磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器的制作方法

1.本技术涉及轴承技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器。


背景技术：

2.相关技术中公开了一种调节磁悬浮轴承、辅助轴承与转子装配间隙的方法，其通过压紧块对可压缩变形的弹簧叠片施加载荷，调节保护轴承在轴承座内的轴向位置，从而改变在转子上的投影位置，但弹簧叠片的刚度较小，抗冲击性较差；当转子轴向失稳碰撞时，存在弹簧叠片失效或大变形导致推力盘与磁悬浮轴承碰撞的风险。


技术实现要素：

3.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
4.为了解决上述问题，本技术提供一种磁悬浮轴承保护装置，包括转子、推力盘、前轴向铁芯、后轴向铁芯、轴承座、保护轴承和轴向限位结构，推力盘安装在转子上，前轴向铁芯和后轴向铁芯位于推力盘的两端，轴承座相对于后轴向铁芯固定设置，轴承座的内圈两端均设置有轴向限位结构，轴向限位结构与轴承座的内螺纹配合，并锁定保护轴承的外圈轴向位置，转子上设置有止挡台阶和后挡肩，止挡台阶和后挡肩形成限位槽，保护轴承的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶之间的间隙为d1，内圈与后挡肩之间的间隙为d2，推力盘与前轴向铁芯之间的间隙为b1，推力盘与后轴向铁芯之间的间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。
5.优选地，轴向限位结构包括螺塞和外圈挡肩，轴承座通过两端的外圈挡肩限定保护轴承的外圈轴向位置，螺塞与轴承座的内螺纹配合，锁定外圈挡肩的轴向位置。
6.优选地，转子外还套设有径向定子铁芯，径向定子铁芯与转子之间的径向间隙为a，保护轴承与转子之间的径向间隙为c，a＞c。
7.优选地，轴承座的内周壁还包括径向定位段，径向定位段位于两个外圈挡肩之间，保护轴承设置在径向定位段内。
8.优选地，轴承座的内周壁还包括沉槽段，沉槽段与径向定位段之间形成台阶，内螺纹位于沉槽段的侧壁上，沉槽段包括螺纹段和光滑段，螺塞与螺纹段螺纹配合，外圈挡肩与光滑段滑动配合。
9.优选地，螺塞远离推力盘的一端设置有力矩锁紧槽。
10.优选地，力矩锁紧槽沿轴向贯穿螺塞。
11.优选地，力矩锁紧槽位于螺塞的内周壁上。
12.优选地，转子位于保护轴承轴向外侧的部分设置有定位台阶，后挡肩轴向限位在定位台阶上。
13.优选地，转子上设置有外螺纹，后挡肩具有内螺纹，后挡肩与转子之间螺纹配合。
14.优选地，转子上设置有外螺纹，后挡肩的轴向外侧设置有锁紧螺母，锁紧螺母与转子螺纹配合，锁紧螺母锁紧在后挡肩的轴向外侧。
15.优选地，螺塞与轴承座之间为细牙螺纹配合。
16.优选地，保护轴承为深沟球轴承或角接触球轴承。
17.优选地，保护轴承为陶瓷球轴承。
18.根据本技术的另一方面，提供了一种电机，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
19.根据本技术的另一方面，提供了一种压缩机，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
20.根据本技术的另一方面，提供了一种空调器，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
21.本技术提供的磁悬浮轴承保护装置，包括转子、推力盘、前轴向铁芯、后轴向铁芯、轴承座、保护轴承和轴向限位结构，推力盘安装在转子上，前轴向铁芯和后轴向铁芯位于推力盘的两端，轴承座相对于后轴向铁芯固定设置，轴承座的内圈两端均设置有轴向限位结构，轴向限位结构与轴承座的内螺纹配合，并锁定保护轴承的外圈轴向位置，转子上设置有止挡台阶和后挡肩，止挡台阶和后挡肩形成限位槽，保护轴承的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶之间的间隙为d1，内圈与后挡肩之间的间隙为d2，推力盘与前轴向铁芯之间的间隙为b1，推力盘与后轴向铁芯之间的间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。该磁悬浮轴承保护装置将保护轴承安装在轴承座内，并通过设置在轴承两端的轴向限位结构与轴承座之间所形成的螺旋副调节保护轴承的轴向安装位置，可以方便实现保护轴承轴向位置的调节，使得磁悬浮轴承保护装置的通用性更强，简化装配工艺，同时可以利用螺旋副所形成的轴向调节来保证保护轴承的抗冲击能力，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
附图说明
22.图1为本技术一个实施例的磁悬浮轴承保护装置的结构示意图；
23.图2为本技术一个实施例的磁悬浮轴承保护装置的螺塞的结构示意图。
24.附图标记表示为：
25.1、转子；2、径向定子铁芯；3、前轴向铁芯；4、后轴向铁芯；5、轴承座；6、保护轴承；7、螺塞；71、力矩锁紧槽；8、外圈挡肩；9、锁紧螺母；10、后挡肩；11、推力盘；12、径向定位段；13、止挡台阶；14、定位台阶。
具体实施方式
26.结合参见图1至图2所示，根据本技术的实施例，磁悬浮轴承保护装置包括转子1、推力盘11、前轴向铁芯3、后轴向铁芯4、轴承座5、保护轴承6和轴向限位结构，推力盘11安装在转子1上，前轴向铁芯3和后轴向铁芯4位于推力盘11的两端，轴承座5相对于后轴向铁芯4固定设置，轴承座5的内圈两端均设置有轴向限位结构，轴向限位结构与轴承座5的内螺纹配合，并锁定保护轴承6的外圈轴向位置，转子1上设置有止挡台阶13和后挡肩10，止挡台阶
13和后挡肩10形成限位槽，保护轴承6的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶13之间的间隙为d1，内圈与后挡肩10之间的间隙为d2，推力盘11与前轴向铁芯3之间的间隙为b1，推力盘11与后轴向铁芯4之间的间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。
27.该磁悬浮轴承保护装置将保护轴承6安装在轴承座5内，并通过设置在轴承两端的轴向限位结构与轴承座5之间所形成的螺旋副调节保护轴承6的轴向安装位置，可以方便实现保护轴承6的轴向位置的调节，使得磁悬浮轴承保护装置的通用性更强，简化装配工艺，同时可以利用螺旋副所形成的轴向调节来保证保护轴承的抗冲击能力，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
28.在本实施例中，由于轴向限位结构与轴承座5之间为螺纹配合关系，可以利用螺纹配合调节轴向限位结构的轴向位置，因此能够根据不同的磁悬浮轴承和转子调节保护轴承与转子1的止挡台阶13以及后挡肩10之间的不同轴向间隙，使得轴向限位结构与轴承座5的螺纹配合结构能够适用于不同类型的保护轴承设置，适配性更好，装配要求更加简单。
29.在本实施例中，当转子1失稳时，如果转子1前移，由于推力盘11与前轴向铁芯3之间的轴向间隙为b1，内圈与后挡肩10之间的轴向间隙为d2，b1＞d2，因此此时转子1会带动后挡肩10前移，后挡肩10先接触到保护轴承6，因此能够阻挡推力盘11撞击前轴向铁芯3，对前轴向铁芯3形成有效的轴向保护。
30.同理，如果转子1后移，由于推力盘11与后轴向铁芯4之间的轴向间隙为b2，内圈与止挡台阶13之间的轴向间隙为d1，b2＞d1，因此此时转子1会带动止挡台阶13后移，止挡台阶13会先接触到保护轴承6，因此能够阻挡推力盘11撞击后轴向铁芯4，对后轴向铁芯4形成有效的轴向保护。
31.在一个实施例中，(b1+b2)＞(d1+d2)，b1＝b2，d1＝d2，能够保证保护轴承6的对中性，提高保护轴承6对磁悬浮轴承的保护性能。
32.在一个实施例中，转子1外还套设有径向定子铁芯2，径向定子铁芯2与转子1之间的径向间隙为a，保护轴承6与转子1之间的径向间隙为c，a＞c。
33.在本实施例中，由于a＞c，因此当转子1失稳，沿径向运动时，转子1会先接触保护轴承6的内圈，并被保护轴承6的内圈所止挡，因此不会与径向定子铁芯2形成接触，可以有效保护径向定子铁芯2，防止转子1与径向定子铁芯2发生碰撞而损坏径向定子铁芯2。
34.本实施例的保护轴承6既能够对磁悬浮轴承进行轴向保护，又能够对磁悬浮轴承进行径向保护，因此能够将磁悬浮轴承的径向保护和轴向保护集成为一体，简化了磁悬浮保护系统的结构，减少了配件，有效降低了成本。
35.轴向限位结构包括螺塞7和外圈挡肩8，轴承座5通过两端的外圈挡肩8限定保护轴承6的外圈轴向位置，螺塞7与轴承座5的内螺纹配合，锁定外圈挡肩8的轴向位置。在本实施例中，将轴向限位结构设置为分体式结构，可以通过外圈挡肩8来实现与保护轴承6之间的轴向配合精度，利用螺塞7实现对保护轴承6的轴向位置的锁定，因此对于螺塞7的加工精度要求可以大幅度降低，同时也降低了外圈挡肩8的结构复杂度，实现了对轴向限位结构按照功能进行结构分割，从而在降低轴向限位结构的整体加工精度要求的同时，可以降低轴向限位结构的加工难度，提高加工效率，而且更加容易保证保护轴承6的轴向定位精度。
36.在一个实施例中，也可以将轴向限位结构设置为一个整体式结构，即将轴向限位结构的轴向定位和锁紧功能集为一体，在本实施例中，可以省去螺塞7，在外圈挡肩8的外周
设置外螺纹，利用外圈挡肩8的外螺纹与轴承座5的内螺纹配合实现轴向位置锁定，利用外圈挡肩8的端面与保护轴承6的外圈配合实现保护轴承6的外圈轴向定位。该种结构更加紧凑，但为了保证与保护轴承6的轴向配合精度，需要对提高外螺纹与轴承座5的内螺纹的配合精度。
37.在一个实施例中，轴承座5的内周壁还包括径向定位段12，径向定位段12位于两个外圈挡肩8之间，保护轴承6设置在径向定位段12内。在本实施例中，保护轴承6与径向定位段12相配合，由径向定位段12来保证保护轴承6与转子1之间的径向配合精度。在本实施例中，径向定位段12与保护轴承6的外圈之间为间隙配合，优选地为小间隙配合，可以降低保护轴承6的安装难度，同时能够保证保护轴承6与转子1之间的径向配合精度。
38.在一个实施例中，轴承座5的内周壁还包括沉槽段，沉槽段与径向定位段12之间形成台阶，内螺纹位于沉槽段的侧壁上，沉槽段包括螺纹段和光滑段，螺塞7与螺纹段螺纹配合，外圈挡肩8与光滑段滑动配合。在本实施例中，通过设置沉槽段，能够对轴承座5进行分段设计，使得径向定位段12与包括内螺纹的螺纹连接段处于不同的径向高度，在不影响内螺纹的设置的同时，能够保证径向定位段的加工精度，方便通过径向定位段与保护轴承6配合，对保护轴承6进行径向定位。同理，通过在沉槽段设置螺纹段和光滑段，不仅可以通过螺纹段方便实现螺塞7的安装定位，而且能够通过光滑段与外圈挡肩8的配合，有效保证外圈挡肩8的轴向定位精度。
39.在一个实施例中，螺塞7远离推力盘11的一端设置有力矩锁紧槽71。在本实施例中，该力矩锁紧槽71能够供力矩进行操作，因此方便在调节保护轴承6的轴向位置的过程中对螺塞7施加力矩，降低调节难度。力矩锁紧槽71的数量例如为两个，并沿螺塞7的端面中心对称布置。
40.在一个实施例中，力矩锁紧槽71沿轴向贯穿螺塞7，可以使得力矩锁紧槽71的操作端不受限制，更加方便对螺塞7进行操作。
41.在一个实施例中，力矩锁紧槽71位于螺塞7的内周壁上，能够在方便对螺塞7进行操作的同时，降低力矩锁紧槽71的设置对螺塞7的结构强度的影响。
42.转子1位于保护轴承6轴向外侧的部分设置有定位台阶14，后挡肩10轴向限位在定位台阶14上。在本实施例中，通过定位台阶14与后挡肩10的配合，能够对后挡肩10的轴向位置进行精确定位，保证后挡肩10对保护轴承的轴向限位精度。
43.转子1上设置有外螺纹，后挡肩10具有内螺纹，后挡肩10与转子1之间螺纹配合。在本实施例中，后挡肩10既实现对保护轴承6的轴向限位，同时利用螺纹结构实现对自身的轴向定位。本实施例中，转子1对于保护轴承6以及后挡肩10的轴向限位，均是通过设置台阶轴形成台阶来实现的。
44.转子1上设置有外螺纹，后挡肩10的轴向外侧设置有锁紧螺母9，锁紧螺母9与转子1螺纹配合，锁紧螺母9锁紧在后挡肩10的轴向外侧。在本实施例中，后挡肩10对于保护轴承6的轴向限位精度由后挡肩10的自身加工精度以及转子1的配合精度实现，锁紧螺母9的加工精度无需考虑，只需要能够锁紧后挡肩10的轴向位置即可，因此加工精度要求降低，加工成本更低，而且保护轴承6的轴向限位精度也更加容易保证。
45.螺塞7与轴承座5之间为细牙螺纹配合。在本实施例中，螺旋副的牙型优选为细牙米制三角形螺纹，该牙型具有较好的自锁性，可以有效提高螺塞7与轴承座5之间的自锁性
能。
46.在一个实施例中，保护轴承6为深沟球轴承或角接触球轴承，可以为钢球轴承或者陶瓷球轴承。
47.作为一个优选的实施例，保护轴承6为陶瓷球轴承。
48.在进行磁悬浮轴承保护装置的装配过程中，先不锁紧螺塞7和外圈挡肩8，使得外圈挡肩8与保护轴承6之间具有一定的轴向间隙，保护轴承6可以在两端的外圈挡肩8之间自由滑动。将转子1吸至后端，此时推力盘11与后轴向铁芯4相贴合，向前旋进螺塞7，使得保护轴承6与止挡台阶13相贴合，再将后端螺塞7向前旋进(b1+b2
‑
d1
‑
d2)/2，即为轴向间隙调整到位。转子1悬浮时，推力盘11在轴向磁悬浮力的作用下，位于前轴向铁芯3和后轴向铁芯4中间，保护轴承6位于止挡台阶13和后挡肩10的中间，拆卸轴承座5，力矩递增式交替打紧保护轴承6两侧的螺塞7，然后将轴承座5再安装在后轴向铁芯4上，完成磁悬浮轴承保护装置的装配。
49.根据本技术的实施例，电机包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
50.根据本技术的实施例，压缩机包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
51.根据本技术的实施例，空调器包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
52.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。
53.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。