具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承的製作方法

2023-08-13 11:58:36 4

專利名稱：具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，該軸承是把多個軸向充磁大磁環同極相對，排列在一起，磁環之間存在間隙，並且安裝導磁體；把多個軸向充磁小磁環極性相對排列在一起，磁環之間存在間隙，同時安裝導磁體。把大磁環組套在小磁環組的外側，使其互套磁環的每個平面之間極性相反排列。屬於磁懸浮技術領域。
背景技術：
在2009年，我們研發成功「多環互套軸向磁懸浮軸承」200910036211. X，這種軸承能夠把垂直軸及其負載物懸浮起來。雖然其基礎結構中，磁環之間存在間隙，但是不容易實現穩定和提高懸浮效率。其主要原因是如果磁環之間間隙過大，雖然能夠保持穩定懸浮，但 是軸承的懸浮載荷會降低；如果磁環之間間隙過小或者沒有間隙，磁環就會出現退磁現象，就不能實現穩定懸浮。這就影響了產品的質量、成本和體積。發明內容本發明是為了解決磁環之間間隙過大，會導致懸浮效率降低；磁環之間間隙過小，會導致退磁的問題，我們研發成功了一個新方案。這種新方案不僅能夠防止磁環退磁，還能夠把磁環端面之間的排斥磁場引出來，提高懸浮的效率和縮小產品的體積。基礎結構包括外殼(5)和主軸(I)兩部分，外殼(5)套在主軸(I)外側；其特徵在於多個大磁環(4)用機械方式固定在外殼(5)的內部，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體(2);多個小磁環(3)用機械方式固定在主軸上，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體
(2);大磁環(4)及其導磁體(2)的內徑大於小磁環(3)及其導磁體(2)的外徑，每個大磁環(4)的端面都與一個小磁環(3)的端面平行且極性相反。每兩個磁環相對面之間的導磁體偏向磁環一側，就會出現導磁體￠)向磁環組的一個側面突出、另外一個側面凹陷的形狀，以實現對磁場方向的改變。磁環的高度在20毫米以內。磁環之間的間隙在10毫米以內，環形導磁體的厚度同樣在10毫米以內。大磁環
(4)與小磁環(3)之間的距離小於2毫米。導磁體的側面突出長度小於I毫米，同時小於內外磁環之間的距離。安裝導磁體的作用是把磁環端面的磁場引出來，這樣磁環端面相互擠壓的磁場就會減弱，有利於阻止磁環出現退磁現象，提高磁環的穩定性；其次能夠把磁環端面之間相斥的磁場引導側面，就能夠提高磁環側面的磁場強度，也就能夠提高磁環組之間的懸浮拉力，這樣產品的體積就可以降低。試驗證明，導磁體能夠引導磁場的方向，當導磁體不是完全覆蓋磁環端面，而是偏向一側時，磁環之間的磁場會被弓I導到有導磁體一側，使得該側的磁場增加，這樣就可以利用導磁體來提高產品的效率。
圖I是本發明的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。圖2是本發明的用導磁體引導磁場偏向一側的磁懸浮軸承的徑向剖面構造圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步說明。圖I中，主軸(I)、導磁體(2)、多個小磁環(3)、多個大磁環⑷及外殼(5)等組成；多個外套大磁環(4)用機械方式固定在外殼(5)內，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體(2);多個小磁環(3)用機械方式固定在主軸(I)上，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體⑵；每個大磁環⑷內側套一個小磁環(3)，其平行端面極性互為反極，形成多環互套的形式。兩個磁環在同極端面相對時，磁環端面的磁場會相互擠壓，擠壓磁場強度超過永磁體自身的矯頑力時，磁環就會出現退磁，導致軸承的懸浮載荷降低。通常為了提高永磁體的穩定性，可以把兩個磁環之間的間距拉大。但是這樣就會降低懸浮力。現在我們把導磁體安裝在磁環之間，可以把磁環端面的磁場引出來，這樣相對磁環端面之間相互擠壓的磁場就降低了，同時磁環組側面的磁場還會大幅度提高。 使用導磁體作為穩定結構的好處就是第一能夠降低磁環退磁的風險，提高磁環磁場的穩定程度，這樣可以提高產品的懸浮穩定性；第二，磁環端面的磁場被引入磁環側面之後，磁環側面的磁場就可以大幅度提高，從而提高軸承的懸浮力。這樣就可以縮小軸承的體積，節約寶貴的稀土資源。內磁環組與外磁環組在受到相對作用力後，會出現平行與主軸(I)方向的相對位移。圖2中，多個小直徑磁環(3)用機械方式固定在主軸(I)的上，小磁環(3)端面之間有環形導磁體(8)，環形導磁體(8)的內徑大於小磁環(3)的內徑、外徑大於磁環(3)的外徑；多個大直徑磁環(4)用機械方式固定在外殼(5)內，大磁環(4)之間有環形導磁體
(9)，導磁體(9)的外徑小於磁環(4)的外徑、內徑小於磁環(4)的內徑；使小磁環之間的導磁體(8)就突出於小磁環組的外側，大磁環組之間的導磁體(9)就向內突出於大磁環的內側。上述結構中內磁環組與外磁環組之間的間隙小於2毫米。上述結構使得每個磁環組都在有導磁體的位置呈現一側突出一側凹陷的形狀，這樣兩個磁環端面之間的磁場就被引向有導磁體的一側；環形導磁體的一個側面向磁環組的側面突出，磁環組側面的導磁體突出部位的磁場就會增加，這種突出在I毫米以內效果最好，把突出側面作為磁環組的懸浮相對面，這樣就可以大幅度提高磁環組之間的相對懸浮力；磁環組有導磁體部位的凹陷側面的磁場會降低，這樣就減少了背離側面的漏磁。這種優化結構能夠提高產品的懸浮效率，降低產品的體積和重量。節約寶貴的稀土資源。另外如果在端面磁環與導磁體之間墊一個不導磁體，則導磁體引導磁場的效率會降低。另外磁環平行於充磁方向的長度又稱為磁環高度，小於20毫米。每兩個磁環相對端面之間的間隙在10毫米以內，環形導磁體的厚度同樣在10毫米以內。
權利要求1.一種具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，基礎結構包括外殼(5)和主軸(I)兩部分，外殼(5)套在主軸(I)外側；其特徵在於多個大磁環(4)用機械方式固定在外殼(5)的內部，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體⑵；多個小磁環(3)用機械方式固定在主軸上，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體(2);大磁環(4)及其導磁體(2)的內徑大於小磁環(3)及其導磁體⑵的外徑，每個大磁環⑷的端面都與一個小磁環(3)的端面平行且極性相反。
2.根據權利要求I所述的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，其特徵是每兩個磁環相對面之間的導磁體偏向磁環一側，就會出現導磁體￠)向磁環組的一個側面突出、另外一個側面凹陷的形狀，以實現對磁場方向的改變。
3.根據權利要求I所述的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，其特徵是磁環的高度在20毫米以內。
4.根據權利要求I所述的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，其特徵是磁環之間的間隙在10毫米以內，環形導磁體的厚度同樣在10毫米以內。
5.根據權利要求I所述的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，其特徵是大磁環⑷與小磁環(3)之間的距離小於2毫米。
6.根據權利要求2所述的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承，其特徵是導磁體的側面突出長度小於I毫米，同時小於內外磁環之間的距離。
專利摘要本實用新型的具有磁穩定結構的多環互套軸向磁懸浮軸承主要是由主軸(1)、導磁體(2)、多個小磁環(3)、多個大磁環(4)及外殼(5)等組成；多個外套大磁環(4)用機械方式固定在外殼(5)內，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體(2)；多個小磁環(3)用機械方式固定在主軸(1)上，磁環之間存在間隙，間隙中安裝導磁體(2)；每個大磁環(4)內側套一個小磁環(3)，其平行端面極性互為反極，形成多環互套的形式。
文檔編號F16C32/04GK202500897SQ20112042623
公開日2012年10月24日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者卓向東 申請人:卓向東