出。因此,从以上可以看出,现有技术中的磁悬浮轴承制备难度高、成本高、且使用过程中易于失去平衡。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中磁悬浮轴承制备难度高和成本高的缺陷,提供一种成本低且易于制备的被动式磁悬浮轴承及其组件。本专利技术中采用的技术方案是提供了一种被动式磁悬浮轴承,包括转轴以及穿设在所述转轴上的一个转子组件和一个或多个定子组件,所述定子组件与所述转子组件之间留有间隙,所述定子组件沿边缘固定在轴承固定板上,其中,所述定子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形定子盘和嵌设在所述定子盘上的多个相同的块状永磁体;其中所述定子盘面向所述转子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形定子凹槽,用以安放所述永磁体;每组所述定子凹槽包括四个圆环形定子凹槽,每组所述定子凹槽中沿所述定子盘的径向列数的第一个和第四个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个定子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个定子凹槽中放置永磁体的极性相反;所述转子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形转子盘和镶嵌在所述转子盘内的多个相同的块状永磁体;其中所述转子盘面向所述定子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形转子凹槽,用以安放所述永磁体,所述转子凹槽与所述定子凹槽一一对应;每组所述转子凹槽包括四个圆环形转子凹槽,每组所述转子凹槽中沿所述转子盘的径向列数的第一个和第四个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个转子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个转子凹槽中放置永磁体的极性相反;所述定子组件中的永磁体与所述转子组件中的永磁体相同。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述定子凹槽的凹陷深度小于所述永磁体的厚度。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述定子凹槽的凹陷深度为所述永磁体厚度的五分之一或四分之一。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述转子凹槽的凹陷深度大于所述永磁体的厚度。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述转子盘的底面上覆盖有顺磁材料制成的盖板。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述盖板的厚度为0.1毫米到2.0毫米。在依据本专利技术实施例的被动式磁悬浮轴承中,所述永磁铁为长和宽分别为M1和Mw的长方体磁体,每个所述定子凹槽或转子凹槽的半径r与每个定子凹槽或转子凹槽中相应放置的永磁体的个数nm满足:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式磁悬浮轴承,包括转轴以及穿设在所述转轴上的一个转子组件和一个或多个定子组件,所述定子组件与所述转子组件之间留有间隙,所述定子组件沿边缘固定在轴承固定板上,其特征在于,所述定子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形定子盘和嵌设在所述定子盘上的多个相同的块状永磁体;其中所述定子盘面向所述转子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形定子凹槽,用以安放所述永磁体;每组所述定子凹槽包括四个圆环形定子凹槽,每组所述定子凹槽中沿所述定子盘的径向列数的第一个和第四个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个定子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个定子凹槽中放置的永磁体的极性相反;所述转子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形转子盘和镶嵌在所述转子盘内的多个相同的块状永磁体;其中所述转子盘面向所述定子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形转子凹槽,用以安放所述永磁体,所述转子凹槽与所述定子凹槽一一对应;每组所述转子凹槽包括四个圆环形转子凹槽,每组所述转子凹槽中沿所述转子盘的径向列数的第一个和第四个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个转子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个转子凹槽中放置永磁体的极性相反;所述定子组件中的永磁体与所述转子组件中的永磁体相同。...

【技术特征摘要】
1.一种被动式磁悬浮轴承,包括转轴以及穿设在所述转轴上的一个转子组件和一个或多个定子组件,所述定子组件与所述转子组件之间留有间隙,所述定子组件沿边缘固定在轴承固定板上,其特征在于, 所述定子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形定子盘和嵌设在所述定子盘上的多个相同的块状永磁体;其中所述定子盘面向所述转子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形定子凹槽,用以安放所述永磁体;每组所述定子凹槽包括四个圆环形定子凹槽,每组所述定子凹槽中沿所述定子盘的径向列数的第一个和第四个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个定子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个定子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个定子凹槽中放置的永磁体的极性相反; 所述转子组件包括圆心通过所述转轴的圆盘形转子盘和镶嵌在所述转子盘内的多个相同的块状永磁体;其中所述转子盘面向所述定子组件的底面上设有一组或多组同心圆环形转子凹槽,用以安放所述永磁体,所述转子凹槽与所述定子凹槽一一对应;每组所述转子凹槽包括四个圆环形转子凹槽,每组所述转子凹槽中沿所述转子盘的径向列数的第一个和第四个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第二个和第三个转子凹槽中放置相同极性的永磁体,第一个和第四个转子凹槽中放置的永磁体的极性与第二个和第三个转子凹槽中放置永磁体的极性相反; 所述定子组...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨坤杨洪兴吕琳傅卫农
申请(专利权)人:香港理工大学
类型:发明
国别省市:

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