一種同極型徑向磁懸浮軸承及其製造方法
2023-05-03 01:07:11
專利名稱：一種同極型徑向磁懸浮軸承及其製造方法
技術領域：
本發明涉及磁懸浮的技術領域。
背景技術：
和傳統軸承相比，磁懸浮軸承與轉子無接觸，支承功耗小，使用壽命長；不需要潤 滑和密封，可長期用於高低溫等特殊環境中；維護費用低、便於主動控制等等，因而被認為 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。雖然具有傳統軸承無可比擬的優點，但磁懸浮軸承仍然存在渦流和磁滯損耗，特 別是在大功率應用場合(如飛機發動機、膨脹機、汽輪機等)，渦流和磁滯損耗很大，需要採 用強有力的冷卻措施，因此低損耗磁懸浮軸承技術一直是該領域的研究熱點。根據國外公 開文獻，同極型結構可有效減小徑向磁懸浮軸承的能量損失。一般徑向磁懸浮軸承為異極型結構，即N極與S極沿周向交叉排列。當轉子每轉 動一圈，轉子表面同一位置將經歷多次磁力線反向，因此雖然定子與轉子一般均採用疊片 結構，但表面渦流和磁滯損耗仍然較大。一般徑向磁懸浮軸承(包括同極型結構和異極型結 構)的製造方法是先將矽鋼片通過模具衝壓成型，再將成型矽鋼片通過工裝疊合，最後通 過兩端夾板將疊合矽鋼片固定。該製造工藝的缺點是需要模具，製造成本高，並且製造精度 受到模具和工裝的加工精度的限制。
發明內容
本發明目的是提供一種製造精度高、工藝簡單且成本低的同極型徑向磁懸浮軸承 的製造方法。本發明為實現上述目的，採用如下技術方案
一種同極型徑向磁懸浮軸承，包括第一壓板、第一軸承疊片、若干片聯接疊片、第二軸 承疊片、第二壓板，聯接疊片的兩側分別布置第一軸承疊片、第二軸承疊片，第一軸承疊片 的外側布置第一壓板，第二軸承疊片的外側布置第二壓板，第一軸承疊片與第二軸承疊片 異極型布置，第一軸承疊片、第二軸承疊片分別同極型布置。本發明的聯接疊片上均勻布置四個環形槽，每個環形槽距離聯接疊片的中心相 等，四個環行槽沿周向寬度比徑向磁懸浮軸承的磁極寬度大4 5mm。本發明的第一軸承疊片、若干片聯接疊片、第二軸承疊片分別為矽鋼片。基於本發明的同極型徑向磁懸浮軸承的製造方法，包括如下步驟
第一步採用線切割方法加工第一軸承疊片、聯接疊片、第二軸承疊片，其中在聯接疊 片上加工距離中心相等並均勻布置的四個環形槽，四個環行槽沿周向寬度比徑向磁懸浮軸 承的磁極寬度大4 5mm ；
第二步採用常規加工方法加工第一壓板、第二壓板，並在第一壓板上劃線； 第三步將第一壓板、第一軸承疊片、若干片聯接疊片、第二軸承疊片、第二壓板組裝在一起並通過螺栓連接夾緊；
第四步加工定位孔，裝入定位銷並焊接形成整體組件；
第五步通過一次裝夾，採用線切割方法即可完成徑向磁懸浮軸承內圓、外圓、磁極以 及定位槽的加工；
第六步採用車削方法加工第一壓板和第二壓板的內圓，形成最終組件。本發明採用上述技術方案，與現有技術相比具有如下優點本發明的每一對磁極 沿軸向分布，即沿周向只有N極或S極，不存在磁力線反向問題，因此表面渦流和磁滯損耗 較小。本發明位於中間的聯接疊片含四個環行槽，加工完成後聯接疊片產生的磁極自行脫 落，結構簡單。本發明在製造過程中，採用常規加工方法，製造精度高、工藝簡單且成本低。
圖1為異極型徑向磁懸浮軸承結構圖。圖2為本發明的結構示意圖。圖3為本發明的聯接疊片的結構示意圖。圖4為本發明的軸承疊片的結構示意圖。圖5為本發明的同極工作狀態的示意圖。圖6為本發明的第一壓板的結構示意圖。圖7為本發明的第二壓板的結構示意圖。圖8為本發明組件線切割加工示意圖。圖9為本發明第一壓板和第二壓板內圓加工示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明
如圖2所示，一種同極型徑向磁懸浮軸承，包括第一壓板1、第一軸承疊片2、若干片聯 接疊片3、第二軸承疊片4、第二壓板5，聯接疊片3的兩側分別布置第一軸承疊片2、第二軸 承疊片4，第一軸承疊片2的外側布置第一壓板1，第二軸承疊片4的外側布置第二壓板5， 第一軸承疊片2與第二軸承疊片4異極型布置，第一軸承疊片2、第二軸承疊片4同極型布 置。如圖3所示，本發明的聯接疊片3上均勻布置四個環形槽，每個環形槽距離聯接疊 片3的中心相等，四個環行槽沿周向寬度比徑向磁懸浮軸承的磁極寬度大4 5mm。本發明的第一軸承疊片2、若干片聯接疊片3、第二軸承疊片4分別為矽鋼片。基於本發明的同極型徑向磁懸浮軸承的製造方法，包括如下步驟
第一步採用線切割方法加工第一軸承疊片2、聯接疊片3、第二軸承疊片4，其中在聯 接疊片3上加工距離中心相等並均勻布置的四個環形槽，四個環行槽沿周向寬度比徑向磁 懸浮軸承的磁極寬度大4 5mm ；
第二步採用常規加工方法加工第一壓板1、第二壓板5，並在第一壓板1上劃線； 第三步將第一壓板1、第一軸承疊片2、若干片聯接疊片3、第二軸承疊片4、第二壓板5組裝在一起並通過螺栓連接夾緊；
第四步加工定位孔，裝入定位銷並焊接形成整體組件；
第五步通過一次裝夾，採用線切割方法即可完成徑向磁懸浮軸承內圓、外圓、磁極以 及定位槽的加工；
第六步採用車削方法加工第一壓板1和第二壓板5的內圓，形成最終組件。
本發明採用線切割方法加工第一軸承疊片2和第二軸承疊片4，如圖4所示。本發 明採用線切割方法加工聯接疊片3，如圖3所示，圖中的四個環行槽沿周向寬度比徑向磁懸 浮軸承的磁極寬度大4 5mm。採用常規加工方法加工第一壓板1和第二壓板5，並在第一 壓板1上劃線，分別如圖6和圖7所示。將各部分組裝在一起並通過螺栓聯接夾緊，如圖2 所示。根據第一壓板1上的8個定位孔的位置加工圖2組件的8個定位孔，裝入定位銷並 焊接。通過一次裝夾，採用線切割方法完成徑向磁懸浮軸承內圓、外圓、磁極以及定位槽的 加工。由於中間的聯接疊片含四個環行槽，加工完成後聯接疊片產生的磁極自行脫落，形成 圖8所示結構。採用車削方法加工第一壓板1和第二壓板5的內圓，形成最終組件，如圖9 所示。
權利要求
1.一種同極型徑向磁懸浮軸承，其特徵在於包括第一壓板(1)、第一軸承疊片(2)、若 乾片聯接疊片(3)、第二軸承疊片(4)、第二壓板(5)，聯接疊片(3)的兩側分別布置第一軸 承疊片(2)、第二軸承疊片(4)，第一軸承疊片(2)的外側布置第一壓板(1)，第二軸承疊片 (4)的外側布置第二壓板(5)，第一軸承疊片(2)與第二軸承疊片(4)異極型布置，第一軸承 疊片(2)、第二軸承疊片(4)分別同極型布置。
2.根據權利要求1所述的同極型徑向磁懸浮軸承，其特徵在於上述聯接疊片(3)上均 勻布置四個環形槽，每個環形槽距離聯接疊片(3)的中心相等，四個環行槽沿周向寬度比徑 向磁懸浮軸承的磁極寬度大4 5mm。
3.根據權利要求1所述的同極型徑向磁懸浮軸承，其特徵在於上述第一軸承疊片 (2)、若干片聯接疊片(3)、第二軸承疊片(4)分別為矽鋼片。
4.基於權利要求1或2所述的同極型徑向磁懸浮軸承的製造方法，其特徵在於包括如 下步驟第一步採用線切割方法加工第一軸承疊片(2)、聯接疊片(3)、第二軸承疊片(4)， 其中在聯接疊片(3)上加工距離中心相等並均勻布置的四個環形槽，四個環行槽沿周向寬 度比徑向磁懸浮軸承的磁極寬度大4 5mm ；第二步採用常規加工方法加工第一壓板(1)、第二壓板(5)，並在第一壓板(1)上劃線.一入 ，第三步將第一壓板(1)、第一軸承疊片(2)、若干片聯接疊片(3)、第二軸承疊片(4)、 第二壓板(5)組裝在一起並通過螺栓連接夾緊；第四步加工定位孔，裝入定位銷並焊接形成整體組件；第五步通過一次裝夾，採用線切割方法即可完成徑向磁懸浮軸承內圓、外圓、磁極以 及定位槽的加工；第六步採用車削方法加工第一壓板(1)和第二壓板(5)的內圓，形成最終組件。
全文摘要
一種同極型徑向磁懸浮軸承及其製造方法，涉及磁懸浮的技術領域。本發明包括第一壓板、第一軸承疊片、若干片聯接疊片、第二軸承疊片、第二壓板，聯接疊片的兩側分別布置第一軸承疊片、第二軸承疊片，第一軸承疊片的外側布置第一壓板，第二軸承疊片的外側布置第二壓板，第一軸承疊片與第二軸承疊片異極型布置，第一軸承疊片、第二軸承疊片分別同極型布置。本發明實現了製造精度高、工藝簡單且成本低的目的。
文檔編號B23P15/00GK102072250SQ20111000692
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者周海艦, 肖鵬飛, 謝振宇, 黃佩珍 申請人:南京航空航天大學