[實用新型]一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護結構

有效

• 申請號: 201821806978.7
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN209278336U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 謝振宇;郝建勝;吳炎;黃佩珍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本實用新型公開了一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護結構，包含滾動軸承座、兩個滾動軸承、兩個碳化硅陶瓷軸套、兩個軸向保護擋板和徑向保護環；兩個滾動軸承并排設置，其外圈均和滾動軸承座固連，內圈分別和兩個碳化硅陶瓷軸套的外壁固連；兩個軸向保護擋板、徑向保護環均固定在主軸上，形成用于容納兩個碳化硅陶瓷軸套的凹槽；兩個碳化硅陶瓷軸套均設置在凹槽內、和主軸偏心設置，且兩個碳化硅陶瓷軸套在其定位軸肩和內壁上都均勻設有若干螺旋槽。本實用新型在正常運行時能夠產生徑向和軸向的支承力并且和磁懸浮軸承共同支承轉子，在磁懸浮軸承失效造成轉子沿徑向或軸向跌落瞬間能夠有效減輕轉子直接撞擊造成的破壞。

技術領域

本實用新型涉及高速旋轉機械領域，尤其涉及一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護結構。

背景技術

壓縮機、鼓風機、透平干燥機、大型節能水泵、高效節能熱泵、儲能飛輪、燃氣輪機、離心式中央空調機組等大型高速旋轉機械，在國民經濟各部門中有著廣泛應用，均是相關行業的核心關鍵設備，也是高耗能設備。

磁懸浮軸承是利用電磁力將轉子無機械接觸地懸浮起來的一種新型支承。與傳統軸承（滾動軸承和油滑動軸承）相比，磁懸浮軸承與轉子無機械接觸，使用壽命長，維護費用低，無需潤滑和密封，可長期用于高低溫等特殊環境中，被認為是支承技術的一次革命，是目前唯一投入實用的主動支承裝置。但是，磁懸浮軸承的一個明顯缺點是比承載力較小。換言之，在同樣承載力下，磁懸浮軸承的體積和重量較大，造成轉子重量和尺寸增加、系統動態性能下降。

當磁懸浮軸承失效時，轉子跌落會對磁懸浮軸承和轉子造成嚴重損壞。因此，在磁懸浮軸承轉子系統中，通常還應設置滾動軸承作為保護軸承（注：滾動軸承與轉子之間的氣隙小于磁懸浮軸承與轉子之間的氣隙），以承擔保護功能，避免轉子與磁懸浮軸承的碰撞。但是在系統正常運行時，這種保護軸承不起任何作用。

氣體軸承是利用氣膜支承負荷或減小摩擦的機械構件。與傳統軸承（滾動軸承和油滑動軸承）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。氣體軸承分為動壓氣體軸承和靜壓氣體軸承。動壓氣體軸承不需要外加氣源，只在流體動力作用下產生支承效應，具有結構簡單的優點，但對制造加工要求較高，而且在啟動和停止階段，與轉子存在直接接觸摩擦。

螺旋槽或人字槽（以下統稱螺旋槽）動壓氣體軸承是利用螺旋槽結構，通過螺旋泵送作用，產生支承效應的軸承。螺旋槽動壓氣體軸承以其承載力大（特別在高速下）、功耗低、高速穩定性好等特點，遠優越于其他類型的動壓氣體軸承，實用中列居榜首。

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、高速銑削的微米級加工。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護結構。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種磁懸浮軸承徑向和軸向保護結構，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子以及套在轉子外的定子，所述轉子、定子、主軸同軸且轉子外壁和定子內壁之間的距離為D；

所述徑向和軸向保護結構包含滾動軸承座、兩個滾動軸承、兩個碳化硅陶瓷軸套、兩個軸向保護擋板和一個徑向保護環；

所述兩個滾動軸承并排設置，其外圈均和所述滾動軸承座固連；所述滾動軸承座和所述磁懸浮軸承座固連；

所述兩個碳化硅陶瓷軸套的外壁和所述兩個滾動軸承的內圈一一對應過盈配合，且每個碳化硅陶瓷軸套距離另一個碳化硅陶瓷軸套較遠的一端均設有定位軸肩、以限制其相對對應的滾動軸承軸向移動；