一種雙支撐磁懸浮軸承的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種雙支撐磁懸浮軸承，包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸、軸承套、變頻電機(jī)定子、磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐；所述變頻電機(jī)定子沿軸承套內(nèi)周邊設(shè)置，變頻電機(jī)定子沿軸向設(shè)有中心孔；電機(jī)轉(zhuǎn)軸位于軸承套內(nèi)、并從變頻電機(jī)定子中心孔穿過；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐設(shè)在軸承套內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸外圍設(shè)置；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐包括從變頻電機(jī)定子到電機(jī)轉(zhuǎn)軸一端依次設(shè)置的軸向磁懸浮軸承對、第一內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對和第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐還包括從變頻電機(jī)定子到電機(jī)轉(zhuǎn)軸另一端依次設(shè)置的第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對和第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對。本實(shí)用新型采用的雙支撐轉(zhuǎn)換能夠避開系統(tǒng)的固有頻率從而大大提高了系統(tǒng)運(yùn)動的平穩(wěn)性。
【專利說明】一種雙支撐磁懸浮軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙支撐磁懸浮軸承，屬于磁懸浮技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]雙支撐磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間、使轉(zhuǎn)子與定子之間實(shí)現(xiàn)無機(jī)械摩擦支承的一種新型高性能軸承，是典型的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，其研究內(nèi)容涉及到機(jī)械學(xué)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、電磁學(xué)、電子學(xué)、控制理論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的知識。磁力軸承技術(shù)研究及其在眾多工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，是對傳統(tǒng)支承技術(shù)的一場全新革命。
[0003]雙支撐磁懸浮軸承由于沒有機(jī)械接觸，具有傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)越性能:由于沒有機(jī)械摩擦和磨損，所以降低了工作能耗和噪聲，延長了使用壽命；動力損失小，便于應(yīng)用在高速運(yùn)轉(zhuǎn)場合:由于不需要潤滑和密封系統(tǒng)，排除了污染，可應(yīng)用于真空超凈，腐蝕性介質(zhì)以及極端溫度和壓力等特殊工作環(huán)境。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)中的雙支撐磁懸浮軸承存在結(jié)構(gòu)不緊湊、平穩(wěn)性差、壽命短且工作效率低的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是提供一種雙支撐磁懸浮軸承。
[0006]技術(shù)方案:為解決現(xiàn)有技術(shù)中的雙支撐磁懸浮軸承存在結(jié)構(gòu)不緊湊、平穩(wěn)性差、壽命短且工作效率低的缺陷，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0007]一種雙支撐磁懸浮軸承，包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸、軸承套、變頻電機(jī)定子、磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐；所述變頻電機(jī)定子沿軸承套內(nèi)周邊設(shè)置，變頻電機(jī)定子沿軸向設(shè)有中心孔；電機(jī)轉(zhuǎn)軸位于軸承套內(nèi)、并從變頻電機(jī)定子中心孔穿過；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐設(shè)在軸承套內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸外圍設(shè)置；
[0008]磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐包括從變頻電機(jī)定子到電機(jī)轉(zhuǎn)軸一端依次設(shè)置的軸向磁懸浮軸承對、第一內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對和第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐還包括從變頻電機(jī)定子到電機(jī)轉(zhuǎn)軸另一端依次設(shè)置的第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對和第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對。
[0009]上述沿軸向指沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸向。
[0010]工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸靠磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸支撐提供的力懸浮。
[0011]工作原理:上述的軸向磁懸浮軸承對負(fù)責(zé)電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸向方向的支撐；第一、第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對及第一、第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對在電機(jī)轉(zhuǎn)軸達(dá)到轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速時(shí)完成支撐轉(zhuǎn)換，即電機(jī)轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)速不斷增加的過程中，首先由第一、第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對加電單獨(dú)提供支撐，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速時(shí)，第一、第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對加電，穩(wěn)定后，第一、第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對斷電，最后由第一、第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對單獨(dú)支撐。
[0012]上述雙支撐磁懸浮軸承，結(jié)構(gòu)緊湊、平穩(wěn)性好、壽命長且工作效率高。
[0013]上述雙支撐磁懸浮軸承，還包括設(shè)在軸承套內(nèi)的兩對保護(hù)軸承對，兩對保護(hù)軸承對分別設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸的兩端、并分別位于第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對和第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對的外側(cè)。
[0014]上述第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對與第一內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對相向的一側(cè)為內(nèi)側(cè)，另一側(cè)為外側(cè)。
[0015]在雙支撐磁懸浮軸承正常工作期間，保護(hù)軸承對與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間并不接觸，當(dāng)突然斷電或磁懸浮軸承系統(tǒng)失控時(shí)，保護(hù)軸承對起臨時(shí)支承高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)軸的作用，以防止電機(jī)轉(zhuǎn)軸與變頻電機(jī)定子相碰撞而毀壞整個磁軸承系統(tǒng)。當(dāng)磁懸浮軸承不工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸會落在保護(hù)軸承對上，而且保護(hù)軸承對無論在徑向還是在軸向都對電機(jī)轉(zhuǎn)軸起到保護(hù)作用。
[0016]上述雙支撐磁懸浮軸承，還包括編碼器和聯(lián)軸器，編碼器通過聯(lián)軸器與電機(jī)轉(zhuǎn)軸一端端部連接。
[0017]上述的編碼器通過聯(lián)軸器與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接負(fù)責(zé)檢測電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。
[0018]上述雙支撐磁懸浮軸承，還包括設(shè)在軸承套內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸周向設(shè)置的第一電渦流位移傳感器。
[0019]上述雙支撐磁懸浮軸承，還包括設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸端部的第二電渦流位移傳感器。
[0020]上述的第一、第二電渦流位移傳感器分別負(fù)責(zé)檢測電機(jī)轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動過程中的徑向、軸向位移變化。
[0021]本實(shí)用新型未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]本實(shí)用新型雙支撐磁懸浮軸承所采用的雙支撐轉(zhuǎn)換能夠避開系統(tǒng)的固有頻率從而大大提高了系統(tǒng)運(yùn)動的平穩(wěn)性；且結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長，工作效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為雙支撐磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中，I第一內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對、2第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對、I’第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對、2’第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對、3軸向磁懸浮軸承對、4第一電渦流位移傳感器、4’第二電渦流位移傳感器、5編碼器、6電機(jī)轉(zhuǎn)軸、7變頻電機(jī)定子、8聯(lián)軸器、9保護(hù)軸承對、10軸承套。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖1所示的雙支撐磁懸浮軸承，包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸6、軸承套10、變頻電機(jī)定子7、磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸6支撐、保護(hù)軸承對9 ;所述變頻電機(jī)定子7沿軸承套10內(nèi)周邊設(shè)置，變頻電機(jī)定子7沿軸向設(shè)有中心孔；電機(jī)轉(zhuǎn)軸6位于軸承套10內(nèi)、并從變頻電機(jī)定子7中心孔穿過；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸6支撐設(shè)在軸承套10內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸6外圍設(shè)置；
[0028]磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸6支撐包括從變頻電機(jī)定子7到電機(jī)轉(zhuǎn)軸6 —端依次設(shè)置的軸向磁懸浮軸承對3、第一內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對I和第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對2 ;磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸6支撐還包括從變頻電機(jī)定子7到電機(jī)轉(zhuǎn)軸6另一端依次設(shè)置的第二內(nèi)側(cè)徑向磁懸浮軸承對I’和第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對2’ ；保護(hù)軸承對9設(shè)在軸承套10內(nèi)、且有兩對，分別設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸6的兩端、并分別位于第一外側(cè)徑向磁懸浮軸承對2和第二外側(cè)徑向磁懸浮軸承對2’的外側(cè)。
[0029]實(shí)施例2
[0030]與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:雙支撐磁懸浮軸承，還包括編碼器5和聯(lián)軸器8，編碼器5通過聯(lián)軸器8與電機(jī)轉(zhuǎn)軸6 —端端部連接。
[0031]實(shí)施例3
[0032]與實(shí)施例2基本相同，所不同的是:雙支撐磁懸浮軸承，還包括設(shè)在軸承套10內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸6周向設(shè)置的第一電渦流位移傳感器4及設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸6端部的第二電渦流位移傳感器4’。
[0033]下表是采用實(shí)施例1-3中的軸承采用差動變壓器式位移傳感器靜態(tài)標(biāo)定裝置與磁懸浮軸承系統(tǒng)試驗(yàn)臺，進(jìn)行跳動位移、靈敏度和線性度試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。
[0034]

I實(shí)施例1 I實(shí)施例2 I實(shí)施例3
跳動位移 21.5μιη 15.6μιη 1.Ομιη
靈敏度 20.7mv/ μ m 18.5mv/ μ m 10.8mv/ μ m
線性度 1.05% 0.95% 0.78%
[0035]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙支撐磁懸浮軸承，其特征在于:包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸￠)、軸承套(10)、變頻電機(jī)定子(7)、磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)支撐；所述變頻電機(jī)定子(7)沿軸承套(10)內(nèi)周邊設(shè)置，變頻電機(jī)定子(7)沿軸向設(shè)有中心孔；電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)位于軸承套(10)內(nèi)、并從變頻電機(jī)定子(7)中心孔穿過；磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)支撐設(shè)在軸承套(10)內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)外圍設(shè)置； 磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)支撐包括從變頻電機(jī)定子(7)到電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6) —端依次設(shè)置的軸向磁懸浮軸承對(3)、第一內(nèi)側(cè)徑向懸磁浮軸承對(I)和第一外側(cè)徑向懸磁浮軸承對(2);磁懸浮電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)支撐還包括從變頻電機(jī)定子(7)到電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)另一端依次設(shè)置的第二內(nèi)側(cè)徑向懸磁浮軸承對(Γ )和第二外側(cè)徑向懸磁浮軸承對(2’)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙支撐磁懸浮軸承，其特征在于:還包括設(shè)在軸承套(10)內(nèi)的兩對保護(hù)軸承對(9)，兩對保護(hù)軸承對(9)分別設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)的兩端、并分別位于第一外側(cè)徑向懸磁浮軸承對(2)和第二外側(cè)徑向懸磁浮軸承對(2’ )的外側(cè)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙支撐磁懸浮軸承，其特征在于:還包括編碼器(5)和聯(lián)軸器(8)，編碼器(5)通過聯(lián)軸器(8)與電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6) —端端部連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙支撐磁懸浮軸承，其特征在于:還包括設(shè)在軸承套(10)內(nèi)、且沿電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)周向設(shè)置的第一電渦流位移傳感器(4)。
5.如權(quán)利要求4所述的雙支撐磁懸浮軸承，其特征在于:還包括設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸(6)端部的第二電渦流位移傳感器(4’)。
【文檔編號】F16C32/04GK204025337SQ201420420694
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】黃延平 申請人:無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院