專利名稱：一種磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構的制作方法
技術領域：
:本發(fā)明涉及一種在磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電時，對轉子軸桿的保護機構，
背景技術：
:現(xiàn)有技術磁懸浮轉子支承系統(tǒng)在停斷電時，因存在轉子軸桿與被動型機械保護軸承間的跌落觸碰現(xiàn)象，有所導致機械損傷與噪聲的發(fā)生，同時，由于機械損傷的積累，也將是高速轉子的動平衡遭受破壞和降低轉子軸桿的使用壽命，所以，設置一個主動型磁懸浮轉子軸桿的防跌落保護機構就顯得非常必要
發(fā)明內容
:本發(fā)明就是要提供一種磁懸浮轉子支承系統(tǒng)在停斷電時，用于磁懸浮轉子軸桿的防跌落保護機構，其發(fā)明構思是:有一個電磁鐵在吸引著一個可以軸向滑動的部件，由此導致設置在滑動部件與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部軸向相對面之間的頂力彈簧被壓縮，于此同時，設置在滑動部件上的機械軸承與轉子軸桿失去機械上的聯(lián)系，從而使轉子軸桿保持在正常的懸浮運行狀態(tài)，當磁懸浮轉子支承系統(tǒng)和電磁鐵停斷電時，所述滑動部件受頂力彈簧的張力作用，使所述機械軸承與轉子軸桿主動地產生緊密接觸，從而使轉子軸桿切換到依靠機械軸承進行低摩擦的定心旋轉當中，直至殘余在轉子軸桿上的慣性旋轉力釋放完畢而安全停車。這種將轉子軸桿從無接觸旋轉過渡到有接觸旋轉的裝置稱為“轉子軸桿支撐轉換器”。在本發(fā)明當中，所述機械軸承與轉子軸桿之間的配合方式為錐面配合。在本發(fā)明當中，所述機械軸承可以設置在所述的滑動部件上；也可以設置在轉子軸桿上，而將另一個錐斜面留給所述的滑動部件，帶有機械軸承的滑動部件被稱為“軸承座套”。不帶有機械軸承的滑動部件稱為“環(huán)套部件”，這是因為:無論帶有機械軸承的滑動部件還是不帶有機械軸承的滑動部件均環(huán)繞于轉子軸桿的外圍。在本發(fā)明當中，所稱機械軸承與轉子軸桿之間的錐面配合，也包括軸承內圈端口或外圈端口上機械加工時遺留的倒角坡口與內轉子軸桿上的錐斜面或外轉子環(huán)套上的錐斜面形成的錐面配合。在本發(fā)明當中，所述的頂力彈簧，也可以由兩個磁場力相互排斥的磁性頂力彈簧所代替。還可以在滑動部件與電磁鐵相對面的反方向位置上設置拉簧來替代所述的頂力彈簧，拉簧的作用力與永久磁鐵吸引鐵磁物體的作用力方向一致，因而可以互換使用。在本發(fā)明當中，所述的滑動部件還可以是與所述機械軸承外圈一體化的滑動部件，機械軸承的外圈與所述定子部的徑向壁形成軸向滑動配合。在本發(fā)明當中，所述的滑動部件與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部徑向壁之間的軸向滑動配合，可以采用凸凹交叉的鍵槽式滑動配合，也可以采用內外結構的環(huán)套式滑動配合或采用至少在兩個以上由導柱式滑動配合副構成的滑動配合組。在本發(fā)明當中，所述的的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)，是指:由兩個軸向吸引型徑向磁懸浮軸承和至少一個徑向吸引型軸向磁懸浮軸承所組成的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)，所述軸向磁懸浮軸承可以由具有徑向工作氣隙的電動機所替代，所述的兩個徑向磁懸浮軸承也可以由完全相同的兩個具有軸向工作氣隙的電動機所替代，所述的兩個徑向磁懸浮軸承必須對稱地設置在軸向磁懸浮軸承的兩邊。本發(fā)明當中，所述磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部，泛指磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)轉子部以外的所有定子部分，其中就包含本發(fā)明磁懸浮轉子軸桿防跌落保護機構當中的電磁鐵在內綜上所述，本發(fā)明的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，可以使磁懸浮轉子軸桿的軸心在工作與非工作狀態(tài)時均處于裝置當中的同一位置。因而避免了磁懸浮轉子軸桿在停斷電時，產生跌落引發(fā)機械碰撞與摩擦損傷的技術缺陷，有效地延長了磁懸浮轉子軸桿的使用壽命。


:圖1是一種采用本發(fā)明磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構的雙軸伸電機示意圖，其標注內容包括:(I)電磁鐵，(2)磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部，(3)軸承座套，(4)頂力彈簧，(5)內圈內孔帶有錐斜面的機械軸承，(6)轉子軸桿，(7、8)是由兩個結構完全相同并具有軸向氣隙的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承所組成雙邊型結構的徑向磁懸浮軸承組，
(9)安裝徑向氣隙電動機的空間，(10)雙軸伸電機的筒形外殼，(11)設置在階梯形軸向口環(huán)形凹槽當中的電磁線圈。圖2也是采用本發(fā)明磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構的一種雙軸伸電機示意圖，其標注內容:(12)是一個與環(huán)形電磁鐵內壁形成軸向可滑動配合的軸承座套，(13)帶有斜面臺肩的轉子軸桿，(14)雙軸伸電機的定子部，(15)在內圈內壁的端口上帶有坡口的機械軸承，(25)用于安裝徑向工作氣隙電動機的空間，(26)雙軸伸電機的筒形機殼。圖3也是采用本發(fā)明磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構的的一種雙軸伸電機示意圖，其標注內容:(16)位于電磁鐵外側部位上的頂力彈簧，(17)是位于轉子軸桿上和在外圈外側帶有錐斜面的機械軸承，(18)產生軸向吸引力的電磁鐵，(19)雙軸伸電機端蓋定子部，(20)具有軸向氣隙的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承，(21)帶有外坡面機械軸承的轉子軸桿，(22)雙軸伸電機的筒形機殼，(23)安裝徑向氣隙電動機的空間。圖4是本發(fā)明磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構的局部結構，所標注:(29)是吸引滑動部件(27)的永久磁鐵，定子部(28)的徑向壁與機械軸承形成軸向可滑動配合。
具體實施方式
:下面用具體的實施方式并結合

對本發(fā)明磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構作進一步的詳細描述:按照圖1所示本發(fā)明的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構，它是將兩個分別由一個產生軸向吸引力的電磁鐵I和一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部2的徑向壁形成軸向可滑動配合的軸承座套3以及軸承座套與所述定子部的軸向相對面之間的軸向頂力彈簧4和就位在軸承座套上的機械軸承5所組成的轉子軸桿支撐切換器對置并套裝在轉子軸桿6的近端部外圍而成，然后將具有軸向氣隙的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承7、8徑向并列在所述轉子軸桿支撐切換器外圍，在所述兩個軸向氣隙的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承之間還留有安裝徑向工作氣隙電動機的空間9。所述的兩個轉子軸桿支撐切換器和兩個電磁吸引型徑向磁懸浮軸承通過雙軸伸電機的筒形機殼10給予軸向連接和固定，所述電磁吸引型徑向磁懸浮軸承由階梯式軸向口環(huán)形凹槽磁軛和設置在階梯式軸向口環(huán)形凹槽磁軛當中的電磁線圈11所組成。按照圖2所示，本發(fā)明的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電保護機構，它是將兩個分別由一個產生軸向吸引力的電磁鐵和一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部14的徑向壁形成軸向可滑動配合的軸承座套12以及軸承座套與所述定子部軸向相對面之間的軸向頂力彈簧和就位在軸承座套上的機械軸承15組成的轉子軸桿支撐切換器對置并套裝在轉子軸桿13近端部的外圍而成，并使兩個具有軸向氣隙的電磁吸引型徑向磁懸浮軸承徑向并列在所述轉子軸桿支撐切換器外圍，在所述兩個軸向氣隙電磁吸引型徑向磁懸浮軸承之間還留有安裝徑向工作氣隙電動機的空間25，所述的兩個轉子軸桿支撐切換器和兩個電磁吸引型徑向磁懸浮軸承通過雙軸伸電機的筒形機殼26連接固定而成。按照圖3所示，本發(fā)明的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電護機構，它是將兩個分別由一個產生軸向吸引力的電磁鐵18和一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部19的徑向壁形成軸向可滑動配合的環(huán)套部件24以及使環(huán)套部件通過中心孔上的坡口倒角與安裝在轉子軸桿上并在外圈外側帶有錐斜面的機械軸承17共同構成磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的轉子軸桿支撐轉換器，并將同樣的兩個轉子軸桿支撐轉換器對置和套裝在轉子軸桿21的近端部而成，所述機械軸承的外圈與所述環(huán)套部件中心孔上的坡口形成錐面配合，這種錐面配合在所述電磁鐵對環(huán)套部件產生吸引力時，呈現(xiàn)分離狀態(tài)，從而使轉子軸桿形成無摩擦懸浮運行，此時，位于環(huán)套部件與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部軸向相對面之間的頂力彈簧被壓縮，當主動磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電時，所述環(huán)套部件在被壓縮頂力彈簧的張力作用下，與轉子軸桿的機械軸承形成無摩擦緊密接觸，從而使轉子軸桿上殘留的慣性旋轉力在低摩擦定心旋轉的機械軸承上實現(xiàn)減速釋放和轉子軸桿的無跌落安全停車。在所述兩個軸向氣隙電磁吸引型軸向磁懸浮軸承之間還留有安裝徑向工作氣隙電動機的空間25，所述兩個轉子軸桿切換器和兩個電磁吸引型徑向磁懸浮軸承通過雙軸伸電機的筒形外殼26連接固定而成。
權利要求
1.一種磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，其保護對象是轉子軸桿(6或13)，它是由兩個由一個產生軸向吸引力的電磁鐵(I)和一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部(2或14或28)徑向壁形成軸向可滑動配合的軸承座套(3或12或27)以及軸承座套與所述磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部軸向相對面之間的頂力彈簧(4)和就位在軸承座套上的機械軸承(5或15)所組成的轉子軸桿支撐轉換器，并將兩個同樣的轉子軸桿支撐轉換器對稱設置并套裝在轉子軸桿的近端部而成，所述機械軸承的內圈與轉子軸桿之間采用錐面配合，所述機械軸承內圈與轉子軸桿之間的錐面配合在所述電磁鐵對軸承座套產生吸引力時，呈現(xiàn)分離狀態(tài)，從而使轉子軸桿形成無機械接觸的懸浮運行，此時，位于軸承座套與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部軸向相對面之間的頂力彈簧被壓縮，當主動磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電時，所述軸承座套在被壓縮頂力彈簧的張力作用下，帶動機械軸承通過內圈與轉子軸桿上的錐面臺肩形成無摩擦緊密接觸，從而使轉子軸桿上殘留的慣性旋轉力得以在定心旋轉的機械軸承上實現(xiàn)減速釋放和轉子軸桿的無跌落安全停車。
2.按照權利要求1所述的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，其特征還在于:所述軸承座套(3或12)與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部(2或14)徑向壁之間的軸向滑動配合采用鍵槽式滑動配合或導柱式滑動配合。
3.按照權利要求1所述的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，，其特征還在于:所述頂力彈簧被兩個分別設置在所述頂力彈簧兩側位置上的兩個磁場力相互排斥的環(huán)形永磁體構成的磁性頂力彈簧所代替。
4.按照權利要求1所述的磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，其特征還在于:所述頂力彈簧由設置在軸承座套上背離電磁鐵相向面一側與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)定子部相對面之間任意一側位置上可以對軸承座套形成軸向吸引力的永久磁鐵(29)所替代，由于軸向吸引力永久磁鐵的作用于拉力彈簧的功能相同，所以。兩者之間可以互換使用。
5.一種磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，其保護的對象是轉子軸桿(21)，它是將兩個由一個軸向吸引力電磁鐵(18)吸引著一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部(19)徑向壁形成軸向可滑動配合的環(huán)套部件(24)以及使環(huán)套部件通過中心孔上的坡口與安裝在轉子軸桿上并在外圈外側帶有錐斜面的機械軸承共同構成磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的轉子支撐轉換器，并將同樣的兩個轉子支撐轉換器對置和套裝在轉子軸桿的近端部而成，所述機械軸承的外圈與所述環(huán)套部件中心孔上的坡口形成錐面配合，這種錐面配合在所述電磁鐵對環(huán)套部件產生吸引力時，呈現(xiàn)分離狀態(tài)，從而使轉子軸桿形成無摩擦懸浮運行，此時，位于環(huán)套部件與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部軸向相對面之間的頂力彈簧被壓縮，當主動磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)停斷電時，所述環(huán)套部件在被壓縮頂力彈簧的張力作用下使其中心孔上的坡口與轉子軸桿的機械軸承外圈形成無摩擦的緊密接觸，從而使轉子軸桿上殘留的慣性旋轉力得以在機械軸承上保持定心旋轉直至能量耗盡，實現(xiàn)轉子軸桿的無跌落安全停車。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的停斷電保護機構，它是將兩個由一個軸向吸引力電磁鐵(18)吸引著一個可以與磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的定子部(19)徑向壁形成軸向滑動配合的環(huán)套部件(24)以及使環(huán)套部件通過中心孔上的坡口與安裝在轉子軸桿上并在外圈外側帶有錐斜面的機械軸承共同構成磁懸浮轉子支撐系統(tǒng)的轉子支撐轉換器，并將同樣的兩個轉子支撐轉換器對置和套裝在轉子軸桿的近端部而成。
文檔編號H02K7/09GK103161826SQ201110432099
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者張玉寶 申請人:張玉寶