[實(shí)用新型]一種永磁懸浮支撐的超高速直驅(qū)轉(zhuǎn)杯結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922345107.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN211398286U
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡佳;翁孟坤;張貝妮;劉健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢萬至達(dá)智能科技有限公司;深圳市萬至達(dá)電機(jī)制造有限公司
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04;H02K7/09;D01H4/08;D01H4/12
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42233
• 代理人: 宋業(yè)斌

本實(shí)用新型公開了一種永磁懸浮支撐的超高速直驅(qū)轉(zhuǎn)杯結(jié)構(gòu)，包括固定套、轉(zhuǎn)動(dòng)部件、永磁懸浮軸承部件和電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括軸桿及轉(zhuǎn)杯杯頭；永磁懸浮軸承部件包括徑向軸承和軸向推力軸承，徑向軸承包括內(nèi)永磁環(huán)和外永磁環(huán)，內(nèi)永磁環(huán)和外永磁環(huán)均采用徑向充磁，內(nèi)永磁環(huán)外壁的極性與外永磁環(huán)內(nèi)壁的極性相同，軸向推力軸承包括軸承殼、定永磁環(huán)、動(dòng)永磁環(huán)和保護(hù)套，電機(jī)包括電樞組件和轉(zhuǎn)子組件，電樞組件固定安裝在所述固定套上，轉(zhuǎn)子組件與所述軸桿固定連接。本實(shí)用新型采用了緊湊型的永磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)部件在同等質(zhì)量的條件下?lián)碛懈〉霓D(zhuǎn)動(dòng)慣量，使得轉(zhuǎn)子部件的徑向離心力更小，從而減少永磁懸浮軸承中永磁體的用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種超高速直驅(qū)轉(zhuǎn)杯裝置。

背景技術(shù)

我國是傳統(tǒng)的紡織大國，但相比于傳統(tǒng)西方紡織強(qiáng)國，我國紡織業(yè)雖然規(guī)模龐大但技術(shù)裝備水平普遍偏低，尤其在中高端紡紗裝備中占據(jù)重要地位的轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)方面，國產(chǎn)紡織設(shè)備與國外先進(jìn)技術(shù)差距較大。而轉(zhuǎn)杯紡是紡織技術(shù)中工藝最成熟、發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的新型紡紗技術(shù)，到2017年，中國轉(zhuǎn)杯紡紡錠已達(dá)400多萬頭，占全世界總產(chǎn)量的51％。近些年，國外先進(jìn)紡紗設(shè)備提供商更是在轉(zhuǎn)杯紡的高速化、多錠化、自動(dòng)化方面不斷發(fā)展并推出性能先進(jìn)、技術(shù)成熟的紡紗裝備，并成功占據(jù)了我國中高端轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的絕大部分市場(chǎng)。為了改變這種不利局面，研制先進(jìn)的紡織裝備已迫在眉睫。

轉(zhuǎn)杯紡紗中轉(zhuǎn)杯通過高速回轉(zhuǎn)完成對(duì)纖維流的輸送、轉(zhuǎn)移、凝聚、并合、加捻等作用，轉(zhuǎn)杯回轉(zhuǎn)速度高低決定了紡紗產(chǎn)能大小，通常要求轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速10萬轉(zhuǎn)/分鐘以上，高端場(chǎng)合甚至要求達(dá)到20萬轉(zhuǎn)/分鐘的回轉(zhuǎn)速度。目前，常規(guī)的轉(zhuǎn)杯驅(qū)動(dòng)方式采用龍帶驅(qū)動(dòng)，其缺點(diǎn)表現(xiàn)為：1、轉(zhuǎn)杯無法達(dá)到較高速度，通常在12萬轉(zhuǎn)/分鐘以內(nèi)，繼續(xù)提升速度則產(chǎn)生的能耗難以承受；2、龍帶傳動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)單錠的差異化控制，且維修、安裝不便；3、龍帶高速接觸轉(zhuǎn)杯軸桿，引起高振動(dòng)、高噪音，且關(guān)鍵零部件因磨損需定期更換，此外龍帶驅(qū)動(dòng)的整個(gè)轉(zhuǎn)子部件體積較大，勢(shì)必造成高速離心力引起機(jī)械摩擦增加，造成電力損耗居高不下。

與此同時(shí)，目前，電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方案開始逐步推出，在一定程度極大地的改善了龍帶驅(qū)動(dòng)的各種不足之處，但仍然存在以下問題：1、采用機(jī)械接觸式軸承，且轉(zhuǎn)杯軸桿因結(jié)構(gòu)功能限制，其直徑依然偏大，導(dǎo)致機(jī)械摩擦損耗過大(經(jīng)實(shí)測(cè)表明：直徑9毫米軸桿比直徑6毫米軸桿損耗高45％以上)，而且，個(gè)別方案采用外轉(zhuǎn)式軸承結(jié)構(gòu)，更加劇了機(jī)械摩擦損耗的增加；2、采用氣浮軸承方案，雖然在減少機(jī)械磨損方面效果顯著，但高壓氣流會(huì)引起的噪音，而且，氣體管道鋪設(shè)也容易造成紡紗生產(chǎn)線凌亂，以及氣浮軸承的復(fù)雜造成軸承組件的體積偏大；3、采用定子(鐵芯)有槽或無槽的無刷電機(jī)方案，鐵芯中存在的鐵芯損耗對(duì)鐵芯磁密和磁場(chǎng)變化頻率高低十分敏感，因而損耗依然很高；4、電機(jī)及其轉(zhuǎn)杯結(jié)構(gòu)朝“徑向”方向擴(kuò)展，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式J＝mR²可知，采用尺寸“徑向”擴(kuò)展而非“軸向”擴(kuò)展的方案并不合理，較大的徑向尺寸增加了徑向離心力，使得機(jī)械軸承磨損嚴(yán)重或氣浮軸承的氣壓功率提高；5、采用機(jī)械接觸式的制動(dòng)方式，在超高速(如15萬轉(zhuǎn)/分鐘以上)狀態(tài)下，不僅噪音和振動(dòng)大、零部件磨損，也不利于安全生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種永磁懸浮支撐的超高速直驅(qū)轉(zhuǎn)杯結(jié)構(gòu)，其采用緊湊型永磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)，其整體尺寸偏向于“細(xì)長型”結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)部件在同等質(zhì)量的條件下?lián)碛懈〉霓D(zhuǎn)動(dòng)慣量，使得轉(zhuǎn)子部件的徑向離心力更小，從而減少永磁懸浮軸承中永磁體的用量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種永磁懸浮支撐的超高速直驅(qū)轉(zhuǎn)杯結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括固定套、轉(zhuǎn)動(dòng)部件、永磁懸浮軸承部件和電機(jī)，其中，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括軸桿及轉(zhuǎn)杯杯頭，所述軸桿的一端伸入所述固定套內(nèi)并且與所述固定套的內(nèi)壁之間存在間隙，該軸桿的另一端固定連接所述轉(zhuǎn)杯杯頭；

所述永磁懸浮軸承部件包括徑向軸承和軸向推力軸承，并且，