[實用新型]一種磁懸浮軸承徑向保護結構

有效

• 申請號: 201821807005.5
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN209262072U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 謝振宇;吳炎;陳李成;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保護結構，包含碳化硅陶瓷軸套、滾動軸承和滾動軸承座；滾動軸承的外圈和滾動軸承座固連，滾動軸承座和磁懸浮軸承座固連；碳化硅陶瓷軸套的外壁和滾動軸承內圈的內壁固連，碳化硅陶瓷軸套的內壁上由兩端朝中間分別開有若干槽寬相同且一一對稱的螺旋槽；碳化硅陶瓷軸套套在主軸外、和主軸偏心設置，兩者之間上部的間隙大于下部的間隙；磁懸浮軸承定子的內圈和其轉子外圈的半徑之差大于碳化硅陶瓷軸套的內壁和主軸的半徑之差。本實用新型在正常運行時能夠產生垂直向上的支承力并且和徑向磁懸浮軸承共同支承轉子，在徑向磁懸浮軸承失效造成轉子沿徑向跌落瞬間能夠有效減輕轉子沿徑向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存在氣隙，但該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、高速銑削等。

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保護結構，所述磁懸浮軸承包含磁懸浮軸承座、和磁懸浮軸承座固連的定子、纏繞在定子上的線圈、以及用于固定在主軸上的轉子；所述磁懸浮軸承徑向保護結構包含碳化硅陶瓷軸套、滾動軸承和滾動軸承座；

所述滾動軸承的外圈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；

所述碳化硅陶瓷軸套的外壁和所述滾動軸承內圈的內壁固連，碳化硅陶瓷軸套的內壁上由兩端朝中間分別開有若干槽寬相同且一一對稱的螺旋槽；

所述碳化硅陶瓷軸套套在所述主軸外、和所述主軸偏心設置，且碳化硅陶瓷軸套內壁頂部和主軸頂部的距離大于碳化硅陶瓷軸套內壁底部和主軸底部的距離；

令磁懸浮軸承定子的內圈半徑和其轉子外圈的半徑之差為D，則碳化硅陶瓷軸套的內壁半徑和主軸的半徑之差小于D；