磁斥力悬浮轴承单元的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁斥力悬浮轴承单元，包括轴、内磁环、外磁环、辅助轴承、限位块和支架；在轴的近端部安装内磁环，与之对应的外磁环安装在支架上，两磁环相邻面为同极性；在轴上装有径向磁化的内磁筒，径向磁化的外磁筒套装在内磁筒外并固定安装在支架上，两个磁筒相邻面为同极性，在轴与支架间还设有辅助轴承；轴端头设有与之对应的限位块及限位滚珠。轴与支架间无直接接触的滚动体，依靠磁斥力轴呈悬浮状态，轴与支架间无磨擦、无磨损、传动效率高，无需降温和润滑，使用寿命长，在航空航天等高速领域有很高的适用价值。
【专利说明】磁斥力悬浮轴承单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转动装置，尤其是一种轴承单元，具体涉及一种磁悬浮轴承单元。【背景技术】
[0002]目前，在机械行业所使用的轴承大多都是由轴承内圈、外圈和介于其间的滚动体构成,其在传中均产生摩擦,传动件之间发生磨损，为减少磨损，需降温和润滑,此类轴承存在有传动效率低，磨损大，使用寿命短的缺点，且高速时寿命较短，仅能保证几十个小时的正常工作周期。
[0003]而现有中国专利:200520020138.4公开了一种永磁磁悬浮轴，由内外圆筒状磁体和两对磁环构成，使内圈总成处于悬浮状态，但因其三个作用力面安装在一个密闭的壳体内，该结构装配工艺要求高且不易于安装调试；再者因为磁悬浮轴承是一种柔性支撑，耐冲击力较差，转动过程中，外部因素极易造成转轴的径向和轴向的位移或摆动，而上述专利中，其轴向、径向均没有限位保护机构，转轴的位移摆动易使磁块间出现摩擦、起火甚至爆炸，尤其是在高速转轴的应用中该缺点表现更为明显；另外，市场上还可见的大多是电磁磁悬浮轴承，控制精度要求高、结构更为复杂、造价非常高，难以普及应用。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明公开一种磁斥力悬浮轴承单元，旨在使磁悬浮轴承结构单元化，支架与轴之间无直接接触的滚动体，依靠磁斥力悬浮的高速转动装置单元。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
[0006]磁斥力悬浮轴承单元，主要包括:轴、内磁环、外磁环、辅助轴承、限位块和支架；
[0007]在轴的近端部轴向安装内磁环，与内磁环对应的外磁环安装在支架上，内磁环与外磁环相邻面为同极性；与轴端头对应的限位块安装在支架上，限位块与轴端头的间隙小于内磁环与外磁环的间隙；在轴与支架间设有辅助轴承。
[0008]另外，还包括内磁筒和外磁筒，内磁筒同心安装在轴上，外磁筒套装在内磁筒外并固定安装在支架上，外磁筒内径大于内磁筒外径，内磁筒与外磁筒相邻面为同极性；辅助轴承与支架的间隙或辅助轴承与轴的间距，即轴的径向活动偏移量，在辅助轴承的限位作用下，轴的径向活动偏移量小于内磁筒与外磁筒之间的间隙。
[0009]进一步，在限位块与轴端头间装有限位滚珠。
[0010]辅助轴承可为陶瓷轴承，限位滚珠可为陶瓷滚珠，限位块可为陶瓷块。
[0011]内磁筒或外磁筒，可由磁钢径向辐射充磁实现，或由多块径向同极磁瓦组装而成。
[0012]本发明的悬浮构造由内磁环与外磁环，以及内磁筒与外磁筒两对磁体构成，内磁环和外磁环组成磁环对、内磁筒和外磁筒组成磁筒对。内磁筒与轴固定，其外径小于外磁筒的内径，两磁筒相邻面为同极性，由于是径向辐射充磁，同极相斥安装，在磁斥力作用下自然对中，起到径向定位作用，内外磁筒间保持有很小的一定间隙，使轴呈径向悬浮状态。采用两组悬浮构造安装在一个支架上，两对轴向安装的磁环对分别产生斥力起到轴向定位作用；外磁环的内孔径稍大于轴径，内磁环固定于轴上，两磁环间保持很小的间隙，使轴呈轴向悬浮状态。磁筒对与磁环对之间还设有辅助轴承，正常安装时，辅助轴承与支架或辅助轴承与轴有一定间隙，也即轴的径向活动偏移量，但轴的径向活动偏移量小于两个径向磁筒的间隙，防止轴在受到径向冲击力时，内外两个磁筒产生相互摩擦起火，甚至爆炸；实际上，辅助轴承起到径向限位保护作用，使轴的径向活动偏移量小于内磁筒与外磁筒之间的间隙。由轴两端的限位瓷块和限位瓷滚珠完成轴向限位保护，使轴在受到轴向冲击时内外磁环间不发生摩擦。由于两组悬浮构造配合安装，依靠磁斥力轴呈悬浮状态，使轴与支架间无直接接触的滚动体，保证了轴及轴上物体无摩擦的平稳旋转，因而轴与支架间无磨擦、无磨损、传动效率高，无需降温和润滑，使用寿命长，在航空航天等高速领域有很高的适用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1实施例1的剖视结构示意图
[0014]图2实施例2的剖视结构示意图
[0015]图3实施例3的剖视结构示意图
[0016]图4实施例4的剖视结构示意图
[0017]图5实施例2及实施例4的剖视横截面示意图
[0018]图中:1一轴，2—内磁环，3—外磁环，4一内磁筒，5—外磁筒，6—辅助轴承，7—限位块，8—限位滚珠，9 一支架。
【具体实施方式】
[0019]下面，结合图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0020]现举出4种实施例，但本发明的具体实施并不限于以下的形式。
[0021 ] 实施例1轴向悬浮的磁斥力悬浮轴承单元
[0022]参见图1，磁斥力悬浮轴承单元，主要包括:轴、内磁环、外磁环、辅助轴承、限位块和支架；在轴的近端部安装内磁环，与内磁环对应的外磁环安装在支架上，内磁环与外磁环相邻面为同极性，内磁环与外磁环组成轴向磁环对；与轴端头对应的限位块安装在支架上，限位块与轴端头的间隙小于内磁环与外磁环的间隙；在轴与支架间设有辅助轴承。辅助轴承为陶瓷轴承。轴向磁环对也可安装在轴的上下两端。
[0023]该实施例的优点是:结构简单、立式安装。根据轴系重量的大小可采用斥力大小不等的轴向磁环对，且下部轴向磁环对的斥力大于上部轴向磁环对的斥力，二者斥力之差等于该轴系的重量，保证辅助轴承不承受轴向力，在轴系做好动平衡的情况下轴承的径向受力也很小，从而降低磨损延长轴承寿命。即使轴系较大的重量也可采用较小的辅助轴承，这样的结构有利于提高轴系的工作转数。如采用陶瓷轴承在高速时寿命会更长。
[0024]实施例2轴向径向悬浮的磁斥力悬浮轴承单元
[0025]参见图2和5，在实施例1的基础上，另外，还包括内磁筒和外磁筒，内磁筒与轴同心固定安装在轴的近端部，外磁筒套装在内磁筒外并固定安装在支架上，外磁筒内径略大于内磁筒外径，内磁筒和外磁筒均为径向磁化，内磁筒与外磁筒相邻面为同极性，内磁筒和外磁筒组成径向磁筒对；辅助轴承与支架之间或辅助轴承与轴之间的间隙，也即轴的径向活动偏移量，小于内磁筒与外磁筒之间的间隙。[0026]该实施例的优点是:此实施例不仅有实施例1的优点，还在将轴的径向也采用了磁悬浮，辅助轴承与支架设有间隙，径向也无磨损，尤其在整个磁斥力悬浮轴承单元竖向安装使用时，更适合于高速旋转而无磨损的轴系统，效果尤为显著。
[0027]实施例3加装限位滚珠轴向悬浮的磁斥力悬浮轴承单元
[0028]参见图3，在实施例1的基础上，进一步地，在限位块与轴端头间装有限位滚珠。限位块可为陶瓷块，限位滚珠可为陶瓷滚珠。
[0029]该实施例的优点是:此实施例不仅有实施例1的优点，在轴发生轴向偏移运动时，将限位块与轴端头的滑动摩擦转为滚动摩擦。采用陶瓷更提高了使用寿命。
[0030]实施例4加装限位滚珠轴向径向悬浮的磁斥力悬浮轴承单元
[0031]参见图4和5，在实施例2的基础上，进一步地，在限位块与轴端头间装有限位滚珠。限位块为陶瓷块，限位滚珠为陶瓷滚珠。
[0032]该实施例的优点是:进一步的在实施例2优点的基础上，在轴发生轴向偏移运动时，将限位块与轴端头的滑动摩擦转为滚动摩擦。而且保护了轴向磁环相邻面不会摩擦。保证特高转速机械更可靠的运行。在航空航天等高速领域有很高和使用价值。
[0033]以上各实施例中，内磁筒或外磁筒，可由磁钢径向辐射充磁实现或多块径向同极磁瓦组装而成。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡是运用本发明说明书内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种磁斥力悬浮轴承单元，包括:轴、内磁环、外磁环、辅助轴承、限位块和支架；在轴的近端部轴向安装内磁环，与内磁环对应的外磁环安装在支架上，内磁环与外磁环相邻面为同极性；与轴端头对应的限位块安装在支架上，限位块与轴端头的间隙小于内磁环与外磁环的间隙；在轴与支架间设有辅助轴承。
2.根据权利要求1所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，还包括外磁筒和内磁筒；内磁筒固定安装在轴上，外磁筒套装在内磁筒外并固定安装在支架上，外磁筒内径大于内磁筒外径，内磁筒与外磁筒相邻面为同极性；轴的径向活动偏移量小于内磁筒与外磁筒之间的间隙。
3.根据权利要求1或2所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，在限位块与轴端头间装有限位滚珠。
4.根据权利要求1或2所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，辅助轴承为陶瓷轴承。
5.根据权利要求1或2所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，限位块为陶瓷块。
6.根据权利要求3所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，限位滚珠为陶瓷滚珠。
7.根据权利要求2所述磁斥力悬浮轴承单元，其特征在于，内磁筒外磁筒由磁钢径向辐射充磁实现或由多块径向同极磁瓦组装而成。
【文档编号】F16C32/04GK103790962SQ201410016545
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】佟宪良 申请人:北京良明同创水处理设备开发中心