一种永磁悬浮装置的制作方法

本实用新型设于转轴支撑装置技术领域，特别涉及一种永磁悬浮装置。

背景技术：

由于工业技术的不断发展与拓新，绿色环保与节能的产品理念已成为大多数行业的选择与应用标准；从而磁技术的应用也得到了广泛地关注与发展，其应用领域涉及航空航天、汽车工业、机械加工与生产等诸多方向；本设计中主要根据磁铁异极相吸与同极相斥的作用原理，根据结构的组合与变化，提供一种结构简单、无机械接触、功耗低、无摩擦的永磁悬浮装置；其应用领域广泛，可用于飞轮储能、轴承连接等诸多方面的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有轴向支撑磁浮轴承轴向支撑力过小、稳定性差的缺陷，提供了一种能够实现轴向大支撑力、稳定支撑的永磁悬浮装置。

本实用新型另一个目的是克服现有径向支撑磁浮轴承径向支撑力过小、稳定性差的缺陷，提供了一种能够实现径向大支撑力、稳定 支撑的永磁悬浮装置。

本实用新型提供的技术方案为：

一种永磁悬浮装置，包括：

转轴；

轴向动磁环，其与所述转轴同轴固定连接；

轴向定磁环，其套设在轴向动磁环的内圈和外圈处，所述轴向定磁环与外壳固定连接；

其中，所述轴向动磁环和轴向定磁环均为径向充磁，轴向动磁环与其内圈和外圈的轴向定磁环之间的磁力均为吸力。

优选的是，所述轴向动磁环沿径向方向设置有两圈，所述轴向定磁环沿径向方向设置有三圈，两圈的轴向动磁环分别设置在相邻两圈轴向定磁环之间。

优选的是，所述轴向动磁环沿轴向方向至少设置有两层，所述轴向定磁环沿轴向方向至少设置有两层。

优选的是，沿轴向方向相邻两个轴向定磁环的充磁方向相反，沿轴向方向相邻两个轴向动磁环的充磁方向相反。

优选的是，还包括：

至少两个沿径向排列并且同轴布置的径向定磁环，所述径向定磁环为轴向充磁，相邻两个径向定磁环的充磁方向相反，所述径向定磁环固定在外壳上；

至少两个沿径向排列并且同轴布置的径向动磁环，所述径向动磁环为轴向充磁，相邻两个径向动磁环的充磁方向相反，所述径向动磁 环与转轴同轴固定连接；

其中所述径向定磁环和径向动磁环沿轴向一一对应布置，相对应的径向定磁环与径向动磁环充磁方向相同。

优选的是，所述沿径向排列并且同轴布置的径向定磁环设置有两组，分别位于径向动磁环轴向方向的两侧。

一种永磁悬浮装置，包括径向支撑机构和轴向支撑机构，所述轴向支撑机构包括：

转轴；

轴向动磁环，其与所述转轴同轴固定连接；

轴向定磁环，其设置在轴向动磁环的内圈和外圈处，所述轴向定磁环与外壳固定连接；

其中，所述轴向动磁环和轴向定磁环均为径向充磁，轴向动磁环与其内圈和外圈的轴向定磁环之间的磁力均为吸力；

所述径向支撑机构设置有两套，分别设置在外壳内的两端，所述轴向支撑机构设置在两套径向支撑机构支架之间。

一种永磁悬浮装置，包括径向支撑机构和轴向支撑机构，所述轴向支撑机构包括：

转轴；

轴向动磁环，其与所述转轴同轴固定连接；

轴向定磁环，其设置在轴向动磁环的内圈和外圈处，所述轴向定磁环与外壳固定连接；

其中，所述轴向动磁环和轴向定磁环均为径向充磁，轴向动磁环 与其内圈和外圈的轴向定磁环之间的磁力均为吸力；

所述径向支撑机构设置有两套，轴向支撑机构设置有一套，两套径向支撑机构沿轴向相邻布置。

一种永磁悬浮装置，包括径向支撑机构和轴向支撑机构，所述轴向支撑机构包括：

转轴；

轴向动磁环，其与所述转轴同轴固定连接；

轴向定磁环，其设置在轴向动磁环的内圈和外圈处，所述轴向定磁环与外壳固定连接；

其中，所述轴向动磁环和轴向定磁环均为径向充磁，轴向动磁环与其内圈和外圈的轴向定磁环之间的磁力均为吸力；

所述径向支撑机构设置有四套，在外壳内的两端分别设置有两套径向支撑机构，所述轴向支撑机构设置有一套，位于外壳内的中部。

一种永磁悬浮装置，包括径向支撑机构和轴向支撑机构，所述轴向支撑机构包括：

转轴；

轴向动磁环，其与所述转轴同轴固定连接；

轴向定磁环，其设置在轴向动磁环的内圈和外圈处，所述轴向定磁环与外壳固定连接；

其中，所述轴向动磁环和轴向定磁环均为径向充磁，轴向动磁环与其内圈和外圈的轴向定磁环之间的磁力均为吸力；

所述径向支撑机构设置有六套，在外壳内的两端分别设置有三套 径向支撑机构，所述轴向支撑机构设置有两套，位于外壳内的中部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的永磁悬浮装置利用自身磁性能特点来进行工作，不需要通电等外部能源辅助；连接无机械接触，免维护，能高速运行，不需要润滑，无磨损，寿命长且结构简单。可应用于多个行业与领域并且绿色环保节能。特别是具有轴向支撑力大、支撑稳定的优点。

附图说明

图1为本实用新型所述的永磁悬浮装置总体结构剖视图。

图2为本实用新型所述的径向支撑机构分解示意图。

图3为本实用新型所述的径向支撑机构原理示意图。

图4为本实用新型所述的轴向支撑机构分解示意图。

图5为本实用新型所述的轴向支撑机构原理示意图。

图6为另一实施例中轴向支撑机构原理示意图。

图7为另一实施例中两组径向定磁环的示意图。

图8为另一实施例中轴向外定磁环外侧还同轴设置有第三轴向定磁环的示意图。

图9为另一实施例中两套径向支撑机构的示意图。

图10为另一实施例中四套径向支撑机构的示意图。

图11为另一实施例中六套径向支撑机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型提供了一种永磁悬浮装置，用于对转轴200进行轴向和径向支撑。所述永磁悬浮装置包括壳体组件110、径向支撑机构120以及轴向支撑机构130。转轴200从壳体组件110中穿过，所述径向支撑机构120以及轴向支撑机构130设置在壳体组件110内。所述壳体组件110包括外壳111，所述外壳111为空心圆柱状，在所述外壳111的两端分别设置有端盖112，所述端盖112的中心处设置有通孔，以使转轴200能够从端盖112上穿过。

如图2所示，所述径向支撑机构120包括两个沿径向排列并且同轴布置的径向定磁环121，以及两个沿径向排列并且同轴布置的径向动磁环122。

其中，两个径向定磁环121固定在第一安装座113上。所述第一安装座113固定在外壳111内。在第一安装座113上设置有上方开口的环形的安装槽，两个径向定磁环121固定在第一安装座113上的环形的安装槽内，并且两个径向定磁环121之间留有一定的间隙。两个径向定磁环121的下方与第一安装座113之间设置有钢板，能够加强作用效果，防止漏磁现象的产生。所述第一安装座113中部设置有通孔，使转轴200能够从第一安装座113中部穿过。

两个径向动磁环122固定在第二安装座114上。所述第二安装座114与转轴200固定连接，所述第二安装座114上设置有下方开口的环形的安装槽，并且该环形的安装槽与转轴200同轴。两个径向动磁 环122安装在第二安装座114上的环形的安装槽内，并且两个径向动磁环122之间留有一定的间隙，两个径向动磁环122与转轴200同轴。两个径向动磁环122的下方与第二安装座114之间设置有钢板，能够加强作用效果，防止漏磁现象的产生。

一并参阅图3，位于内环的径向定磁环121与位于内环的径向动磁环122轴向相对应布置，位于外环的径向定磁环121与位于外环的径向动磁环122轴向相对应布置。所述径向定磁环121和径向动磁环122均为轴向充磁，并且两个径向定磁环121的充磁方向相反，两个径向动磁环122的充磁方向也相反。位于内环的径向定磁环121与位于内环的径向动磁环122的充磁方向相同。即位于内环的径向定磁环121上方为N极，下方为S极，位于内环的径向动磁环122上方也为N极，下方也为S极，因此，内环的径向定磁环121上方与内环的径向动磁环122下方磁极相反，相互之间产生吸力；位于外环的径向定磁环121上方为S极，下方为N极，位于外环的径向动磁环122上方为S极，下方为N极，因此，外环的径向定磁环121上方与外环的径向动磁环122下方的极相反，相互之间也产生吸力。

当转轴200转动时，带动第二安装座114以及两个径向动磁环122一同旋转，由两个径向定磁环121与两个径向动磁环122磁力耦合，从而对转轴提供径向支撑，即当转轴200发生径向偏移时，通过径向定磁环121给径向动磁环122的吸力，将转轴200拉回到耦合位置。

如图7所示，在另一实施例中，径向定磁环121设置有两组，每 组由两个沿径向排列并且同轴布置的径向定磁环121组成，两组径向定磁环121分别设置在径向动磁环122的轴向两侧。通过设置两组径向定磁环121，实现了使径向动磁环122两侧均有径向定磁环121与之实现磁力耦合，从而达到更好的径向支撑效果。

如图4所示，所述轴向支撑机构130包括两个轴向内定磁环131、两个轴向外定磁环132以及两个第一轴向动磁环133。

两个轴向内定磁环131沿轴向同轴排列，两个轴向外定磁环132也沿轴向同轴排列，并且轴向外定磁环132设置在轴向内定磁环131的外侧，一个轴向外定磁环132与一个轴向内定磁环131对应布置，相对应布置的轴向内定磁环131与轴向外定磁环132轴向位置相同。两个轴向内定磁环131之间留有一定缝隙，两个轴向外定磁环132之间也留有一定缝隙。

第三安装座115固定在外壳111内，在第三安装座115上设置有两个环形钢圈116，两个轴向内定磁环131和两个轴向外定磁环132固定在这两个环形钢圈116上。轴向内定磁环131与轴向外定磁环132之间留有容纳空间。通过两个环形钢圈116的设置，目的是加强作用效果与防止漏磁现象的产生。

第四安装座117与转轴200固定连接，两个第一轴向动磁环133固定安装在第四安装座117上。两个第一轴向动磁环133沿轴向同轴排列，并且与转轴200同轴。两个第一轴向动磁环133之间留有一定的缝隙，即位于上方的第一轴向动磁环133直接固定在第四安装座117的下方，位于下方的第一轴向动磁环133通过连接环118与位于 上方的第一轴向动磁环133连接。两个第一轴向动磁环133位于轴向内定磁环131与轴向外定磁环132之间。

一并参阅图5，两个第一轴向动磁环133分别与两个轴向内定磁环131的轴向位置相同，即两个轴向内定磁环131、两个轴向外定磁环132与两个第一轴向动磁环133轴向平齐布置。所述轴向内定磁环131、轴向外定磁环132和第一轴向动磁环133均为径向充磁，两个轴向内定磁环131的充磁方向相反，两个轴向外定磁环132的充磁方向相反，两个第一轴向动磁环133的充磁方向相反。位于下方的轴向内定磁环131、轴向外定磁环132和第一轴向动磁环133的充磁方向相同，位于上方的轴向内定磁环131、轴向外定磁环132和第一轴向动磁环133的充磁方向相同。即位于下方的第一轴向动磁环133内环为S极，外环为N极，位于下方的轴向内定磁环131外环为N极，位于下方的轴向外定磁环132内环为S极，因此，位于下方的第一轴向动磁环133，与位于下方的轴向内定磁环131和轴向外定磁环132之间的作用力均为吸力。同样的，位于上方的第一轴向动磁环133，与位于上方的轴向内定磁环131和轴向外定磁环132之间的作用力均为吸力。通过轴向内定磁环131、轴向外定磁环132和第一轴向动磁环133磁力耦合，实现对转轴的轴向支撑。

如图6所示，在另一实施例中，第一轴向动磁环133与轴向内定磁环131和轴向外定磁环132轴向错落布置，即位于下方的第一轴向动磁环133与位于上方的轴向内定磁环131轴向位置相同。位于上方的轴向内定磁环131外环为S极，位于上方的轴向外定磁环132内环 为N极，位于下方的第一轴向动磁环133内环为N极，外环为S极，因此，位于下方的第一轴向动磁环133，与位于上方的轴向内定磁环131和轴向外定磁环132之间的作用力均为吸力。通过轴向内定磁环131、轴向外定磁环132和第一轴向动磁环133磁力耦合，实现对转轴的轴向支撑。

如图8所示，在另一实施例例中，在所述轴向外定磁环132外侧还同轴设置有第三轴向定磁环134，并且所述第三轴向定磁环134与外壳111相固定。在第一轴向动磁环133外侧还同轴设置有第二轴向动磁环135，所述第二轴向动磁环135与转轴200相固定，并且所述第二轴向动磁环135位于第三轴向定磁环134，与轴向外定磁环132之间。第二轴向动磁环135与其两侧的轴向外定磁环132和第三轴向定磁环134之间的磁力也为吸力。即通过沿径向增加轴向定磁环和轴向动磁环的数量，实现多层次的磁力耦合，更好的实现对转轴的轴向支撑。同样的，还可以沿轴向增加轴向定磁环和轴向动磁环的数量。

如图1所示，所述径向支撑机构120设置有两套，分别设置在壳体组件110的两端，所述轴向支撑机构130设置有一套，设置在壳体组件110的中部，位于两套径向支撑机构120之间。

如图9所示，所述径向支撑机构120设置有置有两套，分别设置在壳体组件110的中部和一端，所述轴向支撑机构130设置有一套，设置在壳体组件110的另一端。

如图10所示，所述径向支撑机构120设置有置有四套，其中两套设置在壳体组件110的一端，两套设置在壳体组件110的另一端。 所述轴向支撑机构130设置有一套，设置在壳体组件110的中部。

如图11所示，所述径向支撑机构120设置有置有六套，其中三套设置在壳体组件110的一端，三套设置在壳体组件110的另一端。所述轴向支撑机构130设置有两套，设置在壳体组件110的中部。

本实用新型提供的永磁悬浮装置利用自身磁性能特点来进行工作，不需要通电等外部能源辅助；连接无机械接触，免维护，能高速运行，不需要润滑，无磨损，寿命长且结构简单。可应用于多个行业与领域并且绿色环保节能。

本实用新型最大的优势在于可代替大部分现有的轴承件来作为支撑、提高转速传递效率并且延长使用寿命的特点。与现有的一些连接的轴承相比，此装置勉去了机械连接，没有磨损接触，不存在润滑问题，且能根据实际情况考虑来调节磁钢组的配合来达到轴向或者径向受力的要求。由于其稳定性与阻力小的特点，也适用于飞轮储能系统，可大大提高其工作效率。本实用新型适用性广泛，也可作为单独使用的的系统，节能环保，前景可观。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。