一种锥面夹持保护轴承装置的制作方法

本发明涉及领域磁悬浮轴承系统，具体涉及一种锥面夹持保护轴承装置。

背景技术：

磁悬浮轴承系统在意外断电等情况下，会失去对转子的承载能力，所以需要安装一套保护轴承装置为转子提供临时的支承，避免高速旋转的转子跌落在定子上对定子造成损坏，保证整个磁悬浮系统的安全性。目前磁悬浮系统中所使用的保护轴承多采用复杂的外部机械机构，由于机构的复杂性以及事故的不确定性，在磁悬浮轴承系统意外断电时，存在保护机构卡死等现象，轴承会受到转子很大的冲击和振动，导致保护轴承损坏。

所以为了改善这一现象，提高磁悬浮轴承的可靠性，扩大其应用前景，研究一种在磁悬浮轴承系统意外断电等情况下，能够主动消除保护轴承与转子之间的间隙，减少对保护轴承的冲击，对磁悬浮轴承的发展可以起到重要的作用。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的保护轴承装置反应速度慢、保护效果差的技术问题，本发明提出一种锥面夹持保护轴承装置，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种锥面夹持保护轴承装置，包括：双锥面外表面，所述双锥面外表面设置在转子的外周，所述双锥面外表面具有两个对称的外锥形面；夹持组件，所述夹持组件为两组，两组夹持组件对称设置在所述双锥面外表面的两侧，所述夹持组件包括传动件和夹持件，所述传动件被螺纹装配，所述传动件的内周与所述转子的外周间隙配合，所述夹持件转动装配在所述传动件的靠近所述双锥面外表面的一端，所述夹持件的内周面为与相邻的外锥形面配合的内锥形面；当所述转子失稳与所述传动件接触，两个所述传动件在所述转子的带动下转动并朝向所述双锥面外表面轴向运动，两个所述夹持件的内周面靠近并夹持所述双锥面外表面。

本发明的锥面夹持保护轴承装置，通过在转子上设置双锥面外表面，两组夹持组件对称设置在双锥面外表面的两侧，两组夹持组件被螺纹装配，两组夹持组件在失稳的转子的带动下可相向运动，两组夹持组件的内锥形面分别与双锥面外表面的两个外锥形面相接以夹持支承转子，起到保护作用。本发明的保护轴承装置的两组夹持组件可在失稳的转子的带动下自动相向运动，无需其他驱动结构，可在断电等突发情况下，起到保护作用。

根据本发明的一个实施例，所述传动件的内周面与所述转子的外周面之间的径向间隙小于所述夹持件的内周面与相邻的外锥形面之间的径向间隙。

根据本发明的一个实施例，所述双锥面外表面呈中部凸起状。

根据本发明的一个实施例，所述双锥面外表面包括沿轴向依次相接的第一外锥形面、圆柱面和第二外锥形面，所述第一外锥形面与第二外锥形面对称设置。

根据本发明的一个实施例，所述传动件的外周面分布有外螺纹以被螺纹装配在机架上，两个所述传动件上的外螺纹的螺旋方向相反。

根据本发明的一个实施例，所述传动件的靠近所述双锥面外表面的端面固定有固定块，所述固定块通过轴承转动连接所述夹持件。

根据本发明的一个实施例，所述固定块的内周面呈阶梯面，所述固定块的内周面配合传动件限位所述轴承的外圈，所述夹持件配合压块限位所述轴承的内圈。

根据本发明的一个实施例，所述传动件的远离所述双锥面外表面的一端外径缩小以与所述机架之间形成间隙，所述传动件的远离所述双锥面外表面的一端设置有沟槽。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的锥面夹持保护轴承装置，通过在转子上设置双锥面外表面，两组夹持组件对称设置在双锥面外表面的两侧，两组夹持组件被螺纹装配，当转子正常运转时，两组夹持组件的内周面与双锥面外表面之间存有间隙，转子可正常转动；当转子失稳时，两组夹持组件在失稳的转子的带动下可相向运动，两组夹持组件的内锥形面分别与双锥面外表面的两个外锥形面相接以夹持支承转子，起到保护作用。本发明的保护轴承装置的两组夹持组件可在失稳的转子的带动下自动相向运动，无需其他驱动结构，可在断电等突发情况下，起到保护作用；进一步设置夹持件转动安装在传动件上，当两个夹持件夹持双锥面外表面时，转子还可继续转动一段时间，缓慢停下，防止损坏转子；

2.本发明的锥面夹持保护轴承装置，通过设置传动件的内周面与转子的外周面之间的径向间隙小于夹持件的内周面与相邻的外锥形面之间的径向间隙，可使转子失稳跌落后先与传动件接触，转子带动两个传动件旋转并轴向相向运动，进而使两个夹持件靠近夹持双锥面外表面；

3.本发明的锥面夹持保护轴承装置，通过设置双锥面外表面包括沿轴向依次相接的第一外锥形面、圆柱面和第二外锥形面，第一外锥形面与第二外锥形面对称设置，中间凸起状，可使两个夹持件在夹持双锥面外表面情况下，两个夹持件之间还存有轴向间隙，防止两个夹持件发生碰撞，造成损坏；

4.本发明的锥面夹持保护轴承装置，通过设置传动件的远离外锥形面的一端外径缩小以与机架之间形成间隙，且该端上设置有沟槽，可方便复位时使用工具对两个驱动件施加作用力，使两个驱动件相背轴向运动，两个夹持件与双锥面外表面之间存有间隙，转子可恢复正常运转。

附图说明

图1为本发明的锥面夹持保护轴承装置的结构示意图；

图2为图1的a-a截面图；

图3为图2的b-b截面图；

图4为夹持件的结构示意图；

图5为图4的c-c截面图；

图中：1-转子；11-双锥面外表面；111-第一外锥形面；112-圆柱面；113-第二外锥形面；2-夹持组件；21-传动件；211-沟槽；22-夹持件；221-内锥形面；23-固定块；24-轴承；25-压块；3-机架；31-内螺纹；32-阻断槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-5所示，本实施例提供了一种锥面夹持保护轴承装置，其安装在转子1的外周，正常情况下，锥面夹持保护轴承装置与转子1的外周之间存有间隙，在径向磁轴承的作用下，转子1可处于径向平衡状态，转子1在电机的带动下可高速旋转；当磁悬浮系统断电或出现故障时，锥面夹持保护轴承装置可起到支承转子1，保护径向磁轴承的作用。电机可位于转子1的中部，两个径向磁轴承对称设置在电机的轴向两侧。

锥面夹持保护轴承装置包括设置在转子1上的双锥面外表面11和两组夹持组件2，两组夹持组件2对称设置在双锥面外表面11的轴向两侧，夹持组件2被螺纹装配，夹持组件2的内周与转子1的外周面之间间隙配合，当转子1失稳跌落时，转子1与夹持组件2的内周面相接触，夹持组件2随转子1转动且产生轴向位移，两组夹持组件2轴向相向运动与双锥面外表面11相接，支承转子1。

双锥面外表面11设置在转子1上，双锥面外表面11呈中部凸起状，双锥面外表面11包括沿轴向依次相接的第一外锥形面111、圆柱面112和第二外锥形面113，第一外锥形面111和第二外锥形面113呈对称设置，圆柱面112与两个外锥形面111,113的大径一端相接，圆柱面112与外锥形面111,113的大径相等。

两组夹持组件2对称设置在双锥面外表面11的轴向两侧，以一组夹持组件2为例，夹持组件2包括传动件21和夹持件22，传动件21间隙套设在转子1的外周，传动件21的外周面设置有外螺纹，传动件21螺纹装配在机架3上，传动件21的内周面与转子1间隙配合。传动件21的靠近双锥面外表面11的一端转动连接夹持件22，夹持件22的内周面为相邻的双锥面外表面11的一个外锥形面配合的内锥形面221，当转子1失稳跌落时，转子1与传动件21的内周面相接，传动件21随转子1转动并轴向朝向双锥面外表面11运动，直至夹持件22的内锥形面221与相邻的外锥形面相接，起到支承转子1的作用。优选地，传动件21的内周面与转子1的外周面之间的径向间隙小于夹持件22的内锥形面221与相邻的双锥面外表面11的外锥形面之间的径向间隙。

具体地，传动件21的靠近双锥面外表面11的一端端面上固定有固定块23，固定块23通过轴承24与夹持件22转动连接。进一步具体地，固定块23的内周面呈阶梯面，固定块23的内周面配合传动件21的端面限位轴承24的外圈；夹持件22的外周面为阶梯面，夹持件22的外周面配合压块25限位轴承24的内圈。

优选地，为了方便夹持组件2复位，传动件21的远离双锥面外表面11的一端与机架3之间存在较大间隙，且该端还开有沟槽211，可使用工具伸入到沟槽211内，带动夹持组件2旋转并远离双锥面外表面11，夹持组件2与双锥面外表面11之间存在间隙，转子1可正常工作。

机架3位于转子1的外周，夹持组件2螺纹安装在机架3，机架3的内周面分布有两组内螺纹31，分别与两个传动件21上的外螺纹配合，机架3的内周面还设置有一圈阻断槽32以隔开两组内螺纹31。为了使两组夹持组件2在转子1的带动下相向运动，可设置两组内螺纹31旋向不同，两个传动件21上的外螺纹的旋向也不同。

基于上述结构，本实施例的夹持式保护轴承装置的工作原理为：

系统正常工作时，转子1高速转动，两组夹持组件2的夹持件22与转子双锥面外表面之间存有间隙，转子1可正常转动；

系统断电或出现故障的情况下，转子1失去磁悬浮作用力，转子1失稳跌落，转子1先与传动件21接触，在转子1的带动下，传动件21随之转动并轴向朝向双锥面外表面11运动，夹持件22在传动件21的带动下朝向双锥面外表面11运动，直至夹持件22的内锥形面221与双锥面外表面11的外锥形面相接，夹持组件2转动支承转子1；

当系统再次正常运转时，可使用工具插入传动件21上沟槽211内，转动传动件21，传动件21带动夹持件22远离双锥面外表面11运动，传动件21与双锥面外表面11之间存有间隙，转子1可正常转动。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。