[發(fā)明專利]一種磁懸浮軸承保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610852675.8
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106369051B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓邦成;黃梓嫄;鄭世強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04;F16C41/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學(xué)明,顧煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁懸浮石墨保護軸承，是磁懸浮轉(zhuǎn)子在高速下跌落后對徑向和軸向磁軸承提供保護的裝置。

背景技術(shù)

磁軸承支承轉(zhuǎn)子由于具有轉(zhuǎn)速高、振動小、無機械接觸、噪音小和無需潤滑優(yōu)點，近年來為機械裝備領(lǐng)域注入了新的活力，被廣泛地應(yīng)用于電機、分子泵、壓縮機和鼓風機等設(shè)備中。為了提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，電磁軸承支承轉(zhuǎn)子需考慮磁軸承突然斷電和過載的意外情況，因此必須給磁軸承系統(tǒng)提供輔助保護軸承，以保護轉(zhuǎn)子在高速跌落下安全停機和磁軸承定子部分免遭碰摩。

現(xiàn)有保護軸承大多采用角接觸球軸承，磁懸浮轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速一般遠高于滾珠軸承的極限轉(zhuǎn)速，而且滾珠抗沖擊和耐高溫能力差，轉(zhuǎn)子失穩(wěn)將導(dǎo)致滾珠自焊、保護軸承燒壞等現(xiàn)象發(fā)生，甚至損壞機械設(shè)備嚴重事故。磁軸承的保護間隙一般約0.2mm大小，而普通滾珠軸承的游隙通常較大，導(dǎo)致滾珠軸承內(nèi)圈中的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子外表面形成的保護間隙無法精確保證。大的軸承游隙使得轉(zhuǎn)子在失穩(wěn)時保護間隙超過磁軸承的磁間隙，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與磁軸承內(nèi)表面發(fā)生碰摩事故。故現(xiàn)有的角接觸球軸承無法為高轉(zhuǎn)速下的磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)提供安全保護，需對現(xiàn)有技術(shù)進行改進解決技術(shù)不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用石墨材料制成的自潤滑保護軸承，可滿足磁懸浮軸承對高轉(zhuǎn)速的需求。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種磁懸浮軸承保護裝置，主要包括端蓋、軸承壓蓋、轉(zhuǎn)軸、徑向保護軸承、軸向保護軸承、和彈性阻尼器組成。其中，端蓋通過螺釘固定在機座上；彈性阻尼器外部與軸承基座配合，內(nèi)部與石墨軸承外表面配合；石墨軸承組為兩個徑向保護軸承和一個軸向保護軸承，徑向軸承通過外表面與彈性阻尼器配合固定，內(nèi)徑與轉(zhuǎn)軸外徑形成所需的徑向保護間隙。軸向軸承為了裝配工藝需對其切割為兩個半圓環(huán)，通過凸臺與轉(zhuǎn)軸凹槽形成所需的軸向保護間隙，并通過軸承壓蓋來固定。

所述石墨材料的選用耐高溫、抗沖擊的M205H材料。

所述彈性阻尼器是一個徑向波紋狀彈簧片，這里彈簧片凸起的波紋高度小于徑向保護間隙。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明由于采用自潤滑石墨環(huán)作為保護軸承，能夠承載較大的轉(zhuǎn)子跌落沖擊力和高轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子的安全停車。

2、本發(fā)明由于采用波紋狀彈簧片作為轉(zhuǎn)子跌落時的緩沖吸能元件，用其支承石墨環(huán)。可大大緩解高速下轉(zhuǎn)子的沖擊力，吸收轉(zhuǎn)子能量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝容易、加工制造工藝成熟，可廣泛地應(yīng)用于高速磁懸浮電機、機床電主軸、分子泵等磁軸承支承設(shè)備中。

附圖說明

圖1為新型磁懸浮轉(zhuǎn)子保護軸承結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為軸承壓蓋后視圖；

圖3為徑向保護軸承；

圖4為軸向保護軸承。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明是一種磁懸浮軸承保護裝置，其主要由端蓋1、軸承壓蓋2、轉(zhuǎn)軸3、徑向保護軸承4、軸向保護軸承5、和彈性阻尼器6組成。石墨軸承組為一個徑向保護軸承4和一個軸向保護軸承5，選用抗沖擊、耐高溫性能較好的M205H材料。端蓋1通過螺釘固定在機座上；彈性阻尼器6為一波紋狀彈簧片，外表面與端蓋1配合，內(nèi)部與徑向保護軸承4外表面配合，要求徑向高度小于保護間隙；徑向保護軸承4內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸3外徑形成所需的徑向保護間隙。圖3中徑向保護軸承4緊貼與圖4中軸向保護軸承5，圖2中軸承壓蓋2設(shè)有凹槽，內(nèi)徑需大于徑向保護軸承4的內(nèi)徑，確保轉(zhuǎn)子在失穩(wěn)時由石墨保護軸承4的內(nèi)圈提供轉(zhuǎn)子滑動。軸承壓蓋2凹槽與軸向保護軸承5凸臺相連接，上端與端蓋1通過八個螺紋連接。圖4中軸向保護軸承5設(shè)有凸臺，為了裝配工藝需對其切割為兩個半圓環(huán)，右端凸臺與軸承壓蓋2的凹槽配合，下端凸臺與轉(zhuǎn)子3凹槽形成軸向保護間隙，可通過研磨軸向保護軸承5的左端面，保證軸向左、右兩邊的保護間隙大小一致。通過軸承壓蓋2中的螺紋與端蓋1的連接實現(xiàn)對徑向保護軸承4和軸向保護軸承5的軸向壓緊，保證徑向保護軸承4和軸向保護軸承5配合面處的平行度，保證圖2中的軸承壓蓋2的凹槽與軸向保護軸承5的凸臺同心。本發(fā)明中石墨選用耐高溫、抗沖擊、耐磨損性能良好的M205H材料。