CN102072250B - 一种同极型径向磁悬浮轴承及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种同极型径向磁悬浮轴承及其制造方法，涉及磁悬浮的技术领域。本发明包括第一压板、第一轴承叠片组、联接叠片组、第二轴承叠片组、第二压板，联接叠片组的两侧分别布置第一轴承叠片组、第二轴承叠片组，第一轴承叠片组的外侧布置第一压板，第二轴承叠片组的外侧布置第二压板，第一轴承叠片组与第二轴承叠片组异极型布置，第一轴承叠片组、第二轴承叠片组分别同极型布置。本发明实现了制造精度高、工艺简单且成本低的目的。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮的技术领域。
背景技术
和传统轴承相比，磁悬浮轴承与转子无接触，支承功耗小，使用寿命长；不需要润滑和密封，可长期用于高低温等特殊环境中；维护费用低、便于主动控制等等，因而被认为是支承技术的一次革命，是目前唯一投入实用的主动支承装置。
虽然具有传统轴承无可比拟的优点，但磁悬浮轴承仍然存在涡流和磁滞损耗，特别是在大功率应用场合(如飞机发动机、膨胀机、汽轮机等)，涡流和磁滞损耗很大，需要采用强有力的冷却措施，因此低损耗磁悬浮轴承技术一直是该领域的研究热点。根据国外公开文献，同极型结构可有效减小径向磁悬浮轴承的能量损失。
一般径向磁悬浮轴承为异极型结构，即N极与S极沿周向交叉排列。当转子每转动一圈，转子表面同一位置将经历多次磁力线反向，因此虽然定子与转子一般均采用叠片结构，但表面涡流和磁滞损耗仍然较大。一般径向磁悬浮轴承(包括同极型结构和异极型结构)的制造方法是：先将硅钢片通过模具冲压成型，再将成型硅钢片通过工装叠合，最后通过两端夹板将叠合硅钢片固定。该制造工艺的缺点是需要模具，制造成本高，并且制造精度受到模具和工装的加工精度的限制。
发明内容
本发明目的是提供一种制造精度高、工艺简单且成本低的同极型径向磁悬浮轴承的制造工艺。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种同极型径向磁悬浮轴承，包括第一压板、第一轴承叠片组、联接叠片组、第二轴承叠片组、第二压板，联接叠片组的两侧分别布置第一轴承叠片组、第二轴承叠片组，第一轴承叠片组的外侧布置第一压板，第二轴承叠片组的外侧布置第二压板，第一轴承叠片组与第二轴承叠片组异极型布置，第一轴承叠片组、第二轴承叠片组分别同极型布置，联接叠片组的每片联接叠片上均匀布置四个环形槽，每个环形槽距离联接叠片的中心相等，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm。
本发明的第一轴承叠片组、联接叠片组、第二轴承叠片组分别由硅钢片组成。
基于本发明的同极型径向磁悬浮轴承的制造方法，包括如下步骤：
第一步：采用线切割方法加工若干片第一轴承叠片、联接叠片、第二轴承叠片，其中在每片联接叠片上加工距离中心相等并均匀布置的四个环形槽，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm；
第二步：采用常规加工方法加工第一压板、第二压板，并在第一压板上划线；
第三步：将第一压板、第一轴承叠片组、联接叠片组、第二轴承叠片组、第二压板组装在一起并通过螺栓连接夹紧；
第四步：加工定位孔，装入定位销并焊接形成整体组件；
第五步：通过一次装夹，采用线切割方法即可完成径向磁悬浮轴承内圆、外圆、磁极以及定位槽的加工；
第六步：采用车削方法加工第一压板和第二压板的内圆，形成最终组件。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本发明的每一对磁极沿轴向分布，即沿周向只有N极或S极，不存在磁力线反向问题，因此表面涡流和磁滞损耗较小。本发明位于中间的每片联接叠片含四个环行槽，加工完成后联接叠片产生的磁极自行脱落，结构简单。本发明在制造过程中，采用常规加工方法，制造精度高、工艺简单且成本低。
附图说明
图1为异极型径向磁悬浮轴承结构图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的联接叠片的结构示意图。
图4为本发明的轴承叠片的结构示意图。
图5为本发明的同极工作状态的示意图。
图6为本发明的第一压板的结构示意图。
图7为本发明的第二压板的结构示意图。
图8为本发明组件线切割加工示意图。
图9为本发明第一压板和第二压板内圆加工示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
如图2所示，一种同极型径向磁悬浮轴承，包括第一压板1、第一轴承叠片2、若干片联接叠片3、第二轴承叠片4、第二压板5，联接叠片3的两侧分别布置第一轴承叠片2、第二轴承叠片4，第一轴承叠片2的外侧布置第一压板1，第二轴承叠片4的外侧布置第二压板5，第一轴承叠片2与第二轴承叠片4异极型布置，第一轴承叠片2、第二轴承叠片4同极型布置。
如图3所示，本发明的联接叠片3上均匀布置四个环形槽，每个环形槽距离联接叠片3的中心相等，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm。
本发明的第一轴承叠片2、若干片联接叠片3、第二轴承叠片4分别为硅钢片。
基于本发明的同极型径向磁悬浮轴承的制造方法，包括如下步骤：
第一步：采用线切割方法加工第一轴承叠片2、联接叠片3、第二轴承叠片4，其中在联接叠片上加工距离中心相等并均匀布置的四个环形槽，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm；
第二步：采用常规加工方法加工第一压板1、第二压板5，并在第一压板1上划线；
第三步：将第一压板1、第一轴承叠片2、若干片联接叠片3、第二轴承叠片4、第二压板5组装在一起并通过螺栓连接夹紧；
第四步：加工定位孔，装入定位销并焊接形成整体组件；
第五步：通过一次装夹，采用线切割方法即可完成径向磁悬浮轴承内圆、外圆、磁极以及定位槽的加工；
第六步：采用车削方法加工第一压板1和第二压板5的内圆，形成最终组件。本发明采用线切割方法加工第一轴承叠片2和第二轴承叠片4，如图4所示。本发明采用线切割方法加工联接叠片3，如图3所示，图中的四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm。采用常规加工方法加工第一压板1和第二压板5，并在第一压板1上划线，分别如图6和图7所示。将各部分组装在一起并通过螺栓联接夹紧，如图2所示。根据第一压板1上的8个定位孔的位置加工图2组件的8个定位孔，装入定位销并焊接。通过一次装夹，采用线切割方法完成径向磁悬浮轴承内圆、外圆、磁极以及定位槽的加工。由于中间的联接叠片含四个环行槽，加工完成后联接叠片产生的磁极自行脱落，形成图8所示结构。采用车削方法加工第一压板1和第二压板5的内圆，形成最终组件，如图9所示。
Claims (3)
1.一种同极型径向磁悬浮轴承，其特征在于包括第一压板（1）、第一轴承叠片组（2）、联接叠片组（3）、第二轴承叠片组（4）、第二压板（5），联接叠片组（3）的两侧分别布置第一轴承叠片组（2）、第二轴承叠片组（4），第一轴承叠片组（2）的外侧布置第一压板（1），第二轴承叠片组（4）的外侧布置第二压板（5），第一轴承叠片组（2）与第二轴承叠片组（4）异极型布置，第一轴承叠片组（2）、第二轴承叠片组（4）分别同极型布置，上述联接叠片组的每片联接叠片上均匀布置四个环形槽，每个环形槽距离联接叠片的中心相等，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm。
2.根据权利要求1所述的同极型径向磁悬浮轴承，其特征在于上述第一轴承叠片组（2）、联接叠片组（3）、第二轴承叠片组（4）分别由硅钢片组成。
3.一种基于权利要求1或2所述的同极型径向磁悬浮轴承的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：采用线切割方法加工第一轴承叠片组（2）、联接叠片组（3）、第二轴承叠片组（4），其中在每片联接叠片上加工距离中心相等并均匀布置的四个环形槽，四个环行槽沿周向宽度比径向磁悬浮轴承的磁极宽度大4～5mm；
第二步：采用常规加工方法加工第一压板（1）、第二压板（5），并在第一压板（1）上划线；
第三步：将第一压板（1）、第一轴承叠片组（2）、联接叠片组（3）、第二轴承叠片组（4）、第二压板（5）组装在一起并通过螺栓连接夹紧；
第四步：加工定位孔，装入定位销并焊接形成整体组件；
第五步：通过一次装夹，采用线切割方法即可完成径向磁悬浮轴承内圆、外圆、磁极以及定位槽的加工；
第六步：采用车削方法加工第一压板（1）和第二压板（5）的内圆，形成最终组件。
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