[發明專利]工業應用型徑向永磁懸浮軸承

無效

• 申請號: 201210464851.2
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN102943811A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張鋼;張堅;李明彥;孫昌;支漢立;孟慶濤;張海龍;姜笑穎
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種徑向永磁懸浮軸承，特別是一種能普遍適用于大規模工業應用的徑向永磁懸浮軸承。

背景技術

磁懸浮軸承又簡稱為磁力軸承，是利用定子和轉子之間的磁力作用將轉子懸浮于空間，使轉子和定子之間沒有機械接觸的一種新型高性能軸承。由于轉、定子之間不存在機械上的接觸，所以磁懸浮軸承的轉子可達到很高的運轉轉速，并且具有機械磨損小、能耗低、壽命長、無需潤滑、無污染等優點，特別適合高速、真空和超潔凈等特殊的應用場合。

磁懸浮軸承根據工作原理或磁力產生方式一般可以分為三類：主動磁懸浮軸承(Active?Magnetic?Bearing，簡稱AMB)，被動磁懸浮軸承(Passive?Magnetic?Bearing，簡稱PMB)，混合磁懸浮軸承(Hybrid?Magnetic?Bearing，簡稱HMB)。被動磁懸浮軸承又可分為：永磁懸浮軸承、超導磁懸浮軸承、抗磁體磁懸浮軸承、電動力磁懸浮軸承。其中，永磁懸浮軸承(簡稱永磁軸承)是利用永磁體之間的作用力來實現物體在部分自由度上的穩定懸浮。

時至今日，永磁懸浮依然面臨著難以解決的技術難題。1842年，英國物理學家Earnshaw指出：一個相互作用力服從與距離平方成反比規律的體系不可能實現三維空間的穩定平衡。這一結論被十九世紀的偉大物理學家Maxwell做過引述和論證，隨后Brown進行了推論，歷經三個世紀發展成為Earnshaw定理：永磁懸浮軸承不可能在空間所有自由度上實現全永磁懸浮。因此想要得到穩定的平衡懸浮體系，至少要在一個自由度上引入主動外力(如電磁力、機械力)輔助支承進行補償。

目前，永磁懸浮軸承尚處于實驗研究階段，由于磁鐵不同極性接觸時吸力很大，且沒有專業化工廠制造生產，因此在自行組裝和安裝時將遭遇到很多困難和不便，不能在工業上得到大規模應用。若能研制一種能像滾動軸承那樣能夠標準化、系列化生產的永磁軸承，那么它一定能象滾動軸承那樣在工業應用領域中得到大規模應用，同時也能促進永磁懸浮軸承事業的進一步發展。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷提供一種工業應用型徑向永磁懸浮軸承，它運用永磁鐵具有“同性相斥、異性相吸”的原理使轉軸在徑向上穩定懸浮，在軸向上依賴輔助軸承進行輔助定位，利用陶瓷球組件作為保持架來使轉軸保持軸向定位，相當于滾動軸承的保持架，使內外兩磁環組間恰好正中相套，沒有軸向偏移，兩者之間徑向上有一定的氣隙，沒有任何摩擦，完全依靠磁環組之間的斥力來達到徑向力的平衡，從而在徑向上保持穩定懸浮，大大提升轉軸的轉速并且經久耐用，可以有效減少能量的損耗，達到節能的目的。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種工業應用型徑向永磁懸浮軸承，包括磁內圈、磁外圈和陶瓷球組件保持架，其特征在于：所述磁內圈由一個內軸圈、若干(例如四)個緊套在內軸圈上的動永磁環組和在兩端壓緊動永磁環的兩個內螺紋緊固蓋組成；所述磁外圈由一個外軸圈、四個緊套在外軸圈內的靜永磁環組、在兩端壓緊靜永磁環組的兩個外端蓋和將外端蓋、外軸圈、靜永磁環組固緊為一體成磁外圈的若干(例如十六)個內六角圓柱頭螺釘和彈簧墊片組成；所述磁內圈和磁外圈由兩端的內螺紋緊固蓋和外端蓋之間的兩個陶瓷球組件相互輔助定位，構成陶瓷球組件保持架，實現工業應用型徑向永磁懸浮軸承的功能。

上述的工業應用型徑向永磁懸浮軸承在徑向上由靜永磁環組和動永磁環組之間的斥力來達到穩定懸浮。磁環所用材料為釹鐵硼，均采用軸向充磁，由磁環加工廠家定制。

上述的工業應用型徑向永磁懸浮軸承，磁內圈的內徑相當于滾動軸承的內圈內徑，磁外圈的外徑相當于滾動軸承的外圈外徑，寬度相當于滾動軸承的寬度，結構簡單，適合軸承專業廠家標準化、系列化生產。

本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的突出特點和顯著優點：本工業應用型徑向永磁懸浮軸承結構簡單可靠，減少了目前永磁軸承散件自行組裝帶來的不便，具有使用方便、摩擦力小、節能等優點，可以參照傳統滾動軸承的尺寸來進行標準化、系列化生產，用戶主機廠家的工程技術人員只需知道磁內圈內徑d、磁外圈外徑D和軸承寬度B(b)等軸承規格尺寸，就能像滾動軸承那樣方便地將其設計到主機中進行使用，滿足工業應用的要求。附圖說明?

圖1是本發明一個實施例的總體結構示意圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例結合附圖說明如下：

實施例一：