CN101571162B - 非平衡磁力轴承 - Google Patents

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Abstract

一种非平衡磁力轴承，由转子和定子构成：在转轴套上固套径向充磁的内永磁圈组成转子，内永磁圈由一整圈或瓦片形磁体拼成；在内永磁圈外隔间隙套径向充磁的外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与另一半的相反，外永磁圈由一整圈或瓦片形磁体拼成；在外永磁圈的外圆固套导磁环，在外永磁圈和导磁环的两端面分别固结一个圆圈，圆圈的中孔套在所述转子的转轴套外；所述外永磁圈、导磁环、圆圈组成非平衡磁力轴承的定子。所述转子的转轴套套在要被它支承的水平转轴上，使定子的外永磁圈的极性分界直径沿水平方向且垂直于转轴的轴线后固定于机座或机架。定子对转子产生向上或向下的磁合力能克服水平转轴外伸部分和其上的转动轮重力对原有轴承产生的摩擦力。

Description

非平衡磁力轴承
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮轴承，特别是一种非平衡磁力轴承。 
背景技术
现有设备中的转轴通常都用经典的机械轴承支承，很少用完全磁悬浮轴承的。因为永磁悬浮轴承不能保证转轴的定心要求，不能承受冲击载荷或振动载荷；电磁式或电磁永磁组合式悬浮轴承结构复杂，而且需要配置一套复杂的控制系统才能使转轴运转达到满意的精度和稳定性，除非特殊要求，一般不用。若机器或机构中有水平转轴，且此转轴伸出支承它的机械轴承一侧较长的端部安装着转动轮(如风扇叶轮、传动轮、飞轮等)，则这一侧机械轴承承受伸出该机械轴承的一段轴和转动轮重力的下压力，而水平转轴II另一端的机械轴承承受次重力产生的上顶力。如图1示，机器I的转轴II由机械轴承III和IV支承，转轴II向右伸出机械轴承III，在其右端部安装着转动轮V，设转轴II向右伸出的一段和转动轮V的合重力为a，机械轴承III承受下压力b，机械轴承IV承受上顶力c。压力b、上顶力c分别使机械轴承III和IV磨损严重，压力b、上顶力c还使转轴II承受弯矩进而加剧机械轴承III和IV的磨损，使寿命大大减短；更为不满的是，在这种情况下，加大了水平转轴II的摩擦转矩，能量损耗大。 
发明内容
本发明的目的是克服上述机器水平转轴II支承结构的缺陷，在机器水平转轴II伸出支承该转轴的机械轴承III和IV的外侧安装非平衡磁力轴承，抵消或削弱所述水平转轴II外伸一段和这一端的端部的转动轮V的重力a对支承该转轴的机械轴承III和IV产生的作用力，设计一种非平衡磁力轴承。 
本发明通过以下技术方案实现： 
本发明由转子和定子构成：在转轴套上固套径向充磁的内永磁圈组成转子，内永磁圈由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在内永磁圈外隔间隙套径向充磁的外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与另一半的相反，外永磁圈由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在外永磁圈的外圆固套导磁环，在外永磁圈和导磁环的两端面分别固结一个圆圈，圆圈的中孔套在所述转子的转轴套外；所述外永磁圈、导磁环、圆圈组成非平衡磁力轴承的定子。所述转子的转轴套套在要被它支承的水平转轴上，使定子的外永磁圈的极性分界直径沿水平方向且垂直于转轴的轴线后固定于机座或机架，这样，定子对转子产生向上或向下的磁合力不为零且很大，此磁合力称为非平衡磁力，而定子对转子其它方向的磁合力为零。 
本发明有益的效果是： 
1.因为非平衡磁力轴承的定子对转子产生向上或向下的磁合力很大，用于支承机器的水平转轴，能减弱或抵制水平转轴的一端的撬下垂力，而减弱或压制水平转轴另一端的上撬力，所以能减缓或消除机器水平轴悬臂梁式外伸一段和这段轴轴端部上的转动轮的合重力对水平轴上机械轴承产生的损害，延长机械轴承寿命，大大减小水平转轴摩擦转矩，减少能量损耗。使用所述非平衡磁力轴承能大大减小风力发电机水平转轴摩擦转矩，也就能大大减小启动转矩，实现微风发电，充分利用风力资源，提高发电效率。将所述非平衡磁力轴承用于辅助磁悬浮支承风力发电机水平转轴，效益很高、意义重大。 
2.所述非平衡磁力轴承结构简单、工艺性佳、免维护、寿命长。 
3.所述非平衡磁力轴承节能、环保。 
附图说明
图1为背景技术说明或所述非平衡磁力轴承的一种安装示意图； 
图2为所述非平衡磁力轴承的另一种安装示意图； 
图3为所述非平衡磁力轴承的一种结构示意图； 
图4图3的A-A剖面图； 
图5为所述非平衡磁力轴承的另一种结构示意图； 
图6为图5的B-B剖面图。 
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图详细说明。 
实施例1：如图3图4示，所述非平衡磁力轴承由转子和定子构成：在导磁转轴套6环槽内固套径向充磁的内相并接的永磁圈1和3组成所述非平衡磁力轴承的转子，内永磁圈1和3分别由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成，内永磁圈1的充磁方向与内永磁圈3的相反；在内永磁圈1和3外隔间隙套径向充磁的外永磁圈2和4，外永磁圈2和4各自的一半的充磁方向与其另一半的相反，外永磁圈2和4均由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；外永磁圈2下半部的内圆极性与内永磁圈1的外圆的极性相同，外永磁圈2上半部的内圆极性与内永磁圈1的外圆的极性相反，外永磁圈4下半部的内圆极性与内永磁圈3的外圆的极性相同，外永磁圈4上半部的内圆极性与内永磁圈3的外圆的极性相反；在外永磁圈2和4的外圆固套导磁环7，在外永磁圈2和4及导磁环7的两端面分别固结圆圈5、圆圈8，圆圈5和8的中孔套在所述转子的导磁转轴套6外；所述外永磁圈2和4、导磁环7、圆圈5和8组成所述非平衡磁力轴承的定子。 
实施方式2：如图5图6示，所述非平衡磁力轴承由转子和定子构成：在导磁转轴套13左右环台之间固套径向充磁的内永磁圈9组成所述非平衡磁力轴承的转子，内永磁圈9由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在内永磁圈9外隔间隙套径向充磁的外永磁圈10，外永磁圈10的一半的充磁方向与另一半 的相反，外永磁圈10由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在外永磁圈10的外圆固套导磁环11，所述圆圈为导磁圆圈，在外永磁圈10和导磁环11的两端面分别固结导磁圆圈12和14，导磁圆圈12的左侧有窝，导磁圆圈14的右侧有窝，导磁圆圈12和14的中孔套在所述转子的导磁转轴套13外，导磁圆圈12的窝底面与导磁转轴套13上右环台的右端面隔间隙平行相对，导磁圆圈14的窝底面与导磁转轴套13上左环台的左端面隔间隙平行相对；所述外永磁圈10、导磁环11、导磁圆圈12和14组成所述非平衡磁力轴承的定子。 
如图1示，所述非平衡磁力轴承在机器水平转轴II伸出支承该转轴的机械轴承III的一侧安装所述非平衡磁力轴承VI，其对平转轴II的磁力e和d抵消或削弱所述水平转轴II外伸一段和这一端的端部的转动轮V的重力a对支承该转轴的机械轴承III和IV产生的作用力b和c。 
如图2示，所述非平衡磁力轴承在机器水平转轴II伸出支承该转轴的机械轴承III和IV的外侧各安装一个所述非平衡磁力轴承VI，其对平转轴II的磁力e、d、f、g抵消或削弱所述水平转轴II外伸一段和这一端的端部的转动轮V的重力a对支承该转轴的机械轴承III和IV产生的作用力b和c。 

Claims (3)

1.一种非平衡磁力轴承，其特征是：由转子和定子构成，在转轴套上固套径向充磁的内永磁圈组成转子，内永磁圈由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在内永磁圈外隔间隙套径向充磁的外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与另一半的相反，且使外永磁圈的一半沿径向对与它所处轴线同侧的内永磁圈产生吸引力，而使外永磁圈的另一半沿径向对与它所处轴线同侧的内永磁圈产生排斥力，外永磁圈由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在外永磁圈的外圆固套导磁环，在外永磁圈和导磁环的两端面分别固结一个圆圈，圆圈的中孔套在所述转子的转轴套外；所述外永磁圈、导磁环、圆圈组成非平衡磁力轴承的定子。
2.根据权利要求1所述的非平衡磁力轴承，其特征是：由转子和定子构成；所述转轴套为一号导磁转轴套(6)；所述内永磁圈包括一号内永磁圈(1)和二号内永磁圈(3)；所述外永磁圈包括一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)；所述圆圈为一号圆圈(5)和二号圆圈(8)；所述导磁环为一号导磁环(7)；在一号导磁转轴套(6)环槽内固套径向充磁的内相并接的一号内永磁圈(1)和二号内永磁圈(3)组成所述非平衡磁力轴承的转子，一号内永磁圈(1)和二号内永磁圈(3)分别由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成，一号内永磁圈(1)的充磁方向与二号内永磁圈(3)的相反；在一号内永磁圈(1)和二号内永磁圈(3)外隔间隙套径向充磁的一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)，一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)各自的一半的充磁方向与其另一半的相反，一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)均由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；一号外永磁圈(2)下半部的内圆极性与一号内永磁圈(1)的外圆的极性相同，一号外永磁圈(2)上半部的内圆极性与一号内永磁圈(1)的外圆的极性相反，二号外永磁圈(4)下半部的内圆极性与二号内永磁圈(3)的外圆的极性相同，二号外永磁圈(4)上半部的内圆极性与二号内永磁圈(3)的外圆的极性相反；在一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)的外圆固套一号导磁环(7)，在一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)及一号导磁环(7)的两端面分别固结一号圆圈(5)、二号圆圈(8)，一号圆圈(5)和二号圆圈(8)的中孔套在所述转子的一号导磁转轴套(6)外；所述一号外永磁圈(2)和二号外永磁圈(4)、一号导磁环(7)、一号圆圈(5)和二号圆圈(8)组成所述非平衡磁力轴承的定子。
3.根据权利要求1所述的非平衡磁力轴承，其特征是：由转子和定子构成；所述转轴套为二号导磁转轴套(13)；所述内永磁圈为三号内永磁圈(9)；所述外永磁圈为三号外永磁圈(10)；所述圆圈为三号导磁圆圈(12)和四号导磁圆圈(14)；所述导磁环为二号导磁环(11)；在二号导磁转轴套(13)左右环台之间固套径向充磁的三号内永磁圈(9)组成所述非平衡磁力轴承的转子，三号内永磁圈(9)由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在三号内永磁圈(9)外隔间隙套径向充磁的三号外永磁圈(10)，三号外永磁圈(10)的一半的充磁方向与另一半的相反，三号外永磁圈(10)由一整圈构成或用瓦片形磁体拼成；在三号外永磁圈(10)的外圆固套二号导磁环(11)，在三号外永磁圈(10)和二号导磁环(11)的两端面分别固结三号导磁圆圈(12)和四号导磁圆圈(14)，三号导磁圆圈(12)的左侧有窝，四号导磁圆圈(14)的右侧有窝，三号导磁圆圈(12)和四号导磁圆圈(14)的中孔套在所述转子的二号导磁转轴套(13)外，三号导磁圆圈(12)的窝底面与二号导磁转轴套(13)上右环台的右端面隔间隙平行相对，四号导磁圆圈(14)的窝底面与二号导磁转轴套(13)上左环台的左端面隔间隙平行相对；所述三号外永磁圈(10)、二号导磁环(11)、三号导磁圆圈(12)和四号导磁圆圈(14)组成所述非平衡磁力轴承的定子。
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