[發明專利]一種永磁懸浮軸承和永磁懸浮軸承組件

有效

• 申請號: 200910210408.0
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102052402A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 張平;關家樹
• 申請（專利權）人: 張平;關家樹
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種永磁懸浮軸承和永磁懸浮軸承組件。

背景技術

現有的磁懸浮軸承通常包括兩種，一種是永磁體磁力軸承，另一種是電磁磁力軸承。

由于電磁磁力軸承需要一整套檢測、控制系統，因而電磁磁力軸承的結構較為復雜且成本相對較高，通常適用于大中型設備中。

而當前的永磁懸浮軸承為了獲得軸向的穩定性和徑向的穩定性，也通常需要設置較為復雜的磁極排列，例如通常需要寶石頂針的支撐，從而造成這種永磁懸浮軸承的結構較為復雜，且制造的難度相對較大。

因而，需要一種利用相對較為簡單的結構就能夠實現軸向穩定性和徑向穩定性的永磁懸浮軸承。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統的永磁懸浮軸承中結構相對復雜的缺陷，而提供一種結構更為簡單的永磁懸浮軸承。

根據本發明的一個方面，提供了一種永磁懸浮軸承，其中該永磁懸浮軸承包括：內圈，該內圈為永磁體；外圈，所述內圈套在該外圈內，所述內圈的厚度小于所述外圈的厚度，所述內圈的外徑小于所述外圈的內徑，該外圈由非導磁性材料制成；第一徑向永磁體，該第一徑向永磁體嵌入所述外圈中，該第一徑向永磁體與所述內圈之間磁力相吸；多個軸向永磁體，至少一個軸向永磁體固定在所述外圈沿軸向方向的第一端的端面上，至少一個軸向永磁體固定在所述外圈沿軸向方向的第二端的端面上，所述內圈受位于第一端端面上的軸向永磁體的斥力與位于第二端端面上的軸向永磁體的斥力在軸向方向上的合力為零。

根據本發明的另一方面，還提供了一種永磁懸浮軸承組件，該永磁懸浮軸承組件包括圓盤形的殼體以及一個上述永磁懸浮軸承，所述一個永磁懸浮軸承位于該殼體內，該殼體具有沿所述永磁懸浮軸承的中心軸線貫穿該殼體的壁的孔，該孔的直徑不小于所述軸向永磁體的內圓周表面所在的圓柱形表面的直徑。

根據本發明的再一方面，還提供了一種永磁懸浮軸承組件，該永磁懸浮軸承組件包括至少兩個本發明所提供的上述永磁懸浮軸承，各個永磁懸浮軸承相同且各個永磁懸浮軸承的外圈具有相同的中心軸線，其中，任意兩個相鄰的永磁懸浮軸承共用該兩個相鄰的永磁懸浮軸承的內圈之間的軸向永磁體。

按照本發明所提供的永磁懸浮軸承和永磁懸浮軸承組件，永磁體的內圈受到徑向永磁體的吸力作用，由于徑向永磁體嵌入外圈中，因而該吸力作用的方向為沿外圈的徑向方向。同時，在軸向方向上，位于第一端的端面上的軸向永磁體對內圈的斥力與位于第二端端面上的軸向永磁體對內圈的斥力合力為零，因而能夠保持內圈在軸向方向上總是處于穩定狀態。

因此，在非承載時，本發明所提供的永磁懸浮軸承中，內圈受到第一徑向永磁體的吸引而處于外圈中的偏心位置，但在軸向方向上位于外圈的兩個端面之間的穩定位置。當承載時，作用到內圈上的負載與第一徑向永磁體和內圈之間的磁性吸力相抵消，從而使內圈處于外圈的中心位置或靠近該中心位置的位置，從而使內圈處于懸浮狀態。同時，在軸向方向上，內圈仍然處于穩定狀態。因而，在承載時能夠實現內圈的懸浮狀態，可以由內圈支撐旋轉軸做幾乎沒有摩擦的轉動。

通過以上描述可知，利用包括外圈、永磁體的內圈、第一徑向永磁體和軸向永磁體的簡單結構，就能夠實現本發明的永磁懸浮軸承以及永磁懸浮軸承組件。

附圖說明

圖1為根據本發明一種實施方式的永磁懸浮軸承的分解示意圖；

圖2為圖1中永磁懸浮軸承的軸向截面圖；

圖3為圖1中永磁懸浮軸承的外圈的中心橫截面的示意圖；

圖4為圖1中永磁懸浮軸承中第一徑向永磁體的立體圖；

圖5為圖4中第一徑向永磁體的沿外圈的軸向的投影圖；

圖6為永磁懸浮軸承軸向方向的正投影視圖，其中，將外圈2的部分剖開以表示第一徑向永磁體在外圈上與軸向永磁體在外圈上的相對位置關系；

圖7為表示圖1中永磁懸浮軸承的各個磁極的分布的示意圖；和

圖8為表示本發明的永磁懸浮軸承組件的一種實施方式中各個磁極的分布示意圖。

具體實施方式

下面參考附圖對本發明的具體實施方式進行詳細地描述。

如圖1和圖2所示，本發明所提供的永磁懸浮軸承包括：

內圈1，該內圈1為永磁體；

外圈2，所述內圈1套在所述外圈2內，所述內圈1沿所述外圈2軸向方向的厚度小于所述外圈2沿軸向方向的厚度，所述內圈1的外徑小于所述外圈2的內徑，該外圈2可以由非導磁材料制成；

第一徑向永磁體3，該第一徑向永磁體3嵌入所述外圈2中，該第一徑向永磁體3與所述內圈1之間磁力相吸；