磁斥力懸浮軸承單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁斥力懸浮軸承單元，包括軸、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、輔助軸承、限位塊和支架；在軸的近端部安裝內(nèi)磁環(huán)，與之對(duì)應(yīng)的外磁環(huán)安裝在支架上，兩磁環(huán)相鄰面為同極性；在軸上裝有徑向磁化的內(nèi)磁筒，徑向磁化的外磁筒套裝在內(nèi)磁筒外并固定安裝在支架上，兩個(gè)磁筒相鄰面為同極性，在軸與支架間還設(shè)有輔助軸承；軸端頭設(shè)有與之對(duì)應(yīng)的限位塊及限位滾珠。軸與支架間無直接接觸的滾動(dòng)體，依靠磁斥力軸呈懸浮狀態(tài)，軸與支架間無磨擦、無磨損、傳動(dòng)效率高，無需降溫和潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，在航空航天等高速領(lǐng)域有很高的適用價(jià)值。
【專利說明】磁斥力懸浮軸承單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，尤其是一種軸承單元，具體涉及一種磁懸浮軸承單元?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，在機(jī)械行業(yè)所使用的軸承大多都是由軸承內(nèi)圈、外圈和介于其間的滾動(dòng)體構(gòu)成,其在傳中均產(chǎn)生摩擦,傳動(dòng)件之間發(fā)生磨損，為減少磨損，需降溫和潤(rùn)滑,此類軸承存在有傳動(dòng)效率低，磨損大，使用壽命短的缺點(diǎn)，且高速時(shí)壽命較短，僅能保證幾十個(gè)小時(shí)的正常工作周期。
[0003]而現(xiàn)有中國(guó)專利:200520020138.4公開了一種永磁磁懸浮軸，由內(nèi)外圓筒狀磁體和兩對(duì)磁環(huán)構(gòu)成，使內(nèi)圈總成處于懸浮狀態(tài)，但因其三個(gè)作用力面安裝在一個(gè)密閉的殼體內(nèi)，該結(jié)構(gòu)裝配工藝要求高且不易于安裝調(diào)試；再者因?yàn)榇艖腋≥S承是一種柔性支撐，耐沖擊力較差，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，外部因素極易造成轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向的位移或擺動(dòng)，而上述專利中，其軸向、徑向均沒有限位保護(hù)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸的位移擺動(dòng)易使磁塊間出現(xiàn)摩擦、起火甚至爆炸，尤其是在高速轉(zhuǎn)軸的應(yīng)用中該缺點(diǎn)表現(xiàn)更為明顯；另外，市場(chǎng)上還可見的大多是電磁磁懸浮軸承，控制精度要求高、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、造價(jià)非常高，難以普及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開一種磁斥力懸浮軸承單元，旨在使磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)單元化，支架與軸之間無直接接觸的滾動(dòng)體，依靠磁斥力懸浮的高速轉(zhuǎn)動(dòng)裝置單元。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]磁斥力懸浮軸承單元，主要包括:軸、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、輔助軸承、限位塊和支架；
[0007]在軸的近端部軸向安裝內(nèi)磁環(huán)，與內(nèi)磁環(huán)對(duì)應(yīng)的外磁環(huán)安裝在支架上，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)相鄰面為同極性；與軸端頭對(duì)應(yīng)的限位塊安裝在支架上，限位塊與軸端頭的間隙小于內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)的間隙；在軸與支架間設(shè)有輔助軸承。
[0008]另外，還包括內(nèi)磁筒和外磁筒，內(nèi)磁筒同心安裝在軸上，外磁筒套裝在內(nèi)磁筒外并固定安裝在支架上，外磁筒內(nèi)徑大于內(nèi)磁筒外徑，內(nèi)磁筒與外磁筒相鄰面為同極性；輔助軸承與支架的間隙或輔助軸承與軸的間距，即軸的徑向活動(dòng)偏移量，在輔助軸承的限位作用下，軸的徑向活動(dòng)偏移量小于內(nèi)磁筒與外磁筒之間的間隙。
[0009]進(jìn)一步，在限位塊與軸端頭間裝有限位滾珠。
[0010]輔助軸承可為陶瓷軸承，限位滾珠可為陶瓷滾珠，限位塊可為陶瓷塊。
[0011]內(nèi)磁筒或外磁筒，可由磁鋼徑向輻射充磁實(shí)現(xiàn)，或由多塊徑向同極磁瓦組裝而成。
[0012]本發(fā)明的懸浮構(gòu)造由內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)，以及內(nèi)磁筒與外磁筒兩對(duì)磁體構(gòu)成，內(nèi)磁環(huán)和外磁環(huán)組成磁環(huán)對(duì)、內(nèi)磁筒和外磁筒組成磁筒對(duì)。內(nèi)磁筒與軸固定，其外徑小于外磁筒的內(nèi)徑，兩磁筒相鄰面為同極性，由于是徑向輻射充磁，同極相斥安裝，在磁斥力作用下自然對(duì)中，起到徑向定位作用，內(nèi)外磁筒間保持有很小的一定間隙，使軸呈徑向懸浮狀態(tài)。采用兩組懸浮構(gòu)造安裝在一個(gè)支架上，兩對(duì)軸向安裝的磁環(huán)對(duì)分別產(chǎn)生斥力起到軸向定位作用；外磁環(huán)的內(nèi)孔徑稍大于軸徑，內(nèi)磁環(huán)固定于軸上，兩磁環(huán)間保持很小的間隙，使軸呈軸向懸浮狀態(tài)。磁筒對(duì)與磁環(huán)對(duì)之間還設(shè)有輔助軸承，正常安裝時(shí)，輔助軸承與支架或輔助軸承與軸有一定間隙，也即軸的徑向活動(dòng)偏移量，但軸的徑向活動(dòng)偏移量小于兩個(gè)徑向磁筒的間隙，防止軸在受到徑向沖擊力時(shí)，內(nèi)外兩個(gè)磁筒產(chǎn)生相互摩擦起火，甚至爆炸；實(shí)際上，輔助軸承起到徑向限位保護(hù)作用，使軸的徑向活動(dòng)偏移量小于內(nèi)磁筒與外磁筒之間的間隙。由軸兩端的限位瓷塊和限位瓷滾珠完成軸向限位保護(hù)，使軸在受到軸向沖擊時(shí)內(nèi)外磁環(huán)間不發(fā)生摩擦。由于兩組懸浮構(gòu)造配合安裝，依靠磁斥力軸呈懸浮狀態(tài)，使軸與支架間無直接接觸的滾動(dòng)體，保證了軸及軸上物體無摩擦的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，因而軸與支架間無磨擦、無磨損、傳動(dòng)效率高，無需降溫和潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，在航空航天等高速領(lǐng)域有很高的適用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1實(shí)施例1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2實(shí)施例2的剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖3實(shí)施例3的剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖4實(shí)施例4的剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖5實(shí)施例2及實(shí)施例4的剖視橫截面示意圖
[0018]圖中:1一軸，2—內(nèi)磁環(huán)，3—外磁環(huán)，4一內(nèi)磁筒，5—外磁筒，6—輔助軸承，7—限位塊，8—限位滾珠，9 一支架。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面，結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0020]現(xiàn)舉出4種實(shí)施例，但本發(fā)明的具體實(shí)施并不限于以下的形式。
[0021 ] 實(shí)施例1軸向懸浮的磁斥力懸浮軸承單元
[0022]參見圖1，磁斥力懸浮軸承單元，主要包括:軸、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、輔助軸承、限位塊和支架；在軸的近端部安裝內(nèi)磁環(huán)，與內(nèi)磁環(huán)對(duì)應(yīng)的外磁環(huán)安裝在支架上，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)相鄰面為同極性，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)組成軸向磁環(huán)對(duì)；與軸端頭對(duì)應(yīng)的限位塊安裝在支架上，限位塊與軸端頭的間隙小于內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)的間隙；在軸與支架間設(shè)有輔助軸承。輔助軸承為陶瓷軸承。軸向磁環(huán)對(duì)也可安裝在軸的上下兩端。
[0023]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、立式安裝。根據(jù)軸系重量的大小可采用斥力大小不等的軸向磁環(huán)對(duì)，且下部軸向磁環(huán)對(duì)的斥力大于上部軸向磁環(huán)對(duì)的斥力，二者斥力之差等于該軸系的重量，保證輔助軸承不承受軸向力，在軸系做好動(dòng)平衡的情況下軸承的徑向受力也很小，從而降低磨損延長(zhǎng)軸承壽命。即使軸系較大的重量也可采用較小的輔助軸承，這樣的結(jié)構(gòu)有利于提高軸系的工作轉(zhuǎn)數(shù)。如采用陶瓷軸承在高速時(shí)壽命會(huì)更長(zhǎng)。
[0024]實(shí)施例2軸向徑向懸浮的磁斥力懸浮軸承單元
[0025]參見圖2和5，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，另外，還包括內(nèi)磁筒和外磁筒，內(nèi)磁筒與軸同心固定安裝在軸的近端部，外磁筒套裝在內(nèi)磁筒外并固定安裝在支架上，外磁筒內(nèi)徑略大于內(nèi)磁筒外徑，內(nèi)磁筒和外磁筒均為徑向磁化，內(nèi)磁筒與外磁筒相鄰面為同極性，內(nèi)磁筒和外磁筒組成徑向磁筒對(duì)；輔助軸承與支架之間或輔助軸承與軸之間的間隙，也即軸的徑向活動(dòng)偏移量，小于內(nèi)磁筒與外磁筒之間的間隙。[0026]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是:此實(shí)施例不僅有實(shí)施例1的優(yōu)點(diǎn)，還在將軸的徑向也采用了磁懸浮，輔助軸承與支架設(shè)有間隙，徑向也無磨損，尤其在整個(gè)磁斥力懸浮軸承單元豎向安裝使用時(shí)，更適合于高速旋轉(zhuǎn)而無磨損的軸系統(tǒng)，效果尤為顯著。
[0027]實(shí)施例3加裝限位滾珠軸向懸浮的磁斥力懸浮軸承單元
[0028]參見圖3，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，在限位塊與軸端頭間裝有限位滾珠。限位塊可為陶瓷塊，限位滾珠可為陶瓷滾珠。
[0029]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是:此實(shí)施例不僅有實(shí)施例1的優(yōu)點(diǎn)，在軸發(fā)生軸向偏移運(yùn)動(dòng)時(shí)，將限位塊與軸端頭的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為滾動(dòng)摩擦。采用陶瓷更提高了使用壽命。
[0030]實(shí)施例4加裝限位滾珠軸向徑向懸浮的磁斥力懸浮軸承單元
[0031]參見圖4和5，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，在限位塊與軸端頭間裝有限位滾珠。限位塊為陶瓷塊，限位滾珠為陶瓷滾珠。
[0032]該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是:進(jìn)一步的在實(shí)施例2優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在軸發(fā)生軸向偏移運(yùn)動(dòng)時(shí)，將限位塊與軸端頭的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為滾動(dòng)摩擦。而且保護(hù)了軸向磁環(huán)相鄰面不會(huì)摩擦。保證特高轉(zhuǎn)速機(jī)械更可靠的運(yùn)行。在航空航天等高速領(lǐng)域有很高和使用價(jià)值。
[0033]以上各實(shí)施例中，內(nèi)磁筒或外磁筒，可由磁鋼徑向輻射充磁實(shí)現(xiàn)或多塊徑向同極磁瓦組裝而成。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非因此局限本發(fā)明的專利范圍，故凡是運(yùn)用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁斥力懸浮軸承單元，包括:軸、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、輔助軸承、限位塊和支架；在軸的近端部軸向安裝內(nèi)磁環(huán)，與內(nèi)磁環(huán)對(duì)應(yīng)的外磁環(huán)安裝在支架上，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)相鄰面為同極性；與軸端頭對(duì)應(yīng)的限位塊安裝在支架上，限位塊與軸端頭的間隙小于內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)的間隙；在軸與支架間設(shè)有輔助軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，還包括外磁筒和內(nèi)磁筒；內(nèi)磁筒固定安裝在軸上，外磁筒套裝在內(nèi)磁筒外并固定安裝在支架上，外磁筒內(nèi)徑大于內(nèi)磁筒外徑，內(nèi)磁筒與外磁筒相鄰面為同極性；軸的徑向活動(dòng)偏移量小于內(nèi)磁筒與外磁筒之間的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，在限位塊與軸端頭間裝有限位滾珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，輔助軸承為陶瓷軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，限位塊為陶瓷塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，限位滾珠為陶瓷滾珠。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁斥力懸浮軸承單元，其特征在于，內(nèi)磁筒外磁筒由磁鋼徑向輻射充磁實(shí)現(xiàn)或由多塊徑向同極磁瓦組裝而成。
【文檔編號(hào)】F16C32/04GK103790962SQ201410016545
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】佟憲良 申請(qǐng)人:北京良明同創(chuàng)水處理設(shè)備開發(fā)中心