[發(fā)明專利]大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910036234.0
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN102042314A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卓向東
• 申請（專利權(quán)）人: 卓向東
• 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

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大徑向間距的強力徑向磁懸浮軸承，該徑向磁懸浮軸承是利用多個軸向充磁大磁環(huán)同極相對排列，使其同極磁場相互干擾，產(chǎn)生多個大環(huán)形高密度干擾波；用同等數(shù)量的小磁環(huán)，同極相對排列，產(chǎn)生多個小環(huán)形高密度干擾波；其中大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的單側(cè)徑向間隙大于2毫米；把大磁環(huán)干擾波套在同極小磁環(huán)干擾波的外側(cè)，就能夠?qū)崿F(xiàn)大磁環(huán)組對小磁環(huán)組的強力徑向懸浮。屬于磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在多年以前，國外一些搞永磁磁懸浮軸承的研究人員曾經(jīng)寫過一本書，書里面介紹了一種類似的徑向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)，但是其中的結(jié)論是永磁材料不能實現(xiàn)磁懸浮軸承，更不能實現(xiàn)具有工業(yè)應(yīng)用價值的高徑向力磁懸浮。根據(jù)那本書上的圖像顯示，其設(shè)計中的大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的間隙應(yīng)該與電機轉(zhuǎn)子、定子之間的間隙接近，也就是在一個毫米以下。國內(nèi)的一些磁懸浮軸承專家均認為永磁材料不能實現(xiàn)高徑向力磁懸浮，并且在我們之前也沒有產(chǎn)品生產(chǎn)出來，第三屆磁懸浮軸承會議上也未見有任何相關(guān)報道。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因就是，這位國外專家試驗不全面，他是按照永磁電機轉(zhuǎn)子和定子間隙思路進行試驗的，所以在書中的圖中，顯示的磁環(huán)徑向間隙非常小，但是永磁干擾波在這個區(qū)域內(nèi)的變化不明顯，就會導(dǎo)致中間磁環(huán)在偏向其中一側(cè)之后，靠近的一側(cè)磁場增加不明顯，遠離一側(cè)的衰減不明顯。結(jié)果就導(dǎo)致懸浮環(huán)復(fù)位困難。給人的感覺就是徑向懸浮力弱，沒有工業(yè)應(yīng)用價值。而且在以后的很長時間內(nèi)，很多人又重復(fù)了這個錯誤的試驗，結(jié)果就是沒有強力永磁徑向磁懸浮軸承產(chǎn)品生產(chǎn)出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的原理是利用多個軸向充磁大磁環(huán)同極相對排列，使其同極磁場相互干擾，產(chǎn)生多個大環(huán)形高密度干擾波；用同等數(shù)量的小磁環(huán)，同極相對排列，產(chǎn)生多個小環(huán)形高密度干擾波；把大磁環(huán)干擾波套在同極小磁環(huán)干擾波的外側(cè)；大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的單側(cè)徑向間隙應(yīng)該大于2毫米。這里不同體積不同直徑的磁環(huán)之間的最佳徑向間隙各不相同。目前還不能用數(shù)學公式推算。

由于這種永磁干擾波存在一種非常特殊的衰減波峰，而且用霍爾線圈測量不出來，用鐵粉也顯示不出來，所以當?shù)聡嗽谧隽诵较蜷g隙試驗之后，顯示不出有效徑向懸浮力。就否定了永磁材料用于徑向懸浮的可能性。就是各高校把目標放在電磁懸浮方面的原因。

實際上在加大了大磁環(huán)組與小磁環(huán)組之間的徑向間距之后，徑向懸浮力就顯示出來了，也就是說當懸浮環(huán)偏向一邊之后，靠近的一側(cè)磁場強度劇烈增加，遠離的一側(cè)磁場強度劇烈減少。這樣懸浮環(huán)的徑向偏移就能夠被迅速的恢復(fù)。就能夠顯示出極高的徑向懸浮力，而且體積遠遠小于主動電磁懸浮軸承。

永磁徑向懸浮結(jié)構(gòu)是一種擠壓式懸浮結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)就要求永磁波具有足夠的密度和衰減度。當大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的徑向距離合理時，在懸浮環(huán)出現(xiàn)徑向偏移之后，靠近一側(cè)的永磁擠壓力要遠遠大于遠離一側(cè)的永磁擠壓力，這樣懸浮環(huán)才能迅速回到中心。如果大磁環(huán)與小磁環(huán)之間的徑向距離小于1毫米，靠近一側(cè)的永磁擠壓力比遠離一側(cè)的永磁擠壓力增大的不明顯，就不能產(chǎn)生足夠的徑向懸浮力。

造成上述兩種現(xiàn)象的原因可能與這種干擾波的結(jié)構(gòu)有關(guān)。我們一般認識的永磁波是磁力線，這種磁力線是通過鐵粉被磁化來顯示出來的。但是這種永磁波在相互干擾之后，其波的結(jié)構(gòu)就發(fā)生了巨大的變化，主要體現(xiàn)在密度發(fā)生的劇烈變化。不是直線函數(shù)變化，不存在等距離逐漸衰減的情況。但是存在一個劇烈衰減區(qū)域。如果不了解干擾波的劇烈衰減區(qū)域，就生產(chǎn)不出強力徑向磁懸浮軸承產(chǎn)品。

總結(jié)上述試驗，能夠得出以下結(jié)論；用磁環(huán)互套機械結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生兩種情況，在徑向間距低于2毫米以下，會產(chǎn)生低徑向懸浮力，沒有工業(yè)應(yīng)用價值；在單側(cè)徑向間距達到2毫米以上，可以產(chǎn)生高徑向懸浮力，有工業(yè)應(yīng)用價值。

我們的試驗與國外那本書上的不同還在于，平行磁環(huán)之間如果沒有間隙，磁環(huán)會比較快的退磁，這種設(shè)計就沒有用。當磁環(huán)之間存在間隙之后，這種退磁現(xiàn)象就消失了。這種設(shè)計就能夠成為合格產(chǎn)品。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基礎(chǔ)徑向磁懸浮軸承的徑向剖面構(gòu)造圖。

圖2是本發(fā)明的磁環(huán)之間有介質(zhì)、有空隙、并且有軸向懸浮力的磁懸浮軸承的徑向剖面構(gòu)造圖。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。