CN101619746B - 非平衡磁滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

非平衡磁滑动轴承由转子和定子构成。转子组成：在转轴套上固套两个或多个内永磁圈，内永磁圈由一整圈或小块形磁体拼成，在内永磁圈外壁固套外导磁圈。定子组成：设置外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与所述内永磁圈的相同，外永磁圈的另一半的充磁方向与所述内永磁圈的相反，外永磁圈由一整圈或小块形磁体拼成，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，在外永磁圈的内壁固结内导磁圈。所述定子套在所述转子外，转子外导磁圈与定子内导磁圈配滑合。定子对转子产生向上或向下的磁合力能克服水平转轴及其上的附件重力对原有轴承产生的摩擦力，延长轴承寿命，降低能量损耗。

Description

非平衡磁滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种磁力轴承，特别是一种非平衡磁滑动轴承。
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，很少单纯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。所有的水平转轴由于自身及其上的附件的重量，对支撑它的轴承产生下压力，使轴承受力集中，不但水平转轴遭受摩擦转矩而损耗能量，而且轴承磨损厉害。
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滑动轴承，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，设计一种非平衡磁滑动轴承。当然，所述非平衡磁滑动轴承也能取代所述机械轴承III和IV，也能用于支撑所有的水平转轴。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明由转子和定子构成：在转轴套上固套两个或多个内永磁圈，内永磁圈由一整圈或小块形磁体拼成，在内永磁圈外壁固套外导磁圈，转轴套、内永磁圈、外导磁圈组成转子；设置外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与所述内永磁圈的相同，外永磁圈的另一半的充磁方向与所述内永磁圈的相反，外永磁圈由一整圈或小块形形磁体拼成，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，在外永磁圈的内壁固结内导磁圈，内导磁圈既具有导磁性能，又具有现有滑动轴承的轴瓦材料所要求的性能，所述外永磁圈、导磁环、圆圈、内导磁圈组成非平衡磁滑动轴承的定子；所述内永磁圈、外永磁圈同为径向充磁或同为轴向充磁；所述定子套在所述转子外，转子外导磁圈与定子内导磁圈配滑合。
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。所述定子、转子的功能可互换，即定子作转动体，转子作静止体。当定子作转动体，转子作静止体支撑水平静轴时，应使静止体的上半部对转动体的上半部产生向上的磁斥力，静止体的下半部对转动体的下半部产生向上的磁引力，即把所述非平衡磁滑动轴承以轴心旋转180°安装。
将所述非平衡磁滑动轴承的内导磁圈和外导磁圈同时取掉，并适当缩小所述定子与转子之间的间隙，就能作为非平衡磁悬浮轴承使用。
本发明有益的效果是：
1.因为非平衡磁滑动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下撬力，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。使用所述非平衡磁滑动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。将所述非平衡磁滑动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。
对于水平转轴，用所述平衡磁性滑动轴承支撑，能抵消水平转轴及其上的附件的重力对轴承的下压力，延长轴承寿命，大大减小水平转轴摩擦转矩，减少能量损耗。
总之所述平衡磁性滑动轴承大有取代支撑水平转轴的现有的机械滑动轴承或滚动轴承的趋势。
2.所述非平衡磁滑动轴承结构简单、工艺性佳、少维护、寿命长。
3.所述非平衡磁滑动轴承节能、环保。
附图说明
图1为背景技术说明或所述非平衡磁滑动轴承的一种应用安装示意图；
图2为所述非平衡磁滑动轴承的另一种应用安装示意图；
图3为所述非平衡磁滑动轴承的一种结构示意图；
图4为图3所示非平衡磁滑动轴承的另一种充磁方向示意图。
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示，所述非平衡磁滑动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且相并接的外锥形内永磁圈1和3，外锥形内永磁圈1和3分别由一整圈或小块形磁体拼成，外锥形内永磁圈1的充磁方向与外锥形内永磁圈3的相反(如箭头所示)，在外锥形内永磁圈1和3的外壁固套外导磁圈10，导磁转轴套6、外锥形内永磁圈1和3、外导磁圈10组成所述非平衡磁滑动轴承的转子；设置径向充磁的内锥形外永磁圈2和4，内锥形外永磁圈2和4各自的一半的充磁方向与其另一半的相反(如箭头所示)，内锥形外永磁圈2和4均由一整圈或小块形磁体拼成；内锥形外永磁圈2下半部的内圆极性与外锥形内永磁圈1的外圆的极性相同，内锥形外永磁圈2上半部的内圆极性与外锥形内永磁圈1的外圆的极性相反，内锥形外永磁圈4下半部的内圆极性与外锥形内永磁圈3的外圆的极性相同，内锥形外永磁圈4上半部的内圆极性与外锥形内永磁圈3的外圆的极性相反；在内锥形外永磁圈2和4的外圆固套导磁环7，在内锥形外永磁圈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，在内锥形外永磁圈2和4的内壁固结内导磁圈9，内导磁圈9既具有导磁性能，又具有现有滑动轴承的轴瓦材料所要求的性能；所述内锥形外永磁圈2和4、导磁环7、圆圈5和8、内导磁圈9组成所述非平衡磁滑动轴承的定子；所述定子套在所述转子外，转子外导磁圈10与定子内导磁圈9配滑合。
实施例2：如图4示，结构同实施例1，但外锥形内永磁圈1和3、内锥形外永磁圈2和4的充磁方向沿轴向(如箭头所示)，内锥形外永磁圈2和4的下半部充磁方向与外锥形内永磁圈1和3充磁方向相同，内锥形外永磁圈2和4的上半部充磁方向与外锥形内永磁圈1和3充磁方向相反。
下面介绍一下所述非平衡磁滑动轴承使用例子。
如图1示，所述非平衡磁滑动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滑动轴承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，所述非平衡磁滑动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滑动轴承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 (2)

1.一种非平衡磁滑动轴承，其特征是：由转子和定子构成：在转轴套上固套两个或多个内永磁圈，内永磁圈由一整圈或小块形磁体拼成，在内永磁圈外壁固套外导磁圈，转轴套、内永磁圈、外导磁圈组成转子；设置外永磁圈，外永磁圈的一半的充磁方向与所述内永磁圈的相同，外永磁圈的另一半的充磁方向与所述内永磁圈的相反，外永磁圈由一整圈或小块形形磁体拼成，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，在外永磁圈的内壁固结内导磁圈，内导磁圈既具有导磁性能，又具有现有滑动轴承的轴瓦材料所要求的性能，所述外永磁圈、导磁环、圆圈、内导磁圈组成非平衡磁滑动轴承的定子；所述内永磁圈、外永磁圈同为径向充磁或同为轴向充磁；所述定子套在所述转子外，转子外导磁圈与定子内导磁圈配成滑动配合。
2.根据权利要求1所述的非平衡磁滑动轴承，其特征是：所述非平衡磁滑动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且相并接的第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)，第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)分别由一整圈或小块形磁体拼成，第一外锥形内永磁圈(1)的充磁方向与第二外锥形内永磁圈(3)的相反，在第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)的外壁固套外导磁圈(10)，导磁转轴套(6)、第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)、外导磁圈(10)组成所述非平衡磁滑动轴承的转子；设置径向充磁的第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)，第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)各自的一半的充磁方向与其另一半的相反，第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)均由一整圈或小块形磁体拼成；第一内锥形外永磁圈(2)下半部的内圆极性与第一外锥形内永磁圈(1)的外圆的极性相同，第一内锥形外永磁圈(2)上半部的内圆极性与第一外锥形内永磁圈(1)的外圆的极性相反，第二内锥形外永磁圈(4)下半部的内圆极性与第二外锥形内永磁圈(3)的外圆的极性相同，第二内锥形外永磁圈(4)上半部的内圆极性与第二外锥形内永磁圈(3)的外圆的极性相反；第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)的外圆固套导磁环(7)，在第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)及导磁环(7)的两端面分别固结第一圆圈(5)、第二圆圈(8)，第一圆圈(5)和第二圆圈(8)的中孔套在所述转子的导磁转轴套(6)外，在第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)的内壁固结内导磁圈(9)；所述第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)、导磁环(7)、第一圆圈(5)和第二圆圈(8)、内导磁圈(9)组成所述非平衡磁滑动轴承的定子；或者第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)、第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)的充磁方向沿轴向，第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)的下半部充磁方向与第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)充磁方向相同，第一内锥形外永磁圈(2)和第二内锥形外永磁圈(4)的上半部充磁方向与第一外锥形内永磁圈(1)和第二外锥形内永磁圈(3)充磁方向相反；所述定子套在所述转子外。
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