[發明專利]航空器或航海器動力系統中的磁懸浮軸承

在審

• 申請號: 202010747611.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111884417A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 於岳亮;於璐;於宙
• 申請（專利權）人: 上海穩得海洋科技有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02N15/00;F16C32/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，裝置由轉子體(2)和定子體(3)兩部分組成，轉子體(2)設置在轉軸(1)上，轉軸能沿軸向自由移動；定子體則固定在機體上，定子體內無接觸地包圍著轉子體；轉子體和定子體相對應的表面分別布置有成雙數的磁體和對應的導磁體，磁體的極性交替布置，即一種極性磁體的相鄰磁體為另一極性；裝置利用轉子體和定子體間的軸向位移，將轉軸上的軸向力無接觸地轉移到定子體上；轉軸的兩端分別設置滑動軸承，承擔由轉軸重力形成的徑向力。

2.根據權利要求1所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，裝置結構為主動型，轉軸(1)受軸向力后可以向軸的兩個方向自由移動，轉軸移動引起轉子體和定子體間的位移，軸系配置活動聯軸器或彈性聯軸節；在轉子體和定子體間主動產生的磁懸浮力，將轉軸上的受力無接觸轉移到定子體。

3.一種構成無接觸磁懸浮推力軸承的方法，其特征為，利用在一段轉軸上設置的定子體和轉子體結構，利用定子體和轉子體間所產生的位移、使轉軸自動回復到其原始中心平衡位置的趨中效應，用以將轉軸上的軸向力無接觸地傳遞到定子體，從而取代推力軸承的力傳遞功能，消除推力軸承所帶來的不可避免的摩擦力及磨損，同時提高軸系的機械傳動效率。

4.根據權利要求3所述的構成磁懸浮推力軸承的方法，其特征為，轉軸(1)固定設置，受力后不再能自由移動，而相反地，以定子體的移動代替轉子體的移動而產生相應的磁懸浮力；所述方法的控制過程為，由軸應力傳感器測量軸應變而感知軸應力的大小和方向，軸應力信號輸入軸向力控制器，由軸向力控制器的輸出驅動定子體位移器；定子體產生軸向位移，位移產生的磁懸浮力自動平衡軸向力，并使傳感器輸出信號為零；系統工作于負反饋模式。

5.根據權利要求1所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，裝置結構為被動型，主要由定子體軸向滑移系統(31)構成，定子體軸向滑移系統中設置定子體位移器(311)，定子位移器則可在定子座(312)上沿軸向移動，定子體由導磁定子磁路構成；轉子體表面有磁體，轉軸(1)上還設置應力傳感器；轉軸受力后不再能移動，而代之以定子體的移動。

6.根據權利要求1、權利要求2或權利要求5所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，裝置結構為全磁懸浮型，定子體座做成能微量向下移動的結構，并使定子體座向下移動一段距離，使定子體上端與轉子體的距離小于定子體下端與轉子體的距離，致使轉軸在產生軸向磁懸浮力的同時獲得一個附加的向上的徑向磁懸浮力M，以克服轉軸重力的影響；全磁懸浮軸承結構適合于本發明的主動磁懸浮或被動磁懸浮；磁懸浮軸承的定子設計成圓形、橢圓形、蛋形、倒U形或馬蹄形的形狀。

7.根據權利要求1、權利要求2或權利要求5所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，裝置結構為勵磁型，在定子體或轉子體之一設置勵磁繞組，與對應的另一個體之上的導磁體，二者構成本發明磁懸浮裝置的基礎結構；勵磁電流則由滑環電刷或軟連線輸送到轉子體或定子體。

8.根據權利要求1、權利要求2或權利要求5所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，定子體或轉子體之一設置磁體，對應的體之二上有導磁體；磁體采用沿軸向布置或者沿徑向布置的磁場結構。

9.根據權利要求1、權利要求2或權利要求5所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，磁體采用成對的、沿徑向布置的形式，且定子導磁體上有與轉子磁體相對應的環形齒槽，齒槽垂直于轉軸，形成類似于電機的齒槽結構，所述齒槽結構對軸轉動無影響，但利用磁場的齒槽效應可獲得更強的磁懸浮力。

10.根據權利要求9所述的磁懸浮推力軸承裝置，其特征為，轉子體上的若干環形磁體采用沿徑向布置的形式，轉子體磁軛上套有金屬阻尼環；定子體導磁體上有對應的環形齒槽；金屬阻尼環也可以從轉子體改由設置在定子體上；裝置可以減緩或消除轉軸的機械振動，降低軸系產生或傳導的噪聲。