一种磁悬浮轴承系统的整体减振机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种磁悬浮轴承系统的整体减振机构，由以下部件组成，两个轴向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统连接法兰的上下两端面，且嵌于所述电主轴连接法兰上下端面的相应凹槽中；两径向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统的外端与电主轴底座的内圆之间，且嵌于所述电主轴外端凹槽与所述电主轴底座内圆凹槽中；一压紧法兰，其位于所述磁悬浮轴承系统连接法兰上端，通过螺栓与所述电主轴底座相连接，同时起到压紧所述电主轴法兰的作用。本实用新型具有结构简单，定位方便的优点。
【专利说明】一种磁悬浮轴承系统的整体减振机构
[0001]【技术领域】:
[0002]本发明涉及一种电磁轴承装置，特别是关于一种基于橡胶垫缓冲减振的电磁轴承系统。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前磁悬浮轴承在各类高速旋转机械的支撑轴承中得到了越来越广泛的应用。它的主要优点是完全非接触支撑，无摩擦、无磨损和无润滑剂。随着转子的高速转动，旋转机械主轴部分所产生的振动会给整个系统带来很大的危害，特别是在磁悬浮轴承失效发生转子跌落时，转子坠落在保护轴承上所带来的振动和冲击，很可能给磁悬浮系统带来致命的伤害。
[0005]目前，在磁悬浮轴承系统中用来减振、防冲击的主要手段是靠控制系统的刚度、阻尼和保护轴承。通过电磁轴承的控制系统可以给转子施加适当的刚度和阻尼，从而达到缓冲、减振的作用。但是，在实际应用条件下，对转子施加的刚度和阻尼受到客观条件的限制，并不能够随意改变，因此转子的减振效果并不理想。对于转子的突然坠落，其造成的冲击载荷全部由保护轴承承担。在传统的磁轴承转子中，保护轴承主要安装在转子的上下两端，共同承受转子跌落时带来的轴向和径向的冲击。在很多情况下，由于转子的转速极高，并且保护轴承同磁轴承定子之间采用刚性连接，跌落时的冲击力巨大极容易造成保护轴承以及转子的损坏。目前针对保护轴承的减振方法主要是采用弹性元件对保护轴承进行支撑，以缓和转子跌落时的冲击。图1是一种已有的针对磁悬浮轴承中保护轴承的减振方案，其具体实施方案是磁悬浮轴承安装在主轴底座7上，保护轴承5、6刚性安装在磁悬浮轴承内部。在保护轴承4的周围安装减振波纹管3，利用波纹管3的变形吸能作用对保护轴承起到减振和保护的作用。但是悬浮轴承转子同定子的间隙极小，在转子跌落时如果弹性支撑元件的自身变形量过大会造成磁悬浮轴承转子和定子之间的接触，这就使保护轴承失去其自身的保护作用。
[0006]
【发明内容】
:
[0007]针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单，定位方便的磁悬浮轴承系统的整体减振机构。
[0008]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种磁悬浮轴承系统的整体减振机构，其结构特点在于:包括两个轴向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统连接法兰的上下两端面，且嵌于所述电主轴连接法兰上下端面的相应凹槽中；两径向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统的外端与电主轴底座的内圆之间，且嵌于所述电主轴外端凹槽与所述电主轴底座内圆凹槽中；一压紧法兰，其位于所述磁悬浮轴承系统连接法兰上端，通过螺栓与所述电主轴底座相连接，同时起到压紧所述电主轴法兰的作用。
[0009]所述轴向、径向减振垫圈为橡胶材料。
[0010]所述磁悬浮轴承系统、电主轴底座、压紧法兰相应位置均开有环形凹槽，用来放置橡胶减振垫圈。所开凹槽大小要根据减振垫圈的横截面来决定，保证在所述磁悬浮轴承系统、底座、压紧法兰这三者通过螺栓彼此连接紧固后彼此不能接触，且凹槽空间要留有一定余量，留出橡胶减振垫圈在受压后产生变形的空间。
[0011]本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明由于采用橡胶垫圈作为缓冲吸能元件，能够有效的隔离磁悬浮轴承系统中转子旋转时产生的振动，减小其在工作时同安装底座之间的相互影响。2、本发明采用橡胶垫圈作为转子跌落时的缓冲吸能元件，因此在磁悬浮轴承失效、转子跌落时，本发明装置可以利用轴向和径向减振垫圈变形时产生的吸能作用，减缓转自跌落冲力，吸收转自能量，避免由于受力过大产生的保护轴承和转子的损坏，可以有效地帮助跌落的转子较为平缓的接触保护轴承，减速继续旋转，直至安全停机。3、本发明采用橡胶垫圈支撑磁悬浮轴承系统，同时达到轴向和径向的减振缓冲作用，其结构简单，安装定位都教容易，制造工艺成熟，成本低。本发明可广泛应用于工业生产和科学研究领域，尤其是可以用于采用磁悬浮轴承系统的支撑系统中。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1为【背景技术】的附图。
[0014]图2是本发明结构示意图。
[0015]图3是本发明的另一种实施例。
[0016]【具体实施方式】:
[0017]实施例1:如图2所示，在本发明中，磁悬浮轴承系统3的轴向和径向定位是通过压紧法兰5和螺栓9将电主轴连接法兰4固定在主轴底座6上。电主轴3、主轴底座6和压紧法兰5三者之间通过橡胶减振垫圈进行隔离。磁悬浮轴承系统的连接法兰4的上下端面,磁悬浮电主轴3外圆，压紧法兰5下端面，电主轴底座6上表面，电主轴底座6内圆分别设有横截面为矩形的环形凹槽。上端轴向减振垫圈I的安装是靠将其嵌入压紧法兰5下端的凹槽和电主轴连接法兰4上端凹槽共同组成的空间中。下端轴向减振垫圈2的安装是靠将其嵌入电主轴连接法兰4下端凹槽和电主轴底座6上表面凹槽共同组成的空间中。两径向减振垫圈7、8的安装是靠将其嵌入电主轴3外圆凹槽和电主轴底座6内圆凹槽共同组成的空间中。压紧法兰5通过螺栓9穿过电主轴连接法兰4同电主轴底座6进行连接，通过螺栓9的预紧力将三者连接在一起。所有凹槽的尺寸设计要遵循以下原则:凹槽不能过大，否则在减振垫圈受力变形时会造成安装面的接触，使减振措施失去作用；凹槽不能过小，否则在减振垫圈受力时没有变形空间，容易造成橡胶垫圈的损坏时效。安装时要使用力矩扳手锁紧螺栓，保证所有减振垫圈有一定的变形量，同时又不会因为变形过大造成橡胶垫圈的损坏。
[0018]本发明中在传统设计的基础上，保留了保护轴承的设计，对主轴底座6和电主轴连接法兰4设计进行了修改。在保留传统的底座-电主轴的连接关系的同时，在其连接之间加入了弹性元件。在工作过程中，图1中所示所有部件均静止不动，只有轴承转子10在高速旋转。轴承当转子跌落时，跌落造成的冲击力会通过保护轴承传导到磁悬浮电主轴的外壳上。这时冲击和震动的能量会被在主轴和轴承座之间的橡胶垫圈所吸收,从而避免电磁轴承结构的损坏。
[0019]实施例2:如图3所示，本发明的另一种实例是将减振垫圈运用于卧式磁悬浮电主轴系统中。轴向减振垫圈1、2、3、4的安装位置移动到电主轴5两端的两个连接法兰6、7 ；径向减振垫圈13、14、15、16的安装位置位于电主轴5的两端。本实例中轴向和径向减振垫圈分别由2个增加为4个，其余安装方式同实例I中的安装连接放置相同，在此不再赘述。[0020]上述个实施例中，轴向、径向减振垫圈的数量和型号可以根据磁悬浮轴承系统的重量、转速及工作条件等因素进行改变，只要垫圈自身的变形能够对电主轴的振动进行缓冲并保证垫圈不损坏即可。
[0021]实验表明，橡胶垫圈可以有效的吸收振动能量，是一种很好的吸能元件。用橡胶垫圈来支撑磁悬浮轴承系统，能够有效的隔离磁悬浮轴承电主轴旋转时产生的振动，并且在转子意外跌落时，减缓转自跌落冲力，吸收转自能量，避免由于受力过大产生的保护轴承和转子的损坏，可以有效地帮助跌落的转子较为平缓的接触保护轴承，减速继续旋转，直至安全停机。
【权利要求】
1.一种磁悬浮轴承系统的整体减振机构，其特征是:由以下部件组成，两个轴向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统连接法兰的上下两端面，且嵌于电主轴连接法兰上下端面的相应凹槽中；两径向减振垫圈，其分别连接在所述磁悬浮轴承系统的外端与电主轴底座的内圆之间，且嵌于所述电主轴外端凹槽与所述电主轴底座内圆凹槽中；一压紧法兰，其位于所述磁悬浮轴承系统连接法兰上端，通过螺栓与所述电主轴底座相连接，同时起到压紧所述电主轴法兰的作用。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承系统的整体减振机构，其特征是:所述轴向、径向减振垫圈为橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承系统的整体减振机构，其特征是:所述磁悬浮轴承系统、电主轴底座、压紧法兰相应位置均开有环形凹槽，用来放置橡胶减振垫圈。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承系统的整体减振机构，其特征是:所述凹槽大小要根据减振垫圈的横截面来决定，保证在所述磁悬浮轴承系统、底座、压紧法兰这三者通过螺栓彼此连接紧固后彼此不能接触，且凹槽空间要留有一定余量，留出橡胶减振垫圈在受压后产生变形的空间。
【文档编号】F16F15/08GK203560352SQ201320601527
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】洪申平, 俞天野, 沙宏磊, 张亮, 项海铭 申请人:天津飞旋科技研发有限公司