[發(fā)明專利]磁懸浮軸承

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910011163.9
• 申請(qǐng)日: 2009-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN101539166A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王錚;趙大慶;王鐵仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王錚;趙大慶;王鐵仁
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 本溪新科專利事務(wù)所
• 代理人: 何 軍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種磁懸浮軸承。

背景技術(shù)：

磁懸浮軸承是一種非接觸型軸承，所以，該種軸承中的兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間不存在磨損和摩擦阻力小等方面問(wèn)題，使該種軸承既能支承高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，又可降低噪音和運(yùn)行成本。對(duì)于磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)，中國(guó)專利1177066A號(hào)公開的名稱為“磁懸浮軸承”給提出一種方案。該軸承由內(nèi)、外環(huán)形磁鐵組成，兩塊環(huán)形磁鐵是利用多級(jí)充磁使其具有排拆力而形成懸浮。由于該磁懸浮軸承是利用內(nèi)、外環(huán)形磁鐵相互排斥所產(chǎn)生的徑向力迫使其懸浮的，然而，由于軸承是用于支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸的部件，并且該種軸承在軸向沒(méi)有設(shè)置過(guò)載保護(hù)的軸向排斥力，而轉(zhuǎn)動(dòng)軸在帶動(dòng)負(fù)載一起轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生軸向偏心力，所以，使用該軸承易導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸向偏移，而轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸向偏移可影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另外，由于磁鐵在150℃的環(huán)境下就會(huì)產(chǎn)生退磁，而該種軸承雖然內(nèi)、外環(huán)形磁鐵處于非接觸狀態(tài)，但當(dāng)其高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致兩者之間的空氣受到內(nèi)、外環(huán)形磁鐵的摩擦而升溫，所以，該種軸承即便能夠正常使用，也會(huì)因退磁而造成其使用壽命縮短。

中國(guó)專利101242128公告的名稱為“永磁體自感磁懸浮發(fā)電裝置”提出在真空狀態(tài)下使磁懸浮軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)啟示。該發(fā)電裝置包括一個(gè)真空容器，在真空容器內(nèi)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，以及由軸帶動(dòng)的飛輪，且該軸的兩端由磁懸浮軸承限定，其意是想利用真空來(lái)減少各部件在運(yùn)行過(guò)程中的摩擦阻力。該發(fā)電裝置中的磁懸浮軸承雖然是在真空狀態(tài)下工作，可以解決其與空氣摩擦而產(chǎn)生高溫退磁，但，由于該發(fā)電裝置將所有部件均放置在真空容器中，致使真空容器的體積較大，且需要具有耐壓和隔絕空氣等性能的特殊材料制成，從而造成制作成本的提高；另外，該發(fā)電裝置中的磁懸浮軸承是依靠安裝在軸兩端的永磁鐵通過(guò)吸引或排斥力迫使軸懸浮，而這種使軸懸浮的方式一方面需要永磁鐵克服軸和安裝在軸上的飛輪等部件的重力，所以，需要永磁鐵能為軸提供較大的吸引或排斥力，而永磁鐵吸引或排斥力的增加會(huì)造成該軸承制作成本的提高，另一方面，因該種結(jié)構(gòu)的磁懸浮軸承是由安裝在軸兩端的永磁體構(gòu)成的，致使該軸不能在軸向的方向輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力，所以，該軸承使用范圍具有一定的局限。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種利用真空或氣體降溫的方式解決永磁體退磁問(wèn)題的磁懸浮軸承。

本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)是提供一種利用內(nèi)磁體和外磁體之間能夠產(chǎn)生徑向和軸向排斥力的方式解決因轉(zhuǎn)動(dòng)軸偏移而使軸承不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題的磁懸浮軸承。

本發(fā)明所提出的磁懸浮軸承包括內(nèi)磁體和依靠磁力以非接觸方式包覆在該內(nèi)磁體外表面的外磁體，以及安裝在外磁體和內(nèi)磁體周邊的隔磁板，所述外磁體和內(nèi)磁體之間是真空部，且在真空部的兩個(gè)端部設(shè)置有密封件或者所述外磁體和內(nèi)磁體被安裝在密封殼體內(nèi)，且在該殼體上設(shè)置有惰性氣體入口和出口，所述外磁體或內(nèi)磁體上設(shè)置有自外表面向內(nèi)延伸至真空部的通道，且在該通道的外端安裝有閥門。由于外磁體與內(nèi)磁體之間是在非接觸狀態(tài)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩者處在真空狀態(tài)，所以，即使在長(zhǎng)時(shí)間高速旋轉(zhuǎn)時(shí)也不會(huì)改變周邊的溫度；而外磁體和內(nèi)磁體處在循環(huán)的冷卻氣體所包覆的氛圍內(nèi)，與真空狀態(tài)一樣也不會(huì)改變其周邊的溫度。

在外磁體的與內(nèi)磁體相對(duì)的面上設(shè)置有向內(nèi)凹陷的外磁凹部或向外凸起的外磁凸部，在內(nèi)磁體上設(shè)置有與外磁體上的外磁凹部或外磁凸部的位置和形狀相對(duì)的內(nèi)磁凸部或內(nèi)磁凹部。外磁體和內(nèi)磁體之間采用該種結(jié)構(gòu)可使兩者均能受到徑向和軸向兩個(gè)方向的排斥力，使該軸承可以有效地克服轉(zhuǎn)動(dòng)軸對(duì)其施加的軸向和徑向偏心力。

所述外磁體是由橫截面為矩形的第一外環(huán)磁體和橫截面為L(zhǎng)形的第二外環(huán)磁體構(gòu)成，且使第一外環(huán)磁體和第二外環(huán)磁體對(duì)接后的中部區(qū)域能形成橫截面為矩形的外磁凹部。

所述內(nèi)磁體是由橫截面為矩形的第一內(nèi)環(huán)磁體和橫截面為L(zhǎng)形的第二內(nèi)環(huán)磁體構(gòu)成，且使第一內(nèi)環(huán)磁體和第二內(nèi)環(huán)磁體對(duì)接后的中部區(qū)域能形成橫截面為矩形的內(nèi)磁凹部。

所述第一外環(huán)磁體和第二外環(huán)磁體拼接后形成的與內(nèi)磁體相對(duì)的面上還設(shè)置有矩形或梯形的外磁凹部，第一內(nèi)環(huán)磁體和第二內(nèi)環(huán)磁體拼接后所形成的面上設(shè)置有能延伸至外磁凹部?jī)?nèi)且形狀與其相近似的內(nèi)磁凸部。

所述外磁體與隔磁板之間設(shè)置有連接件。

本發(fā)明所提出的磁懸浮軸承因采用了真空或氣體降溫的方式來(lái)解決軸承在長(zhǎng)時(shí)間高速旋轉(zhuǎn)使外磁體和內(nèi)磁體溫度因升高而退磁的問(wèn)題，而抽真空或氣體降溫并不會(huì)提高多少制作和運(yùn)行成本；另外，外磁體和內(nèi)磁體之間采用的凹凸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠保證兩者之間軸向和徑向穩(wěn)定，即便其所支撐的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在受到軸向或徑向的偏心力時(shí)，因磁排斥力的作用也不會(huì)影響該磁懸浮軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。