轴承组件以及具有其的磁悬浮系统的制作方法

本申请属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种轴承组件以及具有其的磁悬浮系统。

背景技术：

目前，现有磁悬浮系统包括前应急轴承、前径向磁悬浮轴承定子、电机定子、转子、后径向磁悬浮轴承定子、前轴向磁悬浮轴承定子、后轴向磁悬浮轴承定子、后应急轴承。目前传统的应急轴承主要采用滚动轴承。

但是，现有技术中主要存在以下几个问题：(1)由于磁悬浮轴承支撑下的转子往往工作在极高的转速下，此转速一般远高于传统应急轴承的极限转速，超高速工作下的应急轴承的保持架将受到巨大冲击，同时轴承将产生大量的热量，导致保持架的碎裂和轴承的烧毁；(2)高速旋转的转子跌落将会产生巨大的振动与冲击，可能直接导致应急轴承的损坏。

因此，如何提供一种能够有效提高应急轴承极限转速和承载能力的轴承组件以及具有其的磁悬浮系统成为本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种轴承组件以及具有其的磁悬浮系统，有效提高应急轴承极限转速和承载能力。

为了解决上述问题，本申请提供一种轴承组件，包括：

第一轴承；

第二轴承；

转接环，转接环包括同心设置的第一环部、第二环部和环状的连接部，连接部包括相背的第一端面和第二端面，第一环部位于连接部的外周侧并连接在第一端面上，第二环部位于连接部的内周侧并连接在第二端面上，第一轴承套设在第一环部的内周，第二轴承套设在第二环部的外周；第一环部与第二环部分别位于连接部的两侧。

优选地，第一轴承的内周壁位于第二环部内周壁的内周侧。

优选地，第一轴承包括第一外套圈、第一内套圈以及第一滚动部，第一滚动部设置于第一外套圈和第一内套圈之间；和/或，第二轴承包括第二外套圈、第二内套圈和第二滚动部，第二滚动部设置于第二外套圈和第二内套圈之间。

优选地，第二环部在轴向上的宽度为d1，第二内套圈的宽度为d2；d1≧d2；且第二环部覆盖第二内套圈的内表面。

优选地，连接部上靠近第一轴承的表面包括第一部分和第二部分；第一部分和第二部分向中心轴方向依次设置；第一部分与第一外套圈的端面相贴合，第二部分与第一内套圈的端面以及第一滚动部之间存在第一间隙；

和/或，连接部上靠近第二轴承的表面包括第三部分和第四部分；第三部分和第四部分向远离中心轴方向依次设置；第三部分与第二内套圈的端面相贴合，第四部分与第二外套圈的端面以及第二滚动部之间存在第二间隙。

优选地，第一间隙为开设于第二部分上的第一凹槽；和/或，第二间隙为开设于第四部分上的第二凹槽。

优选地，第一轴承包括成对设置的角接触轴承或者双列角接触轴承；和/或，第二轴承包括成对设置的角接触轴承或者双列角接触轴承。

优选地，第一轴承为深沟球轴承；和/或，第二轴承为深沟球轴承。

优选地，第一环部与第一轴承过盈配合或者过渡配合；和/或，第二环部与第二轴承过盈配合或者过渡配合。

根据本申请的再一方面，提供了一种磁悬浮系统，包括轴承组件，轴承组件为上述的轴承组件。

优选地，磁悬浮系统还包括前径向磁悬浮轴承定子、电机定子、转子、后径向磁悬浮轴承定子、前轴向磁悬浮轴承定子和后轴向磁悬浮轴承定子；轴承组件包括第一轴承组件和第二轴承组件；第一轴承组件、前径向磁悬浮轴承定子、电机定子、后径向磁悬浮轴承定子、前轴向磁悬浮轴承定子和后轴向磁悬浮轴承定子以及第二轴承组件均设置于转子的外周侧，并沿着转子的轴向依次设置。

优选地，转子包括转轴、前径向磁悬浮轴承转子、电机转子、后径向磁悬浮轴承转子和轴向转子；且转轴上套设有支撑套环；第一轴承组件设置于支撑套环的外周侧；且支持套环的外表面上设置有环形凸台；环形凸台所述转轴周向设置；凸台与转轴的端部在周向上的位置相对应位置相对应；前径向磁悬浮轴承定子设置于前径向磁悬浮轴承转子的外周侧；电机定子设置于电机转子的外周侧；后径向磁悬浮轴承定子设置于后径向磁悬浮轴承转子的外周侧；轴向转子在轴向上位于前轴向磁悬浮轴承定子和后轴向磁悬浮轴承定子之间；

在径向磁悬浮轴承工作时，前径向磁悬浮轴承定子与前径向磁悬浮轴承转子之间形成径向工作间隙为b，后径向磁悬浮轴承定子与后径向磁悬浮轴承转子之间形成径向工作间隙为b；第一轴承的内周壁与转轴之间形成径向保护间隙a；第二环部与转轴之间形成径向保护间隙c；a＜c＜b；

在轴向磁悬浮轴承工作时，前轴向磁悬浮轴承定子、轴向转子、后轴向磁悬浮轴承定子三者之间在轴向上形成工作间隙x；转轴、第一轴承组件的第一轴承和支撑套环三者之间在轴向上形成轴向保护间隙y；y＜x。

本申请提供的轴承组件以及具有其的磁悬浮系统，将轴承设计为双层结构，可以有效的提高应急轴承极限转速和承载能力，避免磁悬浮轴承转子转速高于应急轴承极限转速并导致轴承损坏，提高应急轴承可靠性，还能提高应急轴承承载能力和抗冲击能力，提高应急轴承可靠性，且两个轴承轴向布置，可以有效的减小径向尺寸。

附图说明

图1为本申请实施例轴承组件的结构示意图；

图2为本申请实施例轴承组件的结构示意图；

图3为本申请实施例转接环的结构示意图；

图4为本申请实施例磁悬浮系统的结构示意图；

图5为本申请实施例轴承组件的结构示意图；

图6为本申请实施例轴承组件的结构示意图。

附图标记表示为：

11、第一轴承；2、第二轴承；3、转接环；31、第一环部；32、第二环部；33、连接部；331、第一间隙；332、第二间隙；4、转子；41、转子轴；42、前径向磁悬浮轴承转子；43、电机转子；44、后径向磁悬浮轴承转子；45、推力盘；46、支撑套环；51、前径向磁悬浮轴承定子；52、后径向磁悬浮轴承定子；61、前轴向磁悬浮轴承定子；62、后轴向磁悬浮轴承定子。

具体实施方式

结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种轴承组件，包括：第一轴承1、第二轴承2和转接环；转接环包括同心设置的第一环部31、第二环部32和环状的连接部33，连接部33包括相背的第一端面和第二端面，第一环部31位于连接部33的外周侧并连接在第一端面上，第二环部32位于连接部33的内周侧并连接在第二端面上，第一轴承1套设在第一环部31的内周，第二轴承2套设在第二环部32的外周；第一环部31与第二环部32分别位于连接部33的两侧，将轴承设计为双层结构，可以有效的提高应急轴承极限转速和承载能力，避免磁悬浮轴承转子转速高于应急轴承极限转速并导致轴承损坏，提高应急轴承可靠性，还能提高应急轴承承载能力和抗冲击能力，提高应急轴承可靠性，且两个轴承轴向布置，可以有效的减小径向尺寸。进一步地，连接部33为环形，连接部33设置于第一轴承1和第二轴承2之间，并且连接部33的外周侧与第一环部31连接，连接部33的内周侧与第二环部32连接，还可以进一步提高应急轴承极限转速，并减小径向尺寸；同时作为二级径向保护，在内层轴承失效后仍可起到径向保护作用，避免因应急轴承损坏导致磁悬浮系统直接无法正常工作，提高应急轴承使用寿命，并且采用双层结构，转速和冲击力可分配到两个轴承中，相对于单个轴承可明显提高极限转速及抗冲击能力；相较于传统双层轴承，采用转接环将标准轴承进行组装，避免重新进行轴承设计，提高通用性；且中间转接环设计为台阶结构，进一步提高应急轴承极限转速，并减小径向尺寸；同时，连接部33可同时为磁悬浮系统提供二级径向保护，避免因应急轴承损坏导致磁悬浮系统直接无法正常工作，提高应急轴承使用寿命。

进一步地，第一轴承1的内周壁位于第二环部21内周壁的内周侧。

进一步地，第一轴承1包括第一外套圈、第一内套圈以及第一滚动部，第一滚动部设置于第一外套圈和第一内套圈之间；和/或，第二轴承2包括第二外套圈、第二内套圈和第二滚动部，第二滚动部设置于第二外套圈和第二内套圈之间；

和/或，第二环部位于第一轴承内表面的外周侧。

进一步地，第二环部32在轴向上的宽度为d1，第二内套圈的宽度为d2；d1≧d2；且第二环部32覆盖第二内套圈的内表面。

结合参见图3所示，本申请还公开了一些实施例，连接部33上靠近第一轴承1的表面包括第一部分和第二部分；第一部分和第二部分向中心轴方向依次设置；第一部分与第一外套圈的端面相贴合，第二部分与第一内套圈的端面以及第一滚动部之间存在第一间隙331；

和/或，连接部33上靠近第二轴承2的表面包括第三部分和第四部分；第三部分和第四部分向远离中心轴方向依次设置；第三部分与第二内套圈的端面相贴合，第四部分与第二外套圈的端面以及第二滚动部之间存在第二间隙332。

进一步地，第一间隙331为开设于第二部分上的第一凹槽；和/或，第二间隙332为开设于第四部分上的第二凹槽。

结合参见图2所示，本申请还公开了一些实施例，第一轴承1包括成对设置的角接触轴承或者双列角接触轴承；和/或，第二轴承2包括成对设置的角接触轴承或者双列角接触轴承，可同时承受径向和轴向载荷，同时作为磁悬浮径向和轴向保护轴承。

进一步地，第一轴承1为深沟球轴承；和/或，第二轴承2为深沟球轴承，不仅可以提供轴向保护，还可主要承受径向载荷和少量轴向载荷，作为磁悬浮径向保护轴承。

进一步地，第一环部31与第一轴承1过盈配合或者过渡配合；和/或，第二环部32与第二轴承2过盈配合或者过渡配合。

结合参见图4所示，根据本申请的实施例，一种磁悬浮系统，包括轴承组件，轴承组件为上述的轴承组件。

进一步地，磁悬浮系统还包括前径向磁悬浮轴承定子51、电机定子7、转子4、后径向磁悬浮轴承定子52、前轴向磁悬浮轴承定子61和后轴向磁悬浮轴承定子62；轴承组件包括第一轴承组件和第二轴承组件；第一轴承组件、前径向磁悬浮轴承定子51、电机定子7、后径向磁悬浮轴承定子52、前轴向磁悬浮轴承定子61和后轴向磁悬浮轴承定子62以及第二轴承组件均设置于转子4的外周侧，并沿着转子4的轴向依次设置，径向磁悬浮轴承工作时，磁悬浮系统工作时，前径向磁悬浮轴承定子42与前径向磁悬浮轴承转子42之间形成径向工作间隙b，后径向磁悬浮轴承定子(5)与后径向磁悬浮轴承转子44之间同样形成径向工作间隙b，提供径向磁悬浮轴承工作所需磁拉力。当第一轴承1与转子轴41或支撑套环46之间形成径向保护间隙a，第二环部32与转子轴41或支撑套环46之间形成二级径向保护间隙c，其中a＜c＜b。当磁悬浮系统发生故障导致转子径向失稳时，转子4首先发生与第一轴承1的第一内圈碰撞，若第一轴承1发生故障，转子4与第二环部32发生碰撞，第二轴承2起到保护作用，从而保证径向磁悬浮轴承定转子不发生碰撞，起到二级径向保护的作用。轴向磁悬浮轴承工作时，前轴向磁悬浮轴承定子61、推力盘、后轴向磁悬浮轴承定子62三者之间形成轴向磁悬浮轴承的工作间隙x＝x1+x2，提供轴向轴承工作所需磁拉力。转子轴41、支撑套环46、第二轴承组件轴向方向形成轴向保护间隙y＝y1+y2，令y＜x，从而起到轴向磁悬浮轴承轴向保护的作用。

进一步地，转子4包括转轴、前径向磁悬浮轴承转子、电机转子、后径向磁悬浮轴承转子和轴向转子；且转轴上套设有支撑套环；第一轴承组件设置于支撑套环的外周侧；且支持套环的外表面上设置有环形凸台；环形凸台围绕转轴周向设置；凸台与转轴的端部在周向上的位置相对应；前径向磁悬浮轴承定子51设置于前径向磁悬浮轴承转子的外周侧；电机定子7设置于电机转子的外周侧；后径向磁悬浮轴承定子52设置于后径向磁悬浮轴承转子的外周侧；轴向转子在轴向上位于前轴向磁悬浮轴承定子61和后轴向磁悬浮轴承定子62之间；

在径向磁悬浮轴承工作时，前径向磁悬浮轴承定子51与前径向磁悬浮轴承转子之间形成径向工作间隙为b，后径向磁悬浮轴承定子52与后径向磁悬浮轴承转子之间形成径向工作间隙为b；第一轴承1的内周壁与转轴之间形成径向保护间隙a；第二环部32与转轴之间形成径向保护间隙c；a＜c＜b；

在轴向磁悬浮轴承工作时，前轴向磁悬浮轴承定子51、轴向转子、后轴向磁悬浮轴承定子52三者之间在轴向上形成工作间隙x；转轴、第一轴承组件中的第一组件中的第一轴承和支撑套环在轴向上形成轴向保护间隙y；y＜x。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。