CN102425609A - 在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法 - Google Patents

Abstract

一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法，外圈(1)和内圈(2)的同一端面加工有一圈外矩形环槽和一圈内矩形环槽并分别镶嵌有外环形永磁磁芯(1.1)和内环形永磁磁芯(2.1)且通过环氧树脂封闭将其固定之，此时外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯(2.1)具有磁性但没有磁极。组装清洗完毕后采用充磁机进行充磁，并使内环形永磁磁芯的N级相对外环形永磁磁芯的N级、内环形永磁磁芯的S级相对外环形永磁磁芯的S级，由此产生磁斥力组合单元以完全或部分抵消半球空气动压轴承自身的重力，使外圈和内圈形成的楔形间隙在静态下避免其接触而在动态下也可以避免其接触，提高半球空气动压轴承的动态支撑刚度，结构新颖独特。

Description

在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法

技术领域

本发明属于轴承技术领域，尤其是一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法。

 

背景技术

半球空气动压轴承的外形类似于端盖状，由硬质合金钢制作的外圈和内圈组成，其中外圈的内径是带有螺旋槽的碗型半球结构，内圈的外径与外圈的内径相匹配形成楔形间隙，内圈的内径呈锥状与锥轴联接，半球空气动压轴承工作时通过外圈设置的安装孔固定在某一物体上。

半球空气动压轴承具有很多优点，工作时通过锥轴的自身转动把空气带入楔形间隙并产生一定的动压承载能力，只要负荷、速度、间隙和空气的粘度匹配得当，便可实现气体动压润滑。空气动压轴承具有适应性广、速度高、摩擦小、寿命长、结构简单等优点。

半球空气动压轴承的承载能力随速度增大而增大，启动时没有承载力，其楔形间隙表面会接触并出现摩擦磨损，所以经多次启停以后其楔形间隙表面将产生磨损以致堵塞楔形间隙，导致外圈和内圈不能相对转动而被卡死。

如何有效解决半球空气动压轴承启停瞬间其外圈和内圈间存在的摩擦磨损问题，截至目前还没有很好的解决方式。

发明内容

    为解决上述问题，本发明提供了一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法，该方法在半球空气动压轴承的外圈和内圈的端面分别镶嵌有外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯并经充磁后形成同极相对，使外圈和内圈在同极状态下构成磁斥力组合单元，这样可使外圈和内圈在磁斥力组合单元作用下使楔形间隙不产生接触，从而有效解决楔形间隙的接触摩擦磨损问题，以提高半球空气动压轴承的动态支撑刚度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法，半球空气动压轴承的外形类似于端盖状，由硬质合金钢制作的外圈和内圈组成，将外圈的左端面自定义为外锥端面，与外圈所述锥端面处于同一面的内圈端面自定义为内锥端面，外圈的内径是带有螺旋槽的碗型半球结构，内圈的外径与外圈的内径相匹配并形成楔形间隙，内圈的内径呈锥状与锥轴联接，半球空气动压轴承工作时通过外圈设置的安装孔固定在某一物体上；本发明的特征是：在外圈的所述外锥端面加工一圈外矩形环槽，在内圈的所述内锥端面加工一圈内矩形环槽，在所述外矩形环槽内镶嵌外环形永磁磁芯，在所述内矩形环槽内镶嵌内环形永磁磁芯，此时镶嵌的外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯具有磁性但没有磁极；将外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯镶嵌在所述外矩形环槽和所述内矩形环槽后通过环氧树脂封闭将其固定之； 镶嵌环形永磁磁芯的半球空气动压轴承在组装清洗完毕后，采用充磁机对内圈和外圈内的内环形永磁磁芯和外环形永磁磁芯进行充磁，并使内环形永磁磁芯的N级相对外环形永磁磁芯的N级、内环形永磁磁芯的S级相对外环形永磁磁芯的S级，由此在内圈和外圈形成的楔形间隙内产生磁斥力组合单元，从而完全或部分抵消半球空气动压轴承自身的重力，使外圈和内圈形成的楔形间隙在静态下避免其接触而在动态下也可以避免其接触，提高半球空气动压轴承的动态支撑刚度。

上述外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯均由钕铁硼磁铁制作而成。

由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：

1、镶嵌在外圈外矩形环槽的外环形永磁磁芯与镶嵌在内圈内矩形环槽的内环形永磁磁芯在充磁后其同一处的相对面具有相同的磁极，相同的磁极会使外圈和内圈之间产生磁斥力，磁斥力形成的磁斥力组合单元可以完全或部分承受半球空气动压轴承自身的重力，因此半球空气动压轴承在启动时其楔形间隙就会产生很小的摩擦，这将大大降低楔形间隙的摩擦磨损，提高半球空气动压轴承的使用寿命，结构新颖独特。

2、外环形永磁磁芯和内环形永磁磁芯不象电磁铁那样需要外接电源，本发明的结构简单，适用性强。

3、磁斥力组合单元可使半球空气动压轴承在动态情况下，提高空气动压轴承的动态承载能力和支撑刚度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图1中：1－外圈；1.1－外环形永磁磁芯；2－内圈；2.1－内环形永磁磁芯。 

具体实施方式

     本发明是一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法。

在介绍本发明之前，先对半球空气动压轴承现结构做一简单介绍。

半球空气动压轴承现结构的外形类似于端盖状，由硬质合金钢制作的外1和内圈2组成，结合图1，将外圈1的左端面自定义为外锥端面，与外圈所述锥端面处于同一面的内圈端面自定义为内锥端面，外圈的内径是带有螺旋槽的碗型半球结构，内圈的外径与外圈的内径相匹配并形成楔形间隙，内圈的内径呈锥状与锥轴联接，半球空气动压轴承工作时通过外圈设置的安装孔固定在某一物体上。

结合图1，本发明的内套圈和外套圈带有永磁磁芯的半球空气动压轴承，在外圈1的所述外锥端面加工一圈外矩形环槽，在内圈的所述内锥端面加工一圈内矩形环槽，在所述外矩形环槽内镶嵌外环形永磁磁芯1.1，在所述内矩形环槽内镶嵌内环形永磁磁芯2.1，外环形永磁磁芯1.1的结构尺寸与所述外矩形环槽相匹配，内环形永磁磁芯2.1的结构尺寸与所述内矩形环槽相匹配，此时镶嵌的外环形永磁磁芯1.1和内环形永磁磁芯2.1具有磁性但没有磁极。将外环形永磁磁芯1.1和内环形永磁磁芯2.1镶嵌在所述外矩形环槽和所述内矩形环槽后通过环氧树脂封闭将其固定之。

上述外环形永磁磁芯1.1和内环形永磁磁芯2.1均由钕铁硼磁铁制作而成。

镶嵌环形永磁磁芯的半球空气动压轴承在组装清洗完毕后，采用充磁机对内圈2和外圈1内的内环形永磁磁芯2.1和外环形永磁磁芯1.1进行充磁，并使内环形永磁磁芯2.1的N级相对外环形永磁磁芯1.1的N级、内环形永磁磁芯2.1的S级相对外环形永磁磁芯1.1的S级，关于N级-N级和S级-S级的表示方位从图1上就可以明确看出，由此在内圈2和外圈1形成的楔形间隙内产生磁斥力组合单元，从而完全或部分抵消半球空气动压轴承自身的重力，使外圈1和内圈2形成的楔形间隙在静态下避免其接触而在动态下也可以避免其接触，提高半球空气动压轴承的动态支撑刚度。磁斥力组合单元可使半球空气动压轴承在动态情况下，提高空气动压轴承的动态承载能力。

注意：由于充磁后在内环形永磁磁芯2.1和外环形永磁磁芯1.1容易吸附金属颗粒，且不容易清除干净，所以充磁前各轴承零件一定要彻底清洗干净。充磁过程要保证充磁环境的洁净环境清洁，避免杂质吸附。充磁后也要对半球空气动压轴承进行最终清洗以避免杂质被吸附其上。

Claims (2)

1.一种在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法，半球空气动压轴承的外形类似于端盖状，由硬质合金钢制作的外圈(1)和内圈(2)组成，将外圈(1)的左端面自定义为外锥端面，与外圈(1)所述锥端面处于同一面的内圈(2)端面自定义为内锥端面，外圈(1)的内径是带有螺旋槽的碗型半球结构，内圈(2)的外径与外圈(1)的内径相匹配并形成楔形间隙，内圈(2)的内径呈锥状与锥轴联接，半球空气动压轴承工作时通过外圈(1)设置的安装孔固定在某一物体上；其特征是：在外圈(1)的所述外锥端面加工一圈外矩形环槽，在内圈(2)的所述内锥端面加工一圈内矩形环槽，在所述外矩形环槽内镶嵌外环形永磁磁芯(1.1)，在所述内矩形环槽内镶嵌内环形永磁磁芯(2.1)，此时镶嵌的外环形永磁磁芯(1.1)和内环形永磁磁芯(2.1)具有磁性但没有磁极；将外环形永磁磁芯(1.1)和内环形永磁磁芯(2.1)镶嵌在所述外矩形环槽和所述内矩形环槽后通过环氧树脂封闭将其固定之； 镶嵌环形永磁磁芯的半球空气动压轴承在组装清洗完毕后，采用充磁机对内圈(2)和外圈(1)内的内环形永磁磁芯(2.1)和外环形永磁磁芯(1.1)进行充磁，并使内环形永磁磁芯(2.1)的N级相对外环形永磁磁芯(1.1)的N级、内环形永磁磁芯(2.1)的S级相对外环形永磁磁芯(1.1)的S级，由此在内圈(2)和外圈(1)形成的楔形间隙内产生磁斥力组合单元，从而完全或部分抵消半球空气动压轴承自身的重力，使外圈(1)和内圈(2)形成的楔形间隙在静态下避免其接触而在动态下也可以避免其接触，提高半球空气动压轴承的动态支撑刚度。

2.如权利要求1所述在半球空气动压轴承的内圈和外圈镶嵌永磁磁芯的方法，其特征是：外环形永磁磁芯(1.1)和内环形永磁磁芯(2.1)均由钕铁硼磁铁制作而成。

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