[發(fā)明專利]一種具有拼裝永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的重型永磁吸力軸承

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210175341.3
• 申請(qǐng)日: 2012-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN102705367A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴興建;李勝忠;秦曉峰;張玉甫;雷小紅;范軍;田中;張東濤;陳剛;李志明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中國(guó)石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井三公司
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱印康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁懸浮軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有拼裝永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的重型永磁吸力軸承。

背景技術(shù)

工業(yè)中存在許多立式軸系的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，比如離心機(jī)、分子泵、飛輪儲(chǔ)能電源機(jī)組等。為實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)支承、減少軸承損耗和提高軸承壽命，廣泛采用磁懸浮軸承。磁懸浮軸承主要包括永磁懸浮軸承、電磁懸浮軸承和混合磁懸浮軸承等。

永磁懸浮軸承一般采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，由靜環(huán)和動(dòng)環(huán)組成，兩環(huán)的中心軸線重合并與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子軸線重合，兩環(huán)之間存在一定軸向間隙，靜環(huán)通過結(jié)構(gòu)件固定安裝在機(jī)器殼體上，動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)子同軸固接連接，永磁懸浮軸承工作時(shí)，動(dòng)環(huán)隨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)之間的磁吸力或排斥力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的軸向懸浮，永磁懸浮軸承的吸力或排斥力不穩(wěn)定，永磁懸浮軸承一般配合機(jī)械定位軸承和電磁主動(dòng)控制軸承使用。永磁懸浮軸承分為永磁吸力軸承和永磁斥力軸承，永磁吸力軸承與滾動(dòng)軸承構(gòu)成混合支承軸系，轉(zhuǎn)子的軸的兩端分別通過均為滾動(dòng)軸承的機(jī)械定位軸承與機(jī)器殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，機(jī)械軸承的軸向和徑向限位功能保證靜環(huán)與包括動(dòng)環(huán)、轉(zhuǎn)子和軸等旋轉(zhuǎn)部件的軸向與徑向間隙。永磁機(jī)械混合支承一般要求永磁靜環(huán)組件和動(dòng)環(huán)之間的永磁吸力為轉(zhuǎn)子重量的90～95%。

永磁吸力軸承是一種被動(dòng)磁軸承，不消耗能量，在高速離心機(jī)、分子泵、飛輪軸系懸浮中承擔(dān)大部分軸系的重量，實(shí)現(xiàn)軸系的微損耗、長(zhǎng)壽命支承。通常環(huán)形永磁吸力軸承的承載力有限，不超過1000N。永磁吸力軸承承載力受限于永磁環(huán)的尺寸，永磁吸力軸承的旋轉(zhuǎn)速度受限于導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)的強(qiáng)度破壞。目前國(guó)內(nèi)受充磁機(jī)規(guī)格限制，磁環(huán)外徑很難大于120mm，因此現(xiàn)有技術(shù)的永磁吸力軸承不能用于重型機(jī)械。為了將永磁吸力軸承用于重型機(jī)械，尤其轉(zhuǎn)子軸的直徑為60mm或60mm以上的重型高速旋轉(zhuǎn)軸系，必須改進(jìn)永磁吸力軸承的永磁靜環(huán)組件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)所述的將永磁吸力軸承用于重型機(jī)械，尤其轉(zhuǎn)子軸的直徑為60mm或60mm以上的重型高速旋轉(zhuǎn)軸系的問題，提供一種具有拼裝永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的重型永磁吸力軸承。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

具有拼裝永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的重型永磁吸力軸承由永磁靜環(huán)組件1和導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)2組成，導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)2與豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)子4上部的軸同軸固接，轉(zhuǎn)子4的軸的上下兩端分別通過均為滾動(dòng)軸承的上軸承3和下軸承5與機(jī)器殼體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，永磁靜環(huán)組件1在導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)2之上固定在機(jī)器殼體上，永磁靜環(huán)組件1與導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)2同軸并套在轉(zhuǎn)子4上部的軸上，永磁靜環(huán)組件1的內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子4上部的軸之間有徑向間隙，永磁靜環(huán)組件1與導(dǎo)磁動(dòng)環(huán)2有軸向間隙，其特征在于，所述永磁靜環(huán)組件1由導(dǎo)磁靜環(huán)101、固定螺釘102和永磁拼裝環(huán)組件103組成，所述永磁拼裝環(huán)組件103由隔離環(huán)套1031、拼裝永磁環(huán)1032和穩(wěn)定薄鋼盤1033組成，隔離環(huán)套1031為由側(cè)壁和底環(huán)構(gòu)成的一體圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，底環(huán)的寬度為5～10mm，底環(huán)的厚度為1～2mm，在側(cè)壁的外側(cè)等間隔水平固接12個(gè)磁環(huán)組件鎖緊環(huán)1034，磁環(huán)組件鎖緊環(huán)1034的內(nèi)圓為螺紋結(jié)構(gòu)，拼裝永磁環(huán)1032為由4～8塊相同的扇形永磁體1035拼裝成的圓形磁環(huán)，圓環(huán)形的穩(wěn)定薄鋼盤1033的內(nèi)徑和外徑分別與拼裝永磁環(huán)1032的內(nèi)徑和外徑相同，拼裝永磁環(huán)1032同軸吸附在穩(wěn)定薄鋼盤1033的下表面上，拼裝永磁環(huán)1032和穩(wěn)定薄鋼盤1033的外徑與隔離環(huán)套1031的側(cè)壁的內(nèi)徑松配合，拼裝永磁環(huán)1032和穩(wěn)定薄鋼盤1033鑲嵌在隔離環(huán)套1031內(nèi)，穩(wěn)定薄鋼盤1033的上表面和隔離環(huán)套1031的上沿在同一平面內(nèi)；

所述導(dǎo)磁靜環(huán)101為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁靜環(huán)101的軸向截面為L(zhǎng)型，中心孔為穿過轉(zhuǎn)子4上部的軸的軸孔，其直徑比軸大2～10毫米，導(dǎo)磁靜環(huán)101下部為導(dǎo)磁環(huán)突緣，導(dǎo)磁環(huán)突緣內(nèi)的圓形區(qū)域?yàn)橛来牌囱b環(huán)組件安裝處，在與隔離環(huán)套1031上12個(gè)磁環(huán)組件鎖緊環(huán)1034的中心所在圓周相同半徑的圓周上等間隔分布12個(gè)磁環(huán)固定孔1011，在磁環(huán)固定孔1011與軸孔之間的圓周上等間隔分布6個(gè)磁環(huán)安裝螺紋孔1012，所述磁環(huán)固定孔1011和磁環(huán)安裝螺紋孔1012均透孔；