专利名称：永磁全磁浮推力轴承的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采用永磁磁力的磁悬浮轴承，特别是一种永磁全磁浮推力轴承。
背景技术：
本发明人一直致力于吸斥磁路理论的建树和磁力磁路系统的研制开发，对磁悬浮技术有较为全面和较为深刻的认识与了解。在国内外公开的现有技术中，虽然有采用磁悬浮技术的永磁轴承的报道，但因考虑到作为轴承所必须具备的承载力、刚度和阻尼等技术指标，一般都在永磁轴承上加有支点或加有电磁控制。一些根本没有考虑到这些技术指标的技术方案还只是一种技术设想，由于仅仅利用了永磁体与永磁体之间相互排斥的磁场力来实现磁悬浮，这就使得永磁轴承无法制造出来，也就是说，完全由斥力产生的磁悬浮不可能对转动中的轴起到支撑作用。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种不加支点、也不加电磁控制、又能够满足轴承性能要求的永磁全磁浮推力轴承。
本实用新型的技术方案如下永磁全磁浮推力轴承，包括定子和与该定子相匹配的磁浮转子，其特征在于所述定子和所述磁浮转子相对应的中部均设置有极性相同的中心永磁体，所述定子和所述磁浮转子相对应的边部绕所述中心永磁体均设置有两圈或两圈以上相邻位置和相对位置均极性相异的永磁环。
所述中心永磁体为强磁场小跨度的圆柱磁体，所述永磁环为弱磁场大跨度的环形磁体。
所述圆柱磁体为N极对N极。
所述定子的基体和所述磁浮转子的基体均采用导磁材料。
所述定子的基体和所述磁浮转子的基体均采用圆盆形结构，即设置所述圆柱磁体的中部凹进，而设置所述环形磁体的边部凸出。
所述永磁环为两圈以上的双数多圈磁环。
所述永磁环的圈数为四圈。
所述永磁环的圈数为六圈。
本实用新型的技术效果如下由于本实用新型永磁全磁浮推力轴承在定子和磁浮转子之间既设置有轴向吸斥磁路，又设置有径向吸斥磁路，即极性相同的两个中心磁体以其排斥力使得磁浮转子悬浮于定子，定子与磁浮转子上对应设置的极性相异的永磁环以其吸引力使得这种悬浮状态保持轴向稳定；同时，这些极性相异的永磁环沿定子和磁浮转子对应表面均径向分布有两圈或两圈以上，并且定子与磁浮转子上交叉相对的永磁环极性相同，一旦出现径向位移，就会产生为消除径向位移而协同作用的磁场斥力，从而使得悬浮状态能够保持径向稳定。由于本实用新型的结构设计使得处在悬浮状态的磁浮转子既具备轴向稳定的性能又具备径向稳定的性能，所以，在不加支点、也不加电磁控制的情况下也能够满足轴承的性能要求，对连接于磁浮转子上的转轴起到有效的支撑作用。
由于采用了中部为圆柱磁体、边部为环形磁体的结构，使得中部相排斥的圆柱磁体与圆柱磁体之间以小跨度的强磁场平衡边部相吸引的环形磁体与环形磁体之间大跨度的弱磁场，这样更加有利于实现全磁浮轴承的轴向稳定，从而保障推力轴承的特有性能。
由于基体均采用导磁材料，这就大大地增加了整个永磁全磁浮推力轴承的磁场强度。
由于基体均采用圆盆形结构，这就给本实用新型的制造带来了便利，便于合理安排磁力分布。
由于分布的永磁环圈数为双数，有利于保持周边磁场的对称性分布；多圈磁环可以满足对刚度的更高要求。
图1为本实用新型结构与原理示意图；图2为图1的A-A视图。
图中标记列示如下1-定子 2-定子基体 3-N极圆柱磁体 4-S极环形磁体5-N极环形磁体 6-磁浮转子 7-轴 8-磁浮转子基体具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图所示，本实用新型永磁全磁浮推力轴承由可以固定于轴承座的定子1和可以与轴7连接的磁浮转子6构成，定子1与磁浮转子6在大小规格和磁极磁力上相匹配，定子1和磁浮转子6相对应的中部均设置有极性相同的中心永磁体，即N极圆柱磁体3；定子1的边部绕N极圆柱磁体3设置有四圈永磁环，由外圈往内圈依次为N极环形磁体5、S极环形磁体4、N极环形磁体和S极环形磁体；磁浮转子6的边部绕N极圆柱磁体3也设置有四圈永磁环，并且其位置与定子上的永磁环一一对应，但磁极相异，由外圈往内圈依次为S极环形磁体4、N极环形磁体5、S极环形磁体和N极环形磁体。从图中可以看出，就轴承整体而言，这些永磁环分布无论是相邻位置还是相对位置均极性相异。定子基体2和磁浮转子基体8与磁体均通过粘接方式固定连接，较大规格的永磁环可以采用相应的弧形磁块拼接而成。
工作时，定子1固定于轴承座上，磁浮转子6与轴7固定连接，直接支撑轴7并随轴7一同运转。中部N极对N极的圆柱磁体3是强磁场小跨度，相互产生排斥力，使得磁浮转子6悬浮于定子1；边部N极对S极的环形磁体是弱磁场大跨度，相互产生吸引力；于是，中心排斥力与周边吸引力的协同作用，使得磁浮转子6相对于定子1的悬浮状态能够保持轴向稳定。同时，边部的多圈永磁环，当交叉相对时，永磁环极性相同，例如，图1所示的，磁浮转子6上的N极环形磁体5正对着定子1上的S极环形磁体4，两侧斜对着的都是N极环形磁体，一旦轴7带着磁浮转子6出现径向位移，就会产生为消除该径向位移而协同作用的磁场斥力，从而使得悬浮状态能够保持径向稳定。
基体采用导磁材料，能够增加磁场强度；圆盆形结构，即设置N极圆柱磁体的基体中部凹进，而设置所述环形磁体的基体边部凸出，便利于生产制造。边部永磁环的圈数还可以是两圈、六圈或七圈等。
以上所述，均为本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本实用新型同样的发明创造原理，还可以作出若干变形和改进，但是，这些均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.永磁全磁浮推力轴承，包括定子和与该定子相匹配的磁浮转子，其特征在于所述定子和所述磁浮转子相对应的中部均设置有极性相同的中心永磁体，所述定子和所述磁浮转子相对应的边部绕所述中心永磁体均设置有两圈或两圈以上相邻位置和相对位置均极性相异的永磁环。
2.根据权利要求1所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述中心永磁体为强磁场小跨度的圆柱磁体，所述永磁环为弱磁场大跨度的环形磁体。
3.根据权利要求2所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述中心永磁体为N极对N极。
4.根据权利要求1-3之一所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述定子的基体和所述磁浮转子的基体均采用导磁材料。
5.根据权利要求4所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述定子的基体和所述磁浮转子的基体均采用圆盆形结构，即设置所述圆柱磁体的基体中部凹进，而设置所述环形磁体的基体边部凸出。
6.根据权利要求5所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述永磁环为两圈以上的双数多圈磁环。
7.根据权利要求6所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述永磁环的圈数为四圈或六圈。
8.根据权利要求1-3之一所述的永磁全磁浮推力轴承，其特征在于所述定子的基体和所述磁浮转子的基体均采用圆盆形结构，即设置所述圆柱磁体的基体中部凹进，而设置所述环形磁体的基体边部凸出。
专利摘要本实用新型提供一种不加支点、也不加电磁控制、又能够满足轴承技术指标的永磁全磁浮推力轴承，包括定子和与该定子相匹配的磁浮转子，其特征在于所述定子和所述磁浮转子相对应的中部均设置有极性相同的中心永磁体，所述定子和所述磁浮转子相对应的边部绕所述中心永磁体均设置有两圈或两圈以上相邻位置和相对位置均极性相异的永磁环。
文档编号F16C32/04GK2632381SQ03266359
公开日2004年8月11日 申请日期2003年7月4日 优先权日2003年7月4日
发明者李国坤, 李晓蓬, 李晓波, 陈朝闻 申请人:李国坤, 李晓蓬, 李晓波, 陈朝闻