[發明專利]三維平衡磁力軸承

無效

• 申請號: 200910020019.1
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101504034A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 王光順
• 申請（專利權）人: 王光順
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種軸承，尤其是一種三維平衡磁力軸承。

背景技術

軸承是通過內套與外套之間的相對旋轉達到支撐旋轉軸的目的，普通的軸承是在內套與外套之間設置滾針、鋼球等摩擦小的機構降低內套與外套之間的摩擦系數，提高機件的運轉效率。這種以滾動摩擦代替滑動摩擦的軸承雖然可以大幅度降低摩擦力，但對于高速電機和特殊的應用場合，這種滾動摩擦力依然非常明顯。為了進一步降低摩擦，磁力軸承應運而生。磁力軸承是在內套與外套之間設置磁環，利用磁力同性相斥的原理使內套與外套相互排斥，在內套與外套之間保持一定的空隙。這樣，內套與外套之間只有磁場分布，無任何直接接觸的部分，其摩擦力幾乎為零。在減低摩擦力的同時，這種磁力軸承也存在一定的缺陷，限制其廣泛的推廣應用：內套與外套之間缺乏軸向的定位，一個很小的軸向力就可以使內套與外套發生軸向偏移，與殼體發生碰撞，輕則增加摩擦力，重則影響軸承的使用壽命。為了達到軸向平衡，有些磁力軸承采用附加有源可控磁力裝置，使磁力軸承的結構變得非常復雜，影響了工業化生產效率，生產成本大幅度提高，產品的故障率也高。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、具有軸向定位能力、不易發生軸向偏移的三維平衡磁力軸承。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的三維平衡磁力軸承，包括鏡像對稱設置在同一軸線上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼中，磁力組件包括套裝在一起的內套和外套，內套和外套均為圓柱體的管狀結構，在內套的外壁上固定套裝有內套磁環，在外套的內壁上固定安裝有外套磁環，內套磁環和外套磁環的磁場均為徑向分布，并且外套磁環內側的磁極與內套磁環外側的磁極極性相同，其特征在于：每一磁力組件中的至少兩個外套磁環以及與之數量相等的內套磁環均為軸向分布，在由一個外套磁環和一個內套磁環構成的磁力對中，至少有一個磁力對中的外套磁環和一個內套磁環在軸向位置上相互錯位。

所述外套磁環為不等寬磁環，即外套磁環一個端面與其軸線垂直，另一端面與軸線不垂直。

在兩外套磁環之間的外套內壁上固定安裝有外防撞環，外防撞環的內徑小于外套磁環的內徑；在兩內套磁環之間的內套外壁上固定安裝有內防撞環，內防撞環的外徑大于內套磁環的外徑。

在磁力組件的兩端面設置有非導磁材料的擋板，擋板固定安裝在外套的兩端面上，擋板的中心帶有直徑大于內套的外徑的安裝孔，內套的端部位于該安裝孔中。

采用上述技術方案后，該三維平衡磁力軸承利用磁力同性相斥的原理在保持內套和外套之間的徑向間隙的同時，還能保持內套和外套軸向位置平衡，即使在外力作用下內套和外套軸向發生位移，也能在磁力作用下回位；同時，改進后的不等寬外套磁環提供了非均勻的磁場，能夠補償重力作用，使內套和外套的同心度更好。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的結構示意圖；

圖2是不等寬磁環的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的描述。

本發明所述的三維平衡磁力軸承，包括鏡像對稱設置在同一軸線上的磁力組件，各磁力組件均固定安裝在管狀的外殼5中，固定套裝在中軸6上，圖1實施例采用了兩套磁力組件。各磁力組件包括套裝在一起的內套1和外套2，內套1和外套2均為圓柱體的管狀結構，內套1固定套裝在中軸6上，外套2固定安裝在外殼5的內壁上，在外套2的兩端部還可以固定安裝不導磁材料制造的擋板10，擋板10的中心帶有直徑大于內套1的外徑的安裝孔，以便于內套1的端部從該安裝孔中伸出。在內套1的外壁上固定套裝有內套磁環3，在外套2的內壁上固定安裝有外套磁環4，內套磁環3和外套磁環4的磁場均為徑向分布，并且外套磁環4內側的磁極與內套磁環3外側的磁極極性相同，這樣可以利用磁力同性相斥的原理使外套磁環4與內套磁環3之間保持一定的自由活動間隙，中軸6與外殼5之間保持可旋轉的滑動。

如圖1所示，每一磁力組件中的至少兩個外套磁環4以及與之數量相等的內套磁環3均為軸向分布，在由一個外套磁環4和一個內套磁環3構成的磁力對中，至少有一個磁力對中的外套磁環4和一個內套磁環3在軸向位置上相互錯位。圖1實施例中，位于鏡像對稱線內側的磁力對在徑向位置上對應，即該組磁力對中的外套磁環4和內套磁環3的磁場中心重合，位于鏡像對稱線外側的磁力對在軸向位置上錯位，即該組磁力對中的外套磁環4和內套磁環3的磁場中心在軸向位置上不重合；這樣，兩個鏡像對稱設置的磁力組件中最外側的內套磁環3對外套磁環4都有一個軸向推力，這兩個軸向推力大小相等、方向相反，起到軸向定位的作用。