專利名稱：復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)。
背景技術：
保護軸承(也稱輔助軸承)是磁懸浮軸承系統(tǒng)的要組成部分。它的主要作用是在磁軸承失效時臨時替代磁軸承支撐高速旋轉的轉子，起到保護轉子與磁軸承的作用。在保護軸承是磁軸承-轉子系統(tǒng)安全可靠運行的基本保障。由于使用磁懸浮軸承時轉子的轉速高，載荷大，失穩(wěn)時對保護軸承瞬間會造成強大的沖擊。保護軸承能否抵抗住這種沖擊保持正常運行，是保護軸承能否起到保護作用的關鍵。目前，保護軸承基本都采用的是精密角接觸球軸承，其配合精密，轉速高，但抗沖擊能力較差，尤其是抗軸向沖擊的能力。由于質量較大高速旋轉立式轉子的沖擊力已經超出了目前保護軸承的承載范圍，所以光靠單一的保護軸承已經不能起到保護作用了。

實用新型內容為了克服保護軸承抗沖擊能力差的不足，公開了一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，使保護軸承能起到良好的抗沖擊作用，大大提高了保護軸承的承載能力和磁軸承-轉子系統(tǒng)的安全可靠性，尤其是對應用于大質量高速立式轉子的磁軸承能起到更好的保護作用。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，包括機械保護軸承、壓環(huán)和下支撐座，下支撐座中間為凹形，本系統(tǒng)還包括徑向彈性阻尼器和軸向磁懸浮緩沖裝置，機械保護軸承固定于徑向彈性阻尼器的內圈，徑向 彈性阻尼器和機械保護軸承的外環(huán)通過壓環(huán)固定在下支撐座的凹形的側壁上，所述的軸向磁懸浮緩沖裝置包括上永磁環(huán)、輔助轉子和下永磁環(huán)，上永磁環(huán)固定于輔助轉子的下端，下永磁環(huán)固定于下支撐座的凹形的底面內并與上永磁環(huán)的位置相對應，輔助轉子與機械保護軸承的下端連接，上永磁環(huán)和下永磁環(huán)相互之間產生斥力。本實用新型還具有如下特征:1、所述的徑向彈性阻尼器包括外支撐環(huán)、彈性阻尼構件和內支撐環(huán)，外支撐環(huán)、彈性阻尼構件和內支撐環(huán)從外到內依次連接在一起。2、所述的彈性阻尼構件為彈性波紋環(huán)結構或者環(huán)形結構。3、所述的機械保護軸承為一組背對背配對的高精密高速機械軸承。4、所述的輔助轉子與本系統(tǒng)所要保護的轉子軸端的軸向間隙大于機械保護軸承內環(huán)上端與該轉子的軸向保護間隙。5、所述的兩個永磁環(huán)的間隙要大于機械保護軸承的游隙。本實用新型的有益效果是，能最大程度的提高機械保護軸承的抗沖擊能力，使得保護軸承能適用于大質量高速的立式轉子。與國外的保護軸承系統(tǒng)的吸盤式軸向保護相t匕，本保護軸承系統(tǒng)采用的永磁環(huán)斥力的軸向保護，其具有自身獨特的優(yōu)勢，它體積小、無功耗、結構簡單。并且吸盤式的保護系統(tǒng)的軸向保護直接占據的整個機械保護軸承，不能同時再進行徑向的軸承保護了。本保護軸承系統(tǒng)彌補了高精密機械保護軸承抗沖擊能力差的缺點，保障了磁軸承-轉子系統(tǒng)的使用安全，使得磁軸承能應用于大質量高速的立式轉子上，為大功率的磁懸浮儲能飛輪的研發(fā)提供的基礎。

圖1為復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)結構示意圖；圖2為徑向彈性阻尼器的結構示意圖；其中1.轉子，2.壓環(huán)，3.保護軸承，4.徑向彈性阻尼器，5.下支撐座，6.上永磁環(huán)，7.輔助轉子，8.下永磁環(huán)，9.外支撐環(huán)10.彈性阻尼構件，11.內支撐環(huán)。
具體實施方式
下面結合上說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明:實施例1如圖1-2所示，一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，包括機械保護軸承3、壓環(huán)2和下支撐座5，下支撐座5中間為凹形，其特征在于:還包括徑向彈性阻尼器4和軸向磁懸浮緩沖裝置，機械保護軸承3固定于徑向彈性阻尼器4的內圈，徑向彈性阻尼器4和機械保護軸承3的外環(huán)通過壓環(huán)固定在下支撐座5的凹形的側壁上，所述的軸向磁懸浮緩沖裝置包括上永磁環(huán)6、輔助轉子7和下永磁環(huán)8，上永磁環(huán)6固定于輔助轉子7的下端，下永磁環(huán)8固定于下支撐座5的凹形的底面內并與上永磁環(huán)6的位置相對應，輔助轉子7與機械保護軸承3的下端連接，上永磁環(huán)6和下永磁環(huán)8相互之間產生斥力。所述的徑向彈性阻尼器4包括外支撐環(huán)9、彈性阻尼構件10和內支撐環(huán)11，外支撐環(huán)9、彈性阻尼構件10和內支撐環(huán)11從外到內依次連接在一起。所述的彈性阻尼構件10為彈性波紋環(huán)結構或者環(huán)形結構。所述的機械保護軸承3為一組背對背配對的高精密高速機械軸承。所述的輔助轉子7與本系統(tǒng)所要保護的轉子軸端的軸向間隙大于機械保護軸承3內環(huán)上端與該轉子的軸向保護間隙。所述的兩個永磁環(huán)的間隙要大于機械保護軸承3的游隙。轉子I的一側軸端安裝在機械保護軸承3上，轉子I在失穩(wěn)時，會落到機械保護軸承3上，會對機械保護軸承3的徑向與軸向造成沖擊。徑向沖擊會通過機械保護軸承3傳到徑向彈性阻尼器4，徑向彈性阻尼器4通過彈性阻尼構件10能吸收徑向的沖擊能量。并能減小轉子在保護軸承3上高速旋轉時的震動。軸向沖擊通過機械保護軸承3的內環(huán)傳到輔助轉子7上，由于上永磁環(huán)6與下永磁環(huán)8相互作用的斥力，使得輔助轉子7收到向上的推力，能抵抗住來自轉子的軸向沖擊，產生斥力的能夠托起輔助轉子7。如果瞬間軸向沖擊過大，會使輔助轉子7下移，上下永磁環(huán)的間隙變小，增大相互間的斥力，使得保護軸承3的軸向抗沖擊能力增強。實施例2系統(tǒng)工作原理:在磁懸浮的轉子正常運轉時，本系統(tǒng)不工作，機械保護軸承下端受到輔助轉子的一個向上的推力，上端由壓環(huán)固定。在磁懸浮的轉子失穩(wěn)時，轉子會對機械保護軸承的徑向與軸向形成強大的沖擊。當轉子與機械保護軸承接觸時，本系統(tǒng)開始工作。輔助轉子與轉子軸端的軸向間隙大于機械保護軸承內環(huán)上端與轉子的軸向保護間隙，使得轉子不會與輔助轉子直接接觸，而是通過機械保護軸承的內環(huán)與輔助轉子連接的。當轉子軸向沖擊機械保護軸承時，輔助轉子的推力能夠基本抵消掉轉子自身重力造成的軸向沖擊。當軸向沖擊過大時，由于機械保護軸承存在游隙，會使輔助轉子下移，起到緩沖作用。同時，兩個永磁環(huán)的間隙減小，會使斥力加強，增大輔助轉子對機械保護軸承的推力，使機械保護軸承達到軸向抗沖擊的作用，經過設計計算確定兩個永磁環(huán)的磁場強度、直徑、截面積等參數，輔助轉子對保護軸承的軸向推力為轉子重量，兩個永磁環(huán)的間隙要大于保護軸承的游隙。機械保護軸承徑向固定在彈性阻尼器的內部與內支撐環(huán)相連，當機械保護軸承收到徑向沖擊時，通過彈性阻尼構件的彈性阻尼材料及結構能很好的吸收徑向的沖擊能量，同時也能減小轉子失穩(wěn)后的震動。
權利要求1.種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，包括機械保護軸承(3)、壓環(huán)(2)和下支撐座(5)，下支撐座(5)中間為凹形，其特征在于:還包括徑向彈性阻尼器(4)和軸向磁懸浮緩沖裝置，機械保護軸承(3)固定于徑向彈性阻尼器(4)的內圈，徑向彈性阻尼器(4)和機械保護軸承(3)的外環(huán)通過壓環(huán)固定在下支撐座(5)的凹形的側壁上，所述的軸向磁懸浮緩沖裝置包括上永磁環(huán)(6)、輔助轉子(7)和下永磁環(huán)(8)，上永磁環(huán)(6)固定于輔助轉子(7)的下端，下永磁環(huán)(8)固定于下支撐座(5)的凹形的底面內并與上永磁環(huán)(6)的位置相對應，輔助轉子(7)與機械保護軸承(3)的下端連接，上永磁環(huán)(6)和下永磁環(huán)(8)相互之間產生斥力。
2.據權利要求1所述一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，其特征在于:所述的徑向彈性阻尼器(4)包括外支撐環(huán)(9)、彈性阻尼構件(10)和內支撐環(huán)(11)，外支撐環(huán)(9)、彈性阻尼構件(10)和內支撐環(huán)(11)從外到內依次連接在一起。
3.據權利要求2所述一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，其特征在于:所述的彈性阻尼構件(10)為彈性波紋環(huán)結構或者環(huán)形結構。
4.據權利要求1所述一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，其特征在于:所述的機械保護軸承(3)為一組背對背配對的高精密高速機械軸承。
5.據權利要求1所述一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，其特征在于:所述的輔助轉子(7)與本系統(tǒng)所要保護的轉子軸端的軸向間隙大于機械保護軸承(3)內環(huán)上端與該轉子的軸向保護間隙。
6.據權利要求1所述一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，其特征在于:所述的兩個永磁環(huán)的間隙要大于機械保護軸承(3)的游隙。
專利摘要本實用新型涉及一種復合式磁懸浮保護軸承系統(tǒng)，包括機械保護軸承、壓環(huán)和下支撐座，下支撐座中間為凹形，本系統(tǒng)還包括徑向彈性阻尼器和軸向磁懸浮緩沖裝置，機械保護軸承固定于徑向彈性阻尼器的內圈，徑向彈性阻尼器和機械保護軸承的外環(huán)通過壓環(huán)固定在下支撐座的凹形的側壁上，所述的軸向磁懸浮緩沖裝置包括上永磁環(huán)、輔助轉子和下永磁環(huán)，上永磁環(huán)固定于輔助轉子的下端，下永磁環(huán)固定于下支撐座的凹形的底面內并與上永磁環(huán)的位置相對應，輔助轉子與機械保護軸承的下端連接，上永磁環(huán)和下永磁環(huán)相互之間產生斥力。本系統(tǒng)結構緊湊，可靠性高，使其能承載住大質量高速運轉的轉子沖擊，為磁軸承在大質量高速立式轉子上的應用提供了安全保障。
文檔編號F16C32/04GK202926894SQ20122062494
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者蔣濤, 彭龍 申請人:北京奇峰聚能科技有限公司