[發(fā)明專利]一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811305371.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN109322917A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝振宇;郝建勝;吳炎;黃佩珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)，包含滾動(dòng)軸承座、兩個(gè)滾動(dòng)軸承、兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套、兩個(gè)軸向保護(hù)擋板和徑向保護(hù)環(huán)；兩個(gè)滾動(dòng)軸承并排設(shè)置，其外圈均和滾動(dòng)軸承座固連，內(nèi)圈分別和兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套的外壁固連；兩個(gè)軸向保護(hù)擋板、徑向保護(hù)環(huán)均固定在主軸上，形成用于容納兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套的凹槽；兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套均設(shè)置在凹槽內(nèi)、和主軸偏心設(shè)置，且兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套在其定位軸肩和內(nèi)壁上都均勻設(shè)有若干螺旋槽。本發(fā)明在正常運(yùn)行時(shí)能夠產(chǎn)生徑向和軸向的支承力并且和磁懸浮軸承共同支承轉(zhuǎn)子，在磁懸浮軸承失效造成轉(zhuǎn)子沿徑向或軸向跌落瞬間能夠有效減輕轉(zhuǎn)子直接撞擊造成的破壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平干燥機(jī)、大型節(jié)能水泵、高效節(jié)能熱泵、儲(chǔ)能飛輪、燃?xì)廨啓C(jī)、離心式中央空調(diào)機(jī)組等大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中有著廣泛應(yīng)用，均是相關(guān)行業(yè)的核心關(guān)鍵設(shè)備，也是高耗能設(shè)備。

磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子無機(jī)械接觸地懸浮起來的一種新型支承。與傳統(tǒng)軸承（滾動(dòng)軸承和油滑動(dòng)軸承）相比，磁懸浮軸承與轉(zhuǎn)子無機(jī)械接觸，使用壽命長，維護(hù)費(fèi)用低，無需潤滑和密封，可長期用于高低溫等特殊環(huán)境中，被認(rèn)為是支承技術(shù)的一次革命，是目前唯一投入實(shí)用的主動(dòng)支承裝置。但是，磁懸浮軸承的一個(gè)明顯缺點(diǎn)是比承載力較小。換言之，在同樣承載力下，磁懸浮軸承的體積和重量較大，造成轉(zhuǎn)子重量和尺寸增加、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能下降。

當(dāng)磁懸浮軸承失效時(shí)，轉(zhuǎn)子跌落會(huì)對(duì)磁懸浮軸承和轉(zhuǎn)子造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此，在磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，通常還應(yīng)設(shè)置滾動(dòng)軸承作為保護(hù)軸承（注：滾動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)子之間的氣隙小于磁懸浮軸承與轉(zhuǎn)子之間的氣隙），以承擔(dān)保護(hù)功能，避免轉(zhuǎn)子與磁懸浮軸承的碰撞。但是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這種保護(hù)軸承不起任何作用。

氣體軸承是利用氣膜支承負(fù)荷或減小摩擦的機(jī)械構(gòu)件。與傳統(tǒng)軸承（滾動(dòng)軸承和油滑動(dòng)軸承）相比，氣體軸承具有速度高、精密度高、摩擦損耗小、耐高低溫及原子輻射、無污染、壽命長等特點(diǎn)。氣體軸承分為動(dòng)壓氣體軸承和靜壓氣體軸承。動(dòng)壓氣體軸承不需要外加氣源，只在流體動(dòng)力作用下產(chǎn)生支承效應(yīng)，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)制造加工要求較高，而且在啟動(dòng)和停止階段，與轉(zhuǎn)子存在直接接觸摩擦。

螺旋槽或人字槽（以下統(tǒng)稱螺旋槽）動(dòng)壓氣體軸承是利用螺旋槽結(jié)構(gòu)，通過螺旋泵送作用，產(chǎn)生支承效應(yīng)的軸承。螺旋槽動(dòng)壓氣體軸承以其承載力大（特別在高速下）、功耗低、高速穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，遠(yuǎn)優(yōu)越于其他類型的動(dòng)壓氣體軸承，實(shí)用中列居榜首。

氣體軸承常用材料有鈦合金和軸承鋼，常用的加工方法有化學(xué)腐蝕加工法、仿形磨削法、離子濺射加工法、銑削法、磨料流加工、高速銑削的微米級(jí)加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)，所述磁懸浮軸承包含磁懸浮軸承座、徑向磁懸浮軸承組件和軸向磁懸浮軸承組件，其中，徑向磁懸浮軸承組件包含固定在主軸上的轉(zhuǎn)子以及套在轉(zhuǎn)子外的定子，所述轉(zhuǎn)子、定子、主軸同軸且轉(zhuǎn)子外壁和定子內(nèi)壁之間的距離為D；

所述徑向和軸向保護(hù)結(jié)構(gòu)包含滾動(dòng)軸承座、兩個(gè)滾動(dòng)軸承、兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套、兩個(gè)軸向保護(hù)擋板和一個(gè)徑向保護(hù)環(huán)；

所述兩個(gè)滾動(dòng)軸承并排設(shè)置，其外圈均和所述滾動(dòng)軸承座固連；所述滾動(dòng)軸承座和所述磁懸浮軸承座固連；

所述兩個(gè)碳化硅陶瓷軸套的外壁和所述兩個(gè)滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈一一對(duì)應(yīng)過盈配合，且每個(gè)碳化硅陶瓷軸套距離另一個(gè)碳化硅陶瓷軸套較遠(yuǎn)的一端均設(shè)有定位軸肩、以限制其相對(duì)對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)軸承軸向移動(dòng)；