CN102852975A

CN102852975A - 一种多层串联轴向磁轴承结构

Info

Publication number: CN102852975A
Application number: CN2012103432578A
Authority: CN
Inventors: 于溯源; 刘兴男; 杨国军
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明提供一种用于立式磁轴承系统的多层串联轴向磁轴承结构，该多层串联轴向磁轴承结构包括吸力向上的轴向磁轴承（2，4）、吸力向下的轴向磁轴承（7，9）和推力盘（3，5，6，8），其中，吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘串联布置。采用本发明提供的轴向磁轴承结构可提高立式磁轴承系统的轴向承载能力，尤其适用于轴向载荷不对称的系统。

Description

一种多层串联轴向磁轴承结构

技术领域

本发明涉及轴承领域，尤其涉及一种用于立式磁轴承系统的多层串联轴向磁轴承结构。

背景技术

磁悬浮轴承又简称为磁轴承，磁轴承是利用定子和转子之间的磁力作用将转子悬浮于空间中，使定子和转子之间没有机械接触的一种新型高性能轴承。由于定子和转子不存在机械上的接触，所以磁轴承的转子可达到很高的运转转速，并且具有机械磨损小、能耗低、寿命长、无润滑、无污染等优点，特别适合高速、真空和超洁净等特殊的应用场合。

目前，磁轴承按照磁力提供的方式分为主动磁轴承系统、被动磁轴承系统和混合磁轴承系统。其中，主动磁轴承系统是利用电磁铁与铁磁材料之间的可控磁力实现对转子的不接触支承系统，主动磁轴承系统包括径向磁轴承和轴向磁轴承，分别提供径向力和轴向力。某些立式磁轴承系统的转子较重，或转子轴向负载较大，需要较大的轴向电磁力，然而由于受到空间结构或散热要求的限制，轴向磁轴承的磁极面积和线圈匝数都不能太大，也就是说最大轴向电磁力是受到限制的。

此外，还存在一些磁轴承系统，其转子两个方向的轴向载荷差异较大，因此要求某个方向的轴向磁力较大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种能提高立式磁轴承系统的轴向承载能力并适用于不对称轴向载荷的多层串联轴向磁轴承结构。

（二）技术方案

为达到上述目的，本发明提供一种多层串联轴向磁轴承结构，该多层串联轴向磁轴承结构包括吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘，其中，吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘串联布置。

进一步，所述推力盘的数量等于吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量之和。

再进一步，每层吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承的作用力都是单向的。

其中，所述吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量相等或不等。

或者，所述多层为两层吸力向上的轴向磁轴承和一层吸力向下的轴向磁轴承。

或者，所述多层为两层吸力向上的轴向磁轴承和两层吸力向下的轴向磁轴承。

（三）有益效果

本发明提供的多层串联轴向磁轴承结构，通过吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘的串联布置，可达到提高立式磁轴承系统轴向承载能力的效果。本发明尤其适用于轴向载荷不对称的磁轴承系统。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图中，1：转子；2，4：吸力向上的轴向磁轴承；7，9：吸力向下的轴向磁轴承；3，5，6，8：推力盘；10：磁材料。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的多层串联轴向磁轴承结构的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提供的多层串联轴向磁轴承结构，包括吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘。每层吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承的作用力都是单向的；吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量可以不等。

实施例1

如图1所示，本实施例采用两层吸力向上的轴向磁轴承2、4和一层吸力向下的轴向磁轴承7。该实施例中的多层串联轴向磁轴承结构包括吸力向上的轴向磁轴承2和4、吸力向下的轴向磁轴承7、推力盘3、5和6。其中，吸力向上的轴向磁轴承2、4下方设有沟槽，沟槽中放置磁材料10，推力盘3、5分别位于吸力向上的轴向磁轴承2、4的下方；吸力向下的轴向磁轴承7上方设有沟槽，沟槽中放置磁材料10，推力盘6位于吸力向下的轴向磁轴承7的上方。

所述推力盘的数量等于吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量之和。转子1与推力盘3、5和6固连，通过磁轴承的磁力作用悬浮在固定的轴向位置。

本实施例使用两层吸力向上的轴向磁轴承和一层吸力向下的轴向磁轴承，这种结构适用于转子过重的立式磁轴承，或者向下的轴向载荷大于向上的轴向载荷的立式磁轴承系统。

实施例2

如图2所示，本实施例采用两层吸力向上的轴向磁轴承2、4和两层吸力向下的轴向磁轴承7、9。该实施例中的多层串联轴向磁轴承结构包括吸力向上的轴向磁轴承2和4、吸力向下的轴向磁轴承7和9、推力盘3、5、6、8。其中，吸力向上的轴向磁轴承2、4下方设有沟槽，沟槽中放置磁材料10，推力盘3、5分别位于吸力向上的轴向磁轴承2、4的下方；吸力向下的轴向磁轴承7、9上方设有沟槽，沟槽中放置磁材料10，推力盘6、8分别位于吸力向下的轴向磁轴承7、9的上方。所述推力盘的数量等于吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量之和。转子1与推力盘3、5、6和8固连，通过磁轴承的磁力作用悬浮在固定的轴向位置。

本实施例使用两层吸力向上的轴向磁轴承和两层吸力向下的轴向磁轴承，这种结构适用于两个方向的轴向载荷都很大的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种多层串联轴向磁轴承结构，该多层串联轴向磁轴承结构包括吸力向上的轴向磁轴承(2，4)、吸力向下的轴向磁轴承(7，9)和推力盘(3，5，6，8)，其特征在于，吸力向上的轴向磁轴承、吸力向下的轴向磁轴承和推力盘串联布置。

2.根据权利要求1所述的多层串联轴向磁轴承结构，其特征在于，所述推力盘的数量等于吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量之和。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的多层串联轴向磁轴承结构，其特征在于，每层吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承的作用力都是单向的。

4.根据权利要求3所述的多层串联轴向磁轴承结构，其特征在于，所述吸力向上的轴向磁轴承和吸力向下的轴向磁轴承数量相等或不等。

5.根据权利要求1所述的多层串联轴向磁轴承结构，其特征在于，所述多层为两层吸力向上的轴向磁轴承和一层吸力向下的轴向磁轴承。

6.根据权利要求1所述的多层串联轴向磁轴承结构，其特征在于，所述多层为两层吸力向上的轴向磁轴承和两层吸力向下的轴向磁轴承。