專利名稱：三維平衡磁力軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承，尤其是一種三維平衡磁力軸承。
背景技術(shù)：
軸承是通過內(nèi)套與外套之間的相對旋轉(zhuǎn)達(dá)到支撐旋轉(zhuǎn)軸的目的， 普通的軸承是在內(nèi)套與外套之間設(shè)置滾針、鋼球等摩擦小的機(jī)構(gòu)降低 內(nèi)套與外套之間的摩擦系數(shù)，提高機(jī)件的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。這種以滾動(dòng)摩擦 代替滑動(dòng)摩擦的軸承雖然可以大幅度降低摩擦力，但對于高速電機(jī)和 特殊的應(yīng)用場合，這種滾動(dòng)摩擦力依然非常明顯。為了進(jìn)一步降低摩 擦，磁力軸承應(yīng)運(yùn)而生。磁力軸承是在內(nèi)套與外套之間設(shè)置磁環(huán)，利 用磁力同性相斥的原理使內(nèi)套與外套相互排斥，在內(nèi)套與外套之間保 持一定的空隙。這樣，內(nèi)套與外套之間只有磁場分布，無任何直接接 觸的部分，其摩擦力幾乎為零。在減低摩擦力的同時(shí)，這種磁力軸承 也存在一定的缺陷，限制其廣泛的推廣應(yīng)用內(nèi)套與外套之間缺乏軸 向的定位， 一個(gè)很小的軸向力就可以使內(nèi)套與外套發(fā)生軸向偏移，與 殼體發(fā)生碰撞，輕則增加摩擦力，重則影響軸承的使用壽命。為了達(dá) 到軸向平衡，有些磁力軸承采用附加有源可控磁力裝置，使磁力軸承 的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，影響了工業(yè)化生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本大幅度提高， 產(chǎn)品的故障率也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、具有軸向定位能力、不易發(fā) 生軸向偏移的三維平衡磁力軸承。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的三維平衡磁力軸承，包括鏡像對稱設(shè)置在同一軸線 上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼中，磁力組件包 括套裝在一起的內(nèi)套和外套，內(nèi)套和外套均為圓柱體的管狀結(jié)構(gòu)，在 內(nèi)套的外壁上固定套裝有內(nèi)套磁環(huán)，在外套的內(nèi)壁上固定安裝有外套磁環(huán)，內(nèi)套磁環(huán)和外套磁環(huán)的磁場均為徑向分布，并且外套磁環(huán)內(nèi)側(cè) 的磁極與內(nèi)套磁環(huán)外側(cè)的磁極極性相同，其特征在于每一磁力組件 中的至少兩個(gè)外套磁環(huán)以及與之?dāng)?shù)量相等的內(nèi)套磁環(huán)均為軸向分布， 在由一個(gè)外套磁環(huán)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)構(gòu)成的磁力對中，至少有一個(gè)磁力 對中的外套磁環(huán)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)在軸向位置上相互錯(cuò)位。
所述外套磁環(huán)為不等寬磁環(huán)，即外套磁環(huán)一個(gè)端面與其軸線垂 直，另一端面與軸線不垂直。
在兩外套磁環(huán)之間的外套內(nèi)壁上固定安裝有外防撞環(huán)，外防撞環(huán)
的內(nèi)徑小于外套磁環(huán)的內(nèi)徑；在兩內(nèi)套磁環(huán)之間的內(nèi)套外壁上固定安
裝有內(nèi)防撞環(huán)，內(nèi)防撞環(huán)的外徑大于內(nèi)套磁環(huán)的外徑。
在磁力組件的兩端面設(shè)置有非導(dǎo)磁材料的擋板，擋板固定安裝在
外套的兩端面上，擋板的中心帶有直徑大于內(nèi)套的外徑的安裝孔，內(nèi)
套的端部位于該安裝孔中。
采用上述技術(shù)方案后，該三維平衡磁力軸承利用磁力同性相斥的
原理在保持內(nèi)套和外套之間的徑向間隙的同時(shí)，還能保持內(nèi)套和外套
軸向位置平衡，即使在外力作用下內(nèi)套和外套軸向發(fā)生位移，也能在
磁力作用下回位；同時(shí)，改進(jìn)后的不等寬外套磁環(huán)提供了非均勻的磁
場，能夠補(bǔ)償重力作用，使內(nèi)套和外套的同心度更好。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是不等寬磁環(huán)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 本發(fā)明所述的三維平衡磁力軸承，包括鏡像對稱設(shè)置在同一軸線 上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼5中，固定套裝 在中軸6上，圖1實(shí)施例采用了兩套磁力組件。各磁力組件包括套裝 在一起的內(nèi)套1和外套2，內(nèi)套1和外套2均為圓柱體的管狀結(jié)構(gòu)， 內(nèi)套l固定套裝在中軸6上，外套2固定安裝在外殼5的內(nèi)壁上，在 外套2的兩端部還可以固定安裝不導(dǎo)磁材料制造的擋板10，擋板10 的中心帶有直徑大于內(nèi)套1的外徑的安裝孔，以便于內(nèi)套1的端部從 該安裝孔中伸出。在內(nèi)套l的外壁上固定套裝有內(nèi)套磁環(huán)3，在外套 2的內(nèi)壁上固定安裝有外套磁環(huán)4，內(nèi)套磁環(huán)3和外套磁環(huán)4的磁場
4均為徑向分布，并且外套磁環(huán)4內(nèi)側(cè)的磁極與內(nèi)套磁環(huán)3外側(cè)的磁極 極性相同，這樣可以利用磁力同性相斥的原理使外套磁環(huán)4與內(nèi)套磁 環(huán)3之間保持一定的自由活動(dòng)間隙，中軸6與外殼5之間保持可旋轉(zhuǎn) 的滑動(dòng)。
如圖1所示，每一磁力組件中的至少兩個(gè)外套磁環(huán)4以及與之?dāng)?shù) 量相等的內(nèi)套磁環(huán)3均為軸向分布，在由一個(gè)外套磁環(huán)4和一個(gè)內(nèi)套 磁環(huán)3構(gòu)成的磁力對中，至少有一個(gè)磁力對中的外套磁環(huán)4和一個(gè)內(nèi) 套磁環(huán)3在軸向位置上相互錯(cuò)位。圖1實(shí)施例中，位于鏡像對稱線內(nèi) 側(cè)的磁力對在徑向位置上對應(yīng)，即該組磁力對中的外套磁環(huán)4和內(nèi)套 磁環(huán)3的磁場中心重合，位于鏡像對稱線外側(cè)的磁力對在軸向位置上 錯(cuò)位，即該組磁力對中的外套磁環(huán)4和內(nèi)套磁環(huán)3的磁場中心在軸向 位置上不重合；這樣，兩個(gè)鏡像對稱設(shè)置的磁力組件中最外側(cè)的內(nèi)套 磁環(huán)3對外套磁環(huán)4都有一個(gè)軸向推力，這兩個(gè)軸向推力大小相等、 方向相反，起到軸向定位的作用。
在兩外套磁環(huán)4之間的外套2內(nèi)壁上固定安裝有外防撞環(huán)8，外 防撞環(huán)8的內(nèi)徑小于外套磁環(huán)4的內(nèi)徑；在兩內(nèi)套磁環(huán)3之間的內(nèi)套 2外壁上固定安裝有內(nèi)防撞環(huán)9,內(nèi)防撞環(huán)9的外徑大于內(nèi)套磁環(huán)4 的外徑。外防撞環(huán)8和內(nèi)防撞環(huán)9的設(shè)置可以避免外套磁環(huán)4與內(nèi)套 磁環(huán)3發(fā)生碰撞，提高使用壽命。外防撞環(huán)8和內(nèi)防撞環(huán)9均為非導(dǎo) 磁材料制成。
另外，如果將外套磁環(huán)4設(shè)計(jì)成不等寬磁環(huán)，即如圖2所示，外 套磁環(huán)4一個(gè)端面與其軸線垂直，另一端面與軸線不垂直。這樣的磁 環(huán)，寬處的磁力大于窄處，在軸承垂直使用的時(shí)候，使外套磁環(huán)4寬 的一端在下面、窄的一端在上面，下面較大的磁力可以抵消軸承的部 分重量，使內(nèi)套1和外套2保持更高的同心度。
當(dāng)然，上述磁力組件以及磁力對的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置，并不 局限于上述實(shí)施例。在同一磁力組件中，不同磁力對中的外套磁環(huán)4 與內(nèi)套磁環(huán)3也可以都在軸向位置發(fā)生錯(cuò)位，只要在磁力組件鏡像對 稱安裝以后，這些因錯(cuò)位產(chǎn)生的軸向磁力相互抵消即可。
權(quán)利要求
1、三維平衡磁力軸承，包括鏡像對稱設(shè)置在同一軸線上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼(5)中，磁力組件包括套裝在一起的內(nèi)套(1)和外套(2)，內(nèi)套(1)和外套(2)均為圓柱體的管狀結(jié)構(gòu)，在內(nèi)套(1)的外壁上固定套裝有內(nèi)套磁環(huán)(3)，在外套(2)的內(nèi)壁上固定安裝有外套磁環(huán)(4)，內(nèi)套磁環(huán)(3)和外套磁環(huán)(4)的磁場均為徑向分布，并且外套磁環(huán)(4)內(nèi)側(cè)的磁極與內(nèi)套磁環(huán)(3)外側(cè)的磁極極性相同，其特征在于每一磁力組件中的至少兩個(gè)外套磁環(huán)(4)以及與之?dāng)?shù)量相等的內(nèi)套磁環(huán)(3)均為軸向分布，在由一個(gè)外套磁環(huán)(4)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)(3)構(gòu)成的磁力對中，至少有一個(gè)磁力對中的外套磁環(huán)(4)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)(3)在軸向位置上相互錯(cuò)位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平衡磁力軸承，其特征在于所 述外套磁環(huán)(4)為不等寬磁環(huán)，即外套磁環(huán)(4) 一個(gè)端面與其軸線 垂直，另一端面與軸線不垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維平衡磁力軸承，其特征在于 在兩外套磁環(huán)(4)之間的外套(2)內(nèi)壁上固定安裝有外防撞環(huán)(8)， 外防撞環(huán)(8)的內(nèi)徑小于外套磁環(huán)(4)的內(nèi)徑；在兩內(nèi)套磁環(huán)(3) 之間的內(nèi)套(2)外壁上固定安裝有內(nèi)防撞環(huán)(9)，內(nèi)防撞環(huán)(9)的 外徑大于內(nèi)套磁環(huán)(4)的外徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維平衡磁力軸承，其特征在于- 在磁力組件的兩端面設(shè)置有非導(dǎo)磁材料的擋板(10)，擋板(10)固 定安裝在外套(2)的兩端面上，擋板(10)的中心帶有直徑大于內(nèi) 套(1)的外徑的安裝孔，內(nèi)套(1)的端部位于該安裝孔中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承，尤其是一種三維平衡磁力軸承。包括鏡像對稱設(shè)置在同一軸線上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼中，磁力組件包括套裝在一起的內(nèi)套和外套，內(nèi)套和外套均為圓柱體的管狀結(jié)構(gòu)，在內(nèi)套的外壁上固定套裝有內(nèi)套磁環(huán)，在外套的內(nèi)壁上固定安裝有外套磁環(huán)，內(nèi)套磁環(huán)和外套磁環(huán)的磁場均為徑向分布，并且外套磁環(huán)內(nèi)側(cè)的磁極與內(nèi)套磁環(huán)外側(cè)的磁極極性相同，其特征在于每一磁力組件中的至少兩個(gè)外套磁環(huán)以及與之?dāng)?shù)量相等的內(nèi)套磁環(huán)均為軸向分布，在由一個(gè)外套磁環(huán)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)構(gòu)成的磁力對中，至少有一個(gè)磁力對中的外套磁環(huán)和一個(gè)內(nèi)套磁環(huán)在徑向位置上相互錯(cuò)位。該三維平衡磁力軸能保持內(nèi)套和外套軸向位置不變；同時(shí)，改進(jìn)后的不等寬外套磁環(huán)提供了非均勻的磁場，能夠抵消重力作用，使內(nèi)套和外套的同心度更好。
文檔編號F16C32/04GK101504034SQ200910020019
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者王光順 申請人:王光順