一种被动磁轴承的制作方法

本公开涉及磁轴承，尤其涉及一种被动磁轴承。

背景技术：

1、目前，磁悬浮轴承由于具有结构简单、加工制造精度要求低、振动噪声小、环境适应性强等优势，因此广泛应用于国防工业、航空航天、高端设备制造等领域。磁悬浮轴承按照磁力是否可控，可分为主动磁轴承和被动磁轴承，其中，主动磁轴承具有主动振动控制和主动振动抑制功能，但主动磁轴承系统需要安装高精度的位移传感器、控制器和功率放大器，因此成本较高，系统复杂性高，可靠性与稳定性较低，而被动磁轴承无需传感器和控制器，具有结构简单、成本低、功耗小、系统可靠性高等优势，同时也能够满足高精密工作场景下的无接触悬浮支承的要求。

2、相关技术中，被动磁轴承往往存在轴承气隙磁场密度不均匀、磁场波动大等问题，当被动磁轴承产生偏转时，由于轴承气隙磁场密度不均匀，将会产生扭动力矩，导致承载力降低，被动磁轴承的悬浮精度与稳定性较差。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种被动磁轴承，包括：

2、定子，定子包括定子安装部，以及设置在所述定子安装部上的第一磁体组件，所述第一磁体组件包括第一海尔贝克磁阵列；

3、转子，转子包括转子安装部，以及设置在所述转子安装部上的第二磁体组件，所述第二磁体组件包括第二海尔贝克磁阵列；

4、所述定子靠近所述转子的一侧被设置为第一曲面，所述转子靠近所述定子的一侧被设置为第二曲面，所述第一曲面与所述第二曲面之间形成轴承气隙，所述第一曲面为凸球面，所述第二曲面为凹球面，所述第一海尔贝克磁阵列与所述第二海尔贝克磁阵列之间产生斥力，且所述第一海尔贝克磁阵列的磁场强度大的一端与所述第二海尔贝克磁阵列的磁场强度大的一端相对设置。

5、在一种可能的实施方式中，所述第一曲面设置第一安装槽，所述第一安装槽为沿所述定子安装部的周向设置的环形槽，所述第一磁体组件设置在所述第一安装槽内；

6、所述第二曲面设置第二安装槽，所述第二安装槽为沿所述转子安装部的周向设置的环形槽，所述第二磁体组件设置在所述第二安装槽内。

7、在一种可能的实施方式中，所述定子还包括定子导磁件，所述定子导磁件设置在所述第一安装槽的底壁与所述第一磁体组件之间；

8、所述转子还包括转子导磁件，所述转子导磁件设置在所述第二安装槽的底壁与所述第二磁体组件之间。

9、在一种可能的实施方式中，所述定子导磁件和所述转子导磁件的导磁率大于1.0×106h/m。

10、在一种可能的实施方式中，所述定子导磁件与所述定子安装部螺纹连接，所述第一磁体组件与所述定子安装部粘接连接；

11、所述转子导磁件与所述转子安装部螺纹连接，所述第二磁体组件与所述转子安装部粘接连接。

12、在一种可能的实施方式中，沿所述定子安装部的径向方向，所述第一磁体组件包括从内到外依次嵌套设置的第一定子磁体、第二定子磁体、第三定子磁体、第四定子磁体、第五定子磁体和第六定子磁体；

13、沿所述转子安装部的径向方向，所述第二磁体组件包括从内到外依次嵌套设置的第一转子磁体、第二转子磁体、第三转子磁体、第四转子磁体、第五转子磁体和第六转子磁体。

14、在一种可能的实施方式中，所述第一定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第一转子磁体靠近所述轴承气隙的一端极性相同，所述第二定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第二转子磁体靠近所述轴承气隙的一端极性相同，所述第三定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第三转子磁体靠近所述轴承气隙的一端极性相同，所述第四定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第四转子磁体靠近所述轴承气隙的一端相同，所述第五定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第五转子磁体靠近所述轴承气隙的一端极性相同，所述第六定子磁体靠近所述轴承气隙的一端和所述第六转子磁体靠近所述轴承气隙的一端极性相同。

15、在一种可能的实施方式中，所述第五定子磁体和所述第五转子磁体的靠近所述轴承气隙的一端均为s极，所述第二定子磁体和所述第二转子磁体的靠近所述轴承气隙的一端均为n极。

16、在一种可能的实施方式中，所述第一定子磁体靠近所述轴承气隙且远离所述定子安装部的轴心的一端为n极，所述第一定子磁体远离所述轴承气隙且靠近所述定子安装部的轴心的一端为s极；

17、所述第三定子磁体靠近所述轴承气隙且靠近所述定子安装部的轴心的一端为n极，所述第三定子磁体远离所述轴承气隙且远离所述定子安装部的轴心的一端为s极；

18、所述第四定子磁体靠近所述轴承气隙且远离所述定子安装部的轴心的一端为s极，所述第四定子磁体远离所述轴承气隙且靠近所述定子安装部的轴心的一端为n极；

19、所述第六定子磁体靠近所述轴承气隙且靠近所述定子安装部的轴心的一端为s极，所述第六定子磁体远离所述轴承气隙且远离所述定子安装部的轴心的一端为n极。

20、在一种可能的实施方式中，所述第一安装槽与所述定子安装部的轴心之间设置第三安装槽，所述第三安装槽被设置为预设截面为圆形的槽，所述第三安装槽内设置阻尼导体，所述阻尼导体的靠近所述转子的一侧为第三曲面，所述第三曲面与所述第一曲面的曲率相等，其中，所述预设截面为垂直于所述定子安装部的轴线的平面；

21、所述第二安装槽与所述转子安装部的轴心之间设置第四安装槽，所述第四安装槽为沿所述转子安装部的周向设置的环形槽，所述第四安装槽内设置阻尼磁体。

22、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开的被动磁轴承球面配合，轴承气隙的磁场密度更均匀，第一磁体组件和第二磁体组件采用海尔贝克磁阵列，提高了承载力以及被动磁轴承的稳定性与可靠性。

23、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种被动磁轴承，其特征在于，所述被动磁轴承包括：

2.根据权利要求1所述的被动磁轴承，其特征在于，所述第一曲面(13)设置第一安装槽(131)，所述第一安装槽(131)为沿所述定子安装部(11)的周向设置的环形槽，所述第一磁体组件(12)设置在所述第一安装槽(131)内；

3.根据权利要求2所述的被动磁轴承，其特征在于，所述定子(10)还包括定子导磁件(14)，所述定子导磁件(14)设置在所述第一安装槽(131)的底壁与所述第一磁体组件(12)之间；

4.根据权利要求3所述的被动磁轴承，其特征在于，所述定子导磁件(14)和所述转子导磁件(24)的导磁率大于1.0×106h/m。

5.根据权利要求3所述的被动磁轴承，其特征在于，所述定子导磁件(14)与所述定子安装部(11)螺纹连接，所述第一磁体组件(12)与所述定子安装部(11)粘接连接；

6.根据权利要求2所述的被动磁轴承，其特征在于，沿所述定子安装部(11)的径向方向，所述第一磁体组件(12)包括从内到外依次嵌套设置的第一定子磁体(121)、第二定子磁体(122)、第三定子磁体(123)、第四定子磁体(124)、第五定子磁体(125)和第六定子磁体(126)；

7.根据权利要求6所述的被动磁轴承，其特征在于，所述第一定子磁体(121)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第一转子磁体(221)靠近所述轴承气隙(30)的一端极性相同，所述第二定子磁体(122)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第二转子磁体(222)靠近所述轴承气隙(30)的一端极性相同，所述第三定子磁体(123)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第三转子磁体(223)靠近所述轴承气隙(30)的一端极性相同，所述第四定子磁体(124)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第四转子磁体(224)靠近所述轴承气隙(30)的一端相同，所述第五定子磁体(125)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第五转子磁体(225)靠近所述轴承气隙(30)的一端极性相同，所述第六定子磁体(126)靠近所述轴承气隙(30)的一端和所述第六转子磁体(226)靠近所述轴承气隙(30)的一端极性相同。

8.根据权利要求7所述的被动磁轴承，其特征在于，所述第五定子磁体(125)和所述第五转子磁体(225)的靠近所述轴承气隙(30)的一端均为s极，所述第二定子磁体(122)和所述第二转子磁体(222)的靠近所述轴承气隙(30)的一端均为n极。

9.根据权利要求7所述的被动磁轴承，其特征在于，所述第一定子磁体(121)靠近所述轴承气隙(30)且远离所述定子安装部(11)的轴心的一端为n极，所述第一定子磁体(121)远离所述轴承气隙(30)且靠近所述定子安装部(11)的轴心的一端为s极；

10.根据权利要求2所述的被动磁轴承，其特征在于，所述第一安装槽(131)与所述定子安装部(11)的轴心之间设置第三安装槽(41)，所述第三安装槽(41)被设置为预设截面为圆形的槽，所述第三安装槽(41)内设置阻尼导体(411)，所述阻尼导体(411)的靠近所述转子(20)的一侧为第三曲面(412)，所述第三曲面(412)与所述第一曲面(13)的曲率相等，其中，所述预设截面为垂直于所述定子安装部(11)的轴线的平面；

技术总结
本公开关于一种被动磁轴承，包括定子和转子，定子包括定子安装部和设置在其上的第一磁体组件，第一磁体组件包括第一海尔贝克磁阵列，转子包括转子安装部和设置在其上的第二磁体组件，第二磁体组件包括第二海尔贝克磁阵列，定子靠近转子的一侧的凸球面为第一曲面，转子靠近定子的一侧的凹球面为第二曲面，第一曲面与第二曲面之间形成轴承气隙，第一海尔贝克磁阵列和第二海尔贝克磁阵列之间产生斥力，且第一海尔贝克磁阵列磁场强度大的一端与第二海尔贝克磁阵列磁场强度大的一端相对设置。本公开的被动磁轴承球面配合，轴承气隙的磁场密度更均匀，第一磁体组件和第二磁体组件采用海尔贝克磁阵列，提高了承载力以及被动磁轴承的稳定性与可靠性。

技术研发人员：李永胜,赵明师,李致宇,张海刚,何小宏
受保护的技术使用者：山东天瑞重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19