專利名稱：具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，該軸承是把多個軸向充磁大磁環(huán)同極相對，排列在一起，磁環(huán)之間存在間隙，并且安裝導(dǎo)磁體；把多個軸向充磁小磁環(huán)極性相對排列在一起，磁環(huán)之間存在間隙，同時安裝導(dǎo)磁體。把大磁環(huán)組套在小磁環(huán)組的外側(cè)，使其互套磁環(huán)的每個平面之間極性相反排列。屬于磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在2009年，我們研發(fā)成功“多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承”200910036211.X，這種軸承
能夠把垂直軸及其負(fù)載物懸浮起來。雖然其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，磁環(huán)之間存在間隙，但是不容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和提高懸浮效率。其主要原因是如果磁環(huán)之間間隙過大，雖然能夠保持穩(wěn)定懸浮，但是軸承的懸浮載荷會降低；如果磁環(huán)之間間隙過小或者沒有間隙，磁環(huán)就會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，就不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸浮。這就影響了產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決磁環(huán)之間間隙過大，會導(dǎo)致懸浮效率降低；磁環(huán)之間間隙過小，會導(dǎo)致退磁的問題，我們研發(fā)成功了一個新方案。這種新方案不僅能夠防止磁環(huán)退磁，還能夠把磁環(huán)端面之間的排斥磁場引出來，提高懸浮的效率和縮小產(chǎn)品的體積。本發(fā)明的基礎(chǔ)原理與《多環(huán)互套磁懸浮軸承》的原理相同，第一，在永磁體中，軸向充磁磁環(huán)的內(nèi)外側(cè)邊緣存在與端面極性相反磁場,這種磁場的方向基本垂直于磁環(huán)的端面，會對處于磁環(huán)邊緣的同極磁場產(chǎn)生軸向擠壓力。這樣我們可以利用兩個端面極性相反，且可以相互套在一起的磁環(huán)，相互套在一起。小磁環(huán)從接近大磁環(huán)端口處，直到套入大磁環(huán)三分之一深度時，兩個磁環(huán)之間都會產(chǎn)生較強(qiáng)的軸向斥力。第二，利用軸向充磁大磁環(huán)套一個軸向充磁小磁環(huán)，大磁環(huán)與小磁環(huán)極性相反。這樣大磁環(huán)內(nèi)側(cè)的高密度軸向磁場就能夠?qū)π〈怒h(huán)外側(cè)的反向軸向磁場產(chǎn)生吸力。這樣小磁環(huán)就能獲得較大的軸向懸浮吸力。把這兩種軸向懸浮力組合起來，把多個大磁環(huán)固定在一個外殼內(nèi)，每個大磁環(huán)之間存在間隙，把多個小磁環(huán)固定在主軸上，每個小磁環(huán)之間存在間隙，大磁環(huán)組套在小磁環(huán)組的外側(cè)，每個大磁環(huán)的端面都與小磁環(huán)端面平行且極性相反，就能夠產(chǎn)生巨大的軸向懸浮力?，F(xiàn)在我們在每兩個磁環(huán)之間安裝導(dǎo)磁體，這樣就可以大幅度的提高產(chǎn)品是穩(wěn)定性。安裝導(dǎo)磁體的作用是把磁環(huán)端面的磁場引出來，這樣磁環(huán)端面相互擠壓的磁場就會減弱，有利于阻止磁環(huán)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，提高磁環(huán)的穩(wěn)定性；其次能夠把磁環(huán)端面之間相斥的磁場引導(dǎo)側(cè)面，就能夠提高磁環(huán)側(cè)面的磁場強(qiáng)度，也就能夠提高磁環(huán)組之間的懸浮拉力，這樣產(chǎn)品的體積就可以降低。試驗(yàn)證明，導(dǎo)磁體能夠引導(dǎo)磁場的方向，當(dāng)導(dǎo)磁體不是完全覆蓋磁環(huán)端面，而是偏向一側(cè)時，磁環(huán)之間的磁場會被弓I導(dǎo)到有導(dǎo)磁體一側(cè)，使得該側(cè)的磁場增加，這樣就可以利用導(dǎo)磁體來提高產(chǎn)品的效率。


圖1是本發(fā)明的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承的徑向剖面構(gòu)造圖。圖2是本發(fā)明的用導(dǎo)磁體引導(dǎo)磁場偏向一側(cè)的磁懸浮軸承的徑向剖面構(gòu)造圖。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1中，主軸(I)、導(dǎo)磁體(2)、多個小磁環(huán)(3)、多個大磁環(huán)(4)及外殼(5)等組成；多個外套大磁環(huán)(4)用機(jī)械方式固定在外殼(5)內(nèi)，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體(2);多個小磁環(huán)(3)用機(jī)械方式固定在主軸(I)上，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體⑵；每個大磁環(huán)⑷內(nèi)側(cè)套一個小磁環(huán)(3)，其平行端面極性互為反極，形成多環(huán)互套的形式。兩個磁環(huán)在同極端面相對時，磁環(huán)端面的磁場會相互擠壓，擠壓磁場強(qiáng)度超過永磁體自身的矯頑力時，磁環(huán)就會出現(xiàn)退磁，導(dǎo)致軸承的懸浮載荷降低。通常為了提高永磁體的穩(wěn)定性，可以把兩個磁環(huán)之間的間距拉大。但是這樣就會降低懸浮力?，F(xiàn)在我們把導(dǎo)磁體安裝在磁環(huán)之間，可以把磁環(huán)端面的磁場引出來，這樣相對磁環(huán)端面之間相互擠壓的磁場就降低了，同時磁環(huán)組側(cè)面的磁場還會大幅度提高。使用導(dǎo)磁體作為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的好處就是第一能夠降低磁環(huán)退磁的風(fēng)險(xiǎn)，提高磁環(huán)磁場的穩(wěn)定程度，這樣可以提高產(chǎn)品的懸浮穩(wěn)定性；第二，磁環(huán)端面的磁場被引入磁環(huán)側(cè)面之后，磁環(huán)側(cè)面的磁場就可以大幅度提高，從而提高軸承的懸浮力。這樣就可以縮小軸承的體積，節(jié)約寶貴的稀土資源。內(nèi)磁環(huán)組與外磁環(huán)組在受到相對作用力后，會出現(xiàn)平行于主軸(I)方向的相對位移。圖2中，多個小直徑磁環(huán)(3)用機(jī)械方式固定在主軸(I)的上，小磁環(huán)(3)端面之間有環(huán)形導(dǎo)磁體(8)，環(huán)形導(dǎo)磁體(8)的內(nèi)徑大于小磁環(huán)(3)的內(nèi)徑、外徑大于磁環(huán)(3)的外徑；多個大直徑磁環(huán)(4)用機(jī)械方式固定在外殼(5)內(nèi)，大磁環(huán)(4)之間有環(huán)形導(dǎo)磁體
(9)，導(dǎo)磁體(9)的外徑小于磁環(huán)(4)的外徑、內(nèi)徑小于磁環(huán)(4)的內(nèi)徑；使小磁環(huán)之間的導(dǎo)磁體(8)就突出于小磁環(huán)組的外側(cè)，大磁環(huán)組之間的導(dǎo)磁體(9)就向內(nèi)突出于大磁環(huán)的內(nèi)側(cè)。上述結(jié)構(gòu)中內(nèi)磁環(huán)組與外磁環(huán)組之間的間隙小于2毫米。上述結(jié)構(gòu)使得每個磁環(huán)組都在有導(dǎo)磁體的位置呈現(xiàn)一側(cè)突出一側(cè)凹陷的形狀，這樣兩個磁環(huán)端面之間的磁場就被引向有導(dǎo)磁體的一側(cè)；環(huán)形導(dǎo)磁體的一個側(cè)面向磁環(huán)組的側(cè)面突出，磁環(huán)組側(cè)面的導(dǎo)磁體突出部位的磁場就會增加，這種突出在I毫米以內(nèi)效果最好，把突出側(cè)面作為磁環(huán)組的懸浮相對面，這樣就可以大幅度提高磁環(huán)組之間的相對懸浮力；磁環(huán)組有導(dǎo)磁體部位的凹陷側(cè)面的磁場會降低，這樣就減少了背離側(cè)面的漏磁。這種優(yōu)化結(jié)構(gòu)能夠提高產(chǎn)品的懸浮效率，降低產(chǎn)品的體積和重量。節(jié)約寶貴的稀土資源。另外如果在端面磁環(huán)與導(dǎo)磁體之間墊一個不導(dǎo)磁體，則導(dǎo)磁體引導(dǎo)磁場的效率會降低。另外磁環(huán)平行于充磁方向的長度又稱為磁環(huán)高度，小于20毫米。每兩個磁環(huán)相對端面之間的間隙在10毫米以內(nèi)，環(huán)形導(dǎo)磁體的厚度同樣在10毫米以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括外殼(5)和主軸(I)兩部分，外殼(5)套在主軸(1)外側(cè)；其特征在于多個大磁環(huán)(4)用機(jī)械方式固定在外殼(5)的內(nèi)部，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體(2);多個小磁環(huán)(3)用機(jī)械方式固定在主軸上，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體(2);大磁環(huán)(4)及其導(dǎo)磁體(2)的內(nèi)徑大于小磁環(huán)(3)及其導(dǎo)磁體⑵的外徑，每個大磁環(huán)⑷的端面都與一個小磁環(huán)(3)的端面平行且極性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，其特征是:每兩個磁環(huán)相對面之間的導(dǎo)磁體偏向磁環(huán)一側(cè)，就會出現(xiàn)導(dǎo)磁體￠)向磁環(huán)組的一個側(cè)面突出、另外一個側(cè)面凹陷的形狀，以實(shí)現(xiàn)對磁場方向的改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，其特征是:磁環(huán)的高度在20毫米以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，其特征是:磁環(huán)之間的間隙在10毫米以內(nèi)，環(huán)形導(dǎo)磁體的厚度同樣在10毫米以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所訴的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，其特征是:大磁環(huán)⑷與小磁環(huán)(3)之間的距離小于2毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所訴的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承，其特征是:導(dǎo)磁體的側(cè)面突出長度小于1毫米，同時小于內(nèi)外磁環(huán)之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明的具有磁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多環(huán)互套軸向磁懸浮軸承主要是由主軸(1)、導(dǎo)磁體(2)、多個小磁環(huán)(3)、多個大磁環(huán)(4)及外殼(5)等組成；多個外套大磁環(huán)(4)用機(jī)械方式固定在外殼(5)內(nèi)，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體(2)；多個小磁環(huán)(3)用機(jī)械方式固定在主軸(1)上，磁環(huán)之間存在間隙，間隙中安裝導(dǎo)磁體(2)；每個大磁環(huán)(4)內(nèi)側(cè)套一個小磁環(huán)(3)，其平行端面極性互為反極，形成多環(huán)互套的形式。
文檔編號F16C32/04GK103089811SQ201110339999
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者卓向東 申請人:卓向東