專利名稱：大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承，該徑向磁懸浮軸承是利用多 個軸向充磁大磁環(huán)同極相對排列，使其同極磁場相互干擾，產生多個大環(huán)形高密度干擾波； 用同等數(shù)量的小磁環(huán)，同極相對排列，產生多個小環(huán)形高密度干擾波；其中大磁環(huán)與小磁環(huán) 之間的單側徑向間隙大于2毫米；把大磁環(huán)干擾波套在同極小磁環(huán)干擾波的外側，就能夠 實現(xiàn)大磁環(huán)組對小磁環(huán)組的強力徑向懸浮。屬于磁懸浮技術領域。
背景技術：
在多年以前，國外一些搞永磁磁懸浮軸承的研究人員曾經(jīng)寫過一本書，書里面介 紹了一種類似的徑向磁懸浮軸承結構，但是其中的結論是永磁材料不能實現(xiàn)磁懸浮軸承， 更不能實現(xiàn)具有工業(yè)應用價值的高徑向力磁懸浮。根據(jù)那本書上的圖像顯示，其設計中的 大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的間隙應該與電機轉子、定子之間的間隙接近，也就是在一個毫米以 下。國內的一些磁懸浮軸承專家均認為永磁材料不能實現(xiàn)高徑向力磁懸浮，并且在我們之 前也沒有產品生產出來，第三屆磁懸浮軸承會議上也未見有任何相關報道。產生這種現(xiàn)象的主要原因就是，這位國外專家試驗不全面，他是按照永磁電機轉 子和定子間隙思路進行試驗的，所以在書中的圖中，顯示的磁環(huán)徑向間隙非常小，但是永磁 干擾波在這個區(qū)域內的變化不明顯，就會導致中間磁環(huán)在偏向其中一側之后，靠近的一側 磁場增加不明顯，遠離一側的衰減不明顯。結果就導致懸浮環(huán)復位困難。給人的感覺就是 徑向懸浮力弱，沒有工業(yè)應用價值。而且在以后的很長時間內，很多人又重復了這個錯誤的 試驗，結果就是沒有強力永磁徑向磁懸浮軸承產品生產出來。

發(fā)明內容
本發(fā)明的原理是利用多個軸向充磁大磁環(huán)同極相對排列，使其同極磁場相互干 擾，產生多個大環(huán)形高密度干擾波；用同等數(shù)量的小磁環(huán)，同極相對排列，產生多個小環(huán)形 高密度干擾波；把大磁環(huán)干擾波套在同極小磁環(huán)干擾波的外側；大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的單 側徑向間隙應該大于2毫米。這里不同體積不同直徑的磁環(huán)之間的最佳徑向間隙各不相 同。目前還不能用數(shù)學公式推算。由于這種永磁干擾波存在一種非常特殊的衰減波峰，而且用霍爾線圈測量不出 來，用鐵粉也顯示不出來，所以當?shù)聡嗽谧隽诵较蜷g隙試驗之后，顯示不出有效徑向懸 浮力。就否定了永磁材料用于徑向懸浮的可能性。就是各高校把目標放在電磁懸浮方面的 原因。實際上在加大了大磁環(huán)組與小磁環(huán)組之間的徑向間距之后，徑向懸浮力就顯示出 來了，也就是說當懸浮環(huán)偏向一邊之后，靠近的一側磁場強度劇烈增加，遠離的一側磁場強 度劇烈減少。這樣懸浮環(huán)的徑向偏移就能夠被迅速的恢復。就能夠顯示出極高的徑向懸浮 力，而且體積遠遠小于主動電磁懸浮軸承。永磁徑向懸浮結構是一種擠壓式懸浮結構，這種結構就要求永磁波具有足夠的密度和衰減度。當大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的徑向距離合理時，在懸浮環(huán)出現(xiàn)徑向偏移之后，靠近 一側的永磁擠壓力要遠遠大于遠離一側的永磁擠壓力，這樣懸浮環(huán)才能迅速回到中心。如 果大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的徑向距離小于1毫米，靠近一側的永磁擠壓力比遠離一側的永磁 擠壓力增大的不明顯，就不能產生足夠的徑向懸浮力。造成上述兩種現(xiàn)象的原因可能與這種干擾波的結構有關。我們一般認識的永磁波 是磁力線，這種磁力線是通過鐵粉被磁化來顯示出來的。但是這種永磁波在相互干擾之后， 其波的結構就發(fā)生了巨大的變化，主要體現(xiàn)在密度發(fā)生的劇烈變化。不是直線函數(shù)變化，不 存在等距離逐漸衰減的情況。但是存在一個劇烈衰減區(qū)域。如果不了解干擾波的劇烈衰減 區(qū)域，就生產不出強力徑向磁懸浮軸承產品?？偨Y上述試驗，能夠得出以下結論；用磁環(huán)互套機械結構，能夠產生兩種情況，在 徑向間距低于2毫米以下，會產生低徑向懸浮力，沒有工業(yè)應用價值；在單側徑向間距達到 2毫米以上，可以產生高徑向懸浮力，有工業(yè)應用價值。我們的試驗與國外那本書上的不同還在于，平行磁環(huán)之間如果沒有間隙，磁環(huán)會 比較快的退磁，這種設計就沒有用。當磁環(huán)之間存在間隙之后，這種退磁現(xiàn)象就消失了。這 種設計就能夠成為合格產品。


圖1是本發(fā)明的基礎徑向磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。圖2是本發(fā)明的磁環(huán)之間有介質、有空隙、并且有軸向懸浮力的磁懸浮軸承的徑 向剖面構造圖。下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。圖1中，軸向充磁大磁環(huán)(1)，軸向充磁小磁環(huán)O)，大環(huán)形干擾波(3)，小環(huán)形干擾 波(4)等；多個軸向充磁大磁環(huán)(1)極性相對，產生多個大環(huán)形干擾波(3)；多個軸向充磁 小磁環(huán)( 極性相對排列，產生小環(huán)形干擾波；把大環(huán)形干擾波( 套在小環(huán)形干擾波 ⑷的外側，使其同極排列在同一平面上；大磁環(huán)組⑴與小磁環(huán)組⑵之間的單側徑向距 離大于2毫米。圖2中，多個大軸向充磁磁環(huán)(1)極性相對平行排列；產生大環(huán)形干擾波(5)；小 磁環(huán)O)、錐形小磁環(huán)(3)、小磁環(huán)(4)極性相對平行排列；產生小環(huán)形干擾波(6)；兩個大 軸向充磁磁環(huán)(1)之間有介質(8)；小磁環(huán)(2)和錐形小磁環(huán)(3)之間有介質(7)；小磁環(huán) (3)與小磁環(huán)⑷之間存在間隙；把多個大環(huán)形干擾波(5)套在多個小環(huán)形干擾波(6)的 外側，使同極干擾波存在軸向間距1-5毫米。大磁環(huán)組與小磁環(huán)組之間的單側徑向間隙大 于2毫米；介質可以是導磁體，也可以是非導磁體。在上述結構，磁環(huán)只要極性相對排列，就能夠實現(xiàn)多組串聯(lián)。其錐形結構也能夠在 大磁環(huán)組中出現(xiàn)，用以調整磁環(huán)組之間的徑向間距。當同極干擾波不在一個平面上時，就能 夠產生軸向懸浮力。磁環(huán)本身的機械結構不會影響干擾波的產生。
權利要求
1.一種大徑向間距的高徑向力磁懸浮軸承，其特征是軸向充磁大磁環(huán)(1)，軸向充磁 小磁環(huán)O)，大環(huán)形干擾波(3)，小環(huán)形干擾波(4)等；多個軸向充磁大磁環(huán)⑴極性相對， 產生多個大環(huán)形干擾波(3)；多個軸向充磁小磁環(huán)( 極性相對排列，產生小環(huán)形干擾波 ⑷；把大環(huán)形干擾波⑶套在小環(huán)形干擾波⑷的外側，使其同極排列在同一平面上；大 磁環(huán)組(1)與小磁環(huán)組⑵之間的單側徑向距離大于2毫米。
2.根據(jù)權利要求1所述的大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承，其特征是磁環(huán)之間能 夠存在間隙和介質；介質能夠是導磁體，也能夠是非導磁體。
3.根據(jù)權利要求1所述的大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承，其特征是磁環(huán)本身的 機械結構不會影響干擾波的產生。
4.根據(jù)權利要求1所述的大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承，其特征是大磁環(huán)和小 磁環(huán)都能夠是錐形環(huán)，用以調整磁環(huán)組之間的徑向間距。
全文摘要
本發(fā)明的大徑向間距的高徑向力磁懸浮軸承是由軸向充磁大磁環(huán)(1)，軸向充磁小磁環(huán)(2)，大環(huán)形干擾波(3)，小環(huán)形干擾波(4)等；多個軸向充磁大磁環(huán)(1)極性相對，產生多個大環(huán)形干擾波(3)；多個軸向充磁小磁環(huán)(2)極性相對排列，產生小環(huán)形干擾波(4)；把大環(huán)形干擾波(3)套在小環(huán)形干擾波(4)的外側，使其同極排列在同一平面上；大磁環(huán)組(1)與小磁環(huán)組(2)之間的距離大于2毫米。
文檔編號F16C32/04GK102042314SQ20091003623
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權日2009年10月12日
發(fā)明者卓向東 申請人:卓向東