CN102678747A - 一种径轴向磁悬浮轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个在内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈的两个轴向端所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件；然后，将所述轴承外圈组件通过径轴向工作气隙与一个在中间部位带有外向型环形凸起部的轴承内圈组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述内圈组件是由中间部位上的一个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体以及位于该环形永磁体两个轴向端紧密叠加的两个外径较小且被轴向充磁的环形永磁体所组成；所述内圈组件当中紧密叠加的三个环形永磁体之间，具有相互吸引的关系；所述内圈组件与外圈组件之间的磁场关系为相互排斥的关系；所述在内部带有部分锥斜面的两个“喇叭口”环形永磁体的大口径一侧各自朝向轴承的端盖方向。
Description
技术领域：
本发明涉及径轴向磁悬浮轴承，尤其是涉及到全永磁相斥型的径轴向磁悬浮轴承。
背景技术：
现有技术的径轴向磁悬浮轴承，因为构成轴承内圈组件和轴承外圈组件当中的各环形永磁体之间采用同极磁通的轴向叠加导致各磁体之间的相互排斥给产品的装配制造带来诸多不便；同时，由于各环形永磁体加工精度与装配误差的积累，造成径轴向磁悬浮轴承沟的径向力稳定而轴向力稳定性欠佳，成为一个急需解决的技术问题。
发明内容：
本发明的目的，就是要提供一种径轴向磁悬浮支撑力稳定和装配制造方便的径轴向磁悬浮轴承，所采用的技术方案如下：
1、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将一个由三个全辐向内外径向充磁的环形永磁体轴向地叠加在一起，构成在中间位置上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件设置在轴承的外圈当中；而将另一个由三个环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在轴承的外围；所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件和在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件通过径轴向工作气隙构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料体所覆盖，导磁材料体不但包括轴承的内外圈，也包括轴承的端盖部分；在所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；在所述中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，中间位置上的一个外径较大的环形永磁体为全辐向内外径向充磁，其外侧的径向磁极面通过径向工作气隙与径向相对的环形永磁体之间保持着磁场力相互排斥的状态；位于较大外径环形永磁体两个轴向端部位上的两个外径较小的环形永磁体采用轴向充磁，从而使构成所述在中间部位上带有外向型径向凸起部的永磁体环形组件当中的各环形永磁体之间形成相互吸合。
在本发明当中，所述在所述中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，位于中间部位上环形永磁体的外侧还可以设置金属材料的套体或碳纤维复合增强层，所述碳纤维复合增强层也可以延伸至轴承内圈永磁体环形组件上的两个径向缩减部的外侧；所述轴承内圈不但指筒形内圈也包含在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的轴承内圈在内。
在本发明当中，在所述中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，还可以只保留中间位置上外径较大的环形永磁体，而位于所述较大外径环形永磁体两个轴向端部位上的两个外径较小的环形永磁体一并给予去除。
2、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈两端所构成带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件，然后，将一个由三个环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在导磁材料体轴承内圈的外侧，从而构成磁悬浮轴承的内圈组件；所述轴承外圈组件和轴承外圈组件上的永磁体的非工作气隙侧，均被导磁材料体所覆盖，所述带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件和中间部位带有外向型径向环形凸起部的内圈组件之间，通过径轴向气隙形成凸凹互补、交叉设置的内外圈侧向结构，并使内外圈永磁体所产生的磁场力保持在相互排斥的状态；在所述的内圈组件当中，位于永磁体环形组件两端部位上的两个环形永磁体采用轴向充磁；位于永磁体环形组件中间部位上的一个环形永磁体采用全辐向内外径向充磁；从而构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部内圈组件当中的三个环形永磁体之间形成相互吸引，所述轴承内圈不但指筒形内圈也包含在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的轴承内圈在内。
在本发明的径轴向磁悬浮轴承当中，在所述内圈组件中间部位上的环形永磁体外侧还可以设有金属材料的套体或碳纤维复合增强层。
3、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个在内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈的两个轴向端所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的的轴承外圈组件；然后，将所述轴承外圈组件通过径轴向工作气隙与一个在中间部位带有外向型环形凸起部的轴承内圈组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述内圈组件是由中间部位上的一个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体以及位于该环形永磁体两个轴向端紧密叠加的两个外径较小且被轴向充磁的环形永磁体所组成；所述内圈组件当中紧密叠加的三个环形永磁体之间，具有相互吸引的关系；所述内圈组件与外圈组件之间的磁场关系为相互排斥的关系；所述在内部带有部分锥斜面的两个“喇叭口”环形永磁体的大口径一侧各自朝向轴承的端盖方向；所述轴承内圈不但指筒形内圈也包含在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的轴承内圈在内。
本发明所述全辐向内外径向充磁的环形永磁体是指：在一个环形永磁体当中，整个环形永磁体的外部同属一个磁极，而整个环形永磁体的内壁则属于另一个磁极的情形。
综合上述，本发明的径轴向磁悬浮轴承相对于现有技术的径轴向磁悬浮轴承来说，避免了轴承内、外圈组件当中的各环形永磁体之间装配困难和径轴向磁悬浮轴承径向力稳定而轴向力稳定性欠佳的技术缺陷以及使本发明径轴向磁悬浮轴承具有产品美观，结构紧凑的优点。
具体实施方式：
下面用具体的实施方式对本发明径轴向磁悬浮轴承做进一步的详细描述：
1、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将一个由三个全辐向内外径向充磁的环形永磁体轴向地叠加在一起，构成在中间位置上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件设置在轴承的外圈当中；而将另一个由三个环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在轴承的外围；所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件和在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件通过径轴向工作气隙构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料体所覆盖，导磁材料体不但包括轴承的内外圈，也包括轴承的端盖部分；其特征是：在所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；在所述中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，中间位置上的一个外径较大的环形永磁体为全辐向内外径向充磁，其外侧的径向磁极面通过径向工作气隙与径向相对的环形永磁体之间保持着磁场力相互排斥的状态；位于较大外径环形永磁体两个轴向端部位上的两个外径较小的环形永磁体采用轴向充磁，从而使构成所述在中间部位上带有外向型径向凸起部的永磁体环形组件当中的各环形永磁体之间形成相互吸合。
在本发明当中，所述在所述中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，位于中间部位上环形永磁体的外侧还可以设置有铁磁材料的套体。
2、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈两端所构成带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件，然后，将一个由三个环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在导磁材料体轴承内圈的外侧，从而构成磁悬浮轴承的内圈组件；所述轴承外圈组件和轴承外圈组件上的永磁体的非工作气隙侧，均被导磁材料体所覆盖，所述带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件和中间部位带有外向型径向环形凸起部的内圈组件之间，通过径轴向气隙形成凸凹互补、交叉设置的内外圈侧向结构，并使内外圈永磁体所产生的磁场力保持在相互排斥的状态；在所述的内圈组件当中，位于永磁体环形组件两端部位上的两个环形永磁体采用轴向充磁；位于永磁体环形组件中间部位上的一个环形永磁体采用全辐向内外径向充磁；从而构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部内圈组件当中的三个环形永磁体之间形成相互吸引。
在本发明的径轴向磁悬浮轴承当中，在所述轴承内圈组件中间部位上的环形永磁体外侧还可以设有铁磁材料的套体。
3、一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个在内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈的两个轴向端所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的的轴承外圈组件；然后，将所述轴承外圈组件通过径轴向工作气隙与一个在中间部位带有外向型环形凸起部的轴承内圈组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述内圈组件是由中间部位上的一个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体以及位于该环形永磁体两个轴向端紧密叠加的两个外径较小且被轴向充磁的环形永磁体所组成；所述内圈组件当中紧密叠加的三个环形永磁体之间，具有相互吸引的关系；所述内圈组件与外圈组件之间的磁场关系为相互排斥的关系；所述在内部带有部分锥斜面的两个“喇叭口”环形永磁体的大口径一侧各自朝向轴承的端盖方向。
Claims (8)
1.一种径轴向磁悬浮轴承，它是将一个由三个全辐向内外径向充磁的环形永磁体轴向地叠加在一起，构成在中间位置上带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件设置在轴承的外圈当中；而将另一个由三个环形永磁体轴向叠加后构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在轴承的外围；所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件和在中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件通过径轴向工作气隙构成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述每个永磁体环形组件的非工作气隙侧均被导磁材料体所覆盖，导磁材料体不但包括轴承的内外圈，也包括轴承的端盖部分；其特征是：在所述带有内向型径向口环形凹槽的永磁体环形组件当中，各轴向相邻的环形永磁体之间的磁通极性互为相反；在所述中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，中间位置上的一个外径较大的环形永磁体为全辐向内外径向充磁，其外侧的径向磁极面通过径向工作气隙与径向相对的环形永磁体之间保持着磁场力相互排斥的状态；位于较大外径环形永磁体两个轴向端部位上的两个外径较小的环形永磁体采用轴向充磁，从而使构成所述在中间部位上带有外向型径向凸起部的永磁体环形组件当中的各环形永磁体之间形成相互吸合。
2.按照权利要求1所述的径轴向磁悬浮轴承，其特征是：在所述中间部位上带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，位于中间部位上环形永磁体的外部径向侧还可以设置铁磁材料的套体。
3.一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈两端所构成带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件，然后，将一个由三个环形永磁体轴向叠加后，构成在中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件设置在导磁材料体轴承内圈的外侧，从而构成磁悬浮轴承的内圈组件；所述轴承外圈组件和轴承外圈组件上的永磁体的非工作气隙侧，均被导磁材料体所覆盖，所述带有内向型径向口环形凹槽的轴承外圈组件和中间部位带有外向型径向环形凸起部的内圈组件之间，通过径轴向气隙形成凸凹互补、交叉设置的内外圈侧向结构，并使内外圈永磁体所产生的磁场力保持在相互排斥的状态；在所述的内圈组件当中，位于永磁体环形组件两端部位上的两个环形永磁体采用轴向充磁；位于永磁体环形组件中间部位上的一个环形永磁体采用全辐向内外径向充磁；从而构成在中间部位上带有外向型径向环形凸起部内圈组件当中的三个环形永磁体之间形成相互吸引。
4.按照权利要求3所述的径轴向磁悬浮轴承，其特征是：在所述内圈组件当中，位于中间部位上的环形永磁体的外侧还可以设有铁磁材料的套体。
5.一种径轴向磁悬浮轴承，它是将两个在内部带有部分锥斜面的“喇叭口”环形永磁体设置在一个在中间部位上带有内向型径向环形凸起部的轴承外圈的两个轴向端所构成在中间部位上带有内向型径向口环形凹槽的的轴承外圈组件；然后，将所述轴承外圈组件通过径轴向工作气隙与一个在中间部位带有外向型环形凸起部的轴承内圈组件形成凸凹互补、交叉设置的侧向结构；所述内圈组件是由中间部位上的一个被全辐向内外径向充磁的环形永磁体以及位于该环形永磁体两个轴向端紧密叠加的两个外径较小且被轴向充磁的环形永磁体所组成；所述内圈组件当中紧密叠加的三个环形永磁体之间，具有相互吸引的关系；所述内圈组件与外圈组件之间的磁场关系为相互排斥的关系；所述在内部带有部分锥斜面的两个“喇叭口”环形永磁体的大口径一侧各自朝向轴承的端盖方向。
6.按照权利要求1-5所述的任一径轴向磁悬浮轴承，其特征是：所述轴承的内、外圈组件本身具有轴向对称性。
7.按照权利要求1-5所述的任一径轴向磁悬浮轴承，其特征是：所述轴承的内外圈组件之间均可以采用相互易位的方式进行演变，径轴向磁力悬浮的功能不变。
8.按照权利要求1-5所述的任一径轴向磁悬浮轴承，其特征是：在所述中间部位带有外向型径向环形凸起部的永磁体环形组件当中，可以只保留中间位置上外径较大的环形永磁体，而对位于所述较大外径环形永磁体两个轴向端部位上的两个外径较小的环形永磁体则给予去除。
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