CN105952796A - 磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承 - Google Patents

磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承 Download PDF

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周伯飞
董树东
关景轩
於红榴
王宝森
赵功
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Abstract

本发明是磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承，本磁悬浮轴承由永磁环套、环形磁靴和磁流体组成，环形磁靴对应旋转部件的一侧设有定齿圈，定齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈对应的导磁的转轴或固定于转轴的圆盘表面设有与定齿圈对应的动齿圈，动齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈和动齿圈的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有磁流体，导磁的转轴两端分别设有高速轴承，所述高速轴承其外圆与轴承座的配合间隙为0.4至0.5mm。本磁流体悬浮轴承可以组成径向和轴向悬浮轴承，应用范围较广。

Description

磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承
技术领域
本发明属于磁悬浮轴承，特别是涉及一种磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承。
背景技术
公告号CN 201487054U的实用新型公开了一种主轴由磁性液体悬浮和定心的滑动轴承，该轴承包括永久磁体、磁极、磁性液体、铝质主轴、轴承套和毛毡，其特征在于：所述轴承的上端，环形永久磁体(3)与两个环形磁极(2)组合与轴承套(7)同轴心固定在轴承套内；在环形磁极与铝质主轴(6)的间隙处充满上部磁性液体(5)；在所述轴承的下端，一圆筒形磁极(11)与轴承套同轴心且固定于轴承套内底部，一环形永久磁体(10)与圆筒形磁极同轴心固定在圆筒形磁极内底部，圆筒形磁极与铝质主轴下端间隙处充满下部磁性液体(9)。
上述由磁性液体悬浮和定心的滑动轴承，其磁性液体填充于环形磁极与铝质主轴(6)的间隙处，不利于磁性液体在滑动轴承中的均匀分布。
发明内容
本发明是为了解决上述由磁性液体悬浮和定心的滑动轴承存在的技术问题而提出一种磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承。
本发明为实现上述目的采取以下技术方案：一种磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承，包括永磁环套、环形磁靴和磁流体，特征是，轴承座设有环旋转部件中心固定的永磁环套，所述旋转部件是导磁的转轴或固定于转轴的圆盘，至少在永磁环套的一侧设有与永磁环套相接合的环形磁靴，环形磁靴对应旋转部件的一侧设有定齿圈，定齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈对应的导磁的转轴或固定于转轴的圆盘表面设有与定齿圈对应的动齿圈，动齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈和动齿圈的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有磁流体，所述导磁的转轴两端分别设有高速轴承，所述高速轴承其外圆与轴承座的配合间隙为0.4至0.5mm。
本发明还可以采取以下技术措施：
所述永磁环套两侧均设有与永磁环套相接合的环形磁靴，各环形磁靴对应旋转部件的一侧设有定齿圈，各定齿圈对应的导磁的转轴或固定于转轴的导磁的圆盘表面分别设有与相应定齿圈对应的动齿圈。
所述永磁环套两侧均设有与永磁环套相接合的环形磁靴，两环形磁靴分别与导磁的转轴表面及固定于该转轴的圆盘表面相对应，并分别设有定齿圈，各定齿圈对应的导磁的转轴及固定于该转轴的圆盘表面分别设有与相应定齿圈对应的动齿圈。
所述定齿圈和动齿圈的环形凸齿宽0.4-0.5mm，齿深2-2.2mm，环形凸齿间隔2.3-2.6mm。
所述永磁环套的内侧设有环形闭合感应线圈。
本发明的有益效果和优点在于：本磁流体分布均匀的磁流体电磁悬浮轴承的磁流体填充在定齿圈和动齿圈的环形凸齿之间，不仅可以保持磁流体均匀分布，还可以在强磁的永磁环套作用下，使定齿圈和动齿圈磁流体之间产生强拉力，阻尼转轴或固定于该转轴的圆盘左右和上下移动，达到磁悬浮功能。本磁流体电磁悬浮轴承可以组成径向和轴向悬浮轴承，应用范围较广。
附图说明
附图1是作用于转轴的磁流体悬浮轴承结构示意图。
附图2是图1中A向视图。
附图3是作用于旋转圆盘的磁流体悬浮轴承结构示意图。
附图4是分别作用于转轴和旋转圆盘的磁流体悬浮轴承结构示意图。
附图5是分别作用于转轴和旋转圆盘的磁流体电磁悬浮轴承结构示意图。
图中标记：1转轴，2动齿圈，3永磁环套，4环形磁靴，5定齿圈，6轴承座，7圆盘，8环形闭合感应线圈。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。
图1、2是作用于转轴的磁流体悬浮轴承。
如图1、2所示，轴承座7设有环旋转部件中心固定的永磁环套3，所述旋转部件是导磁的转轴1，在图示永磁环套3的上下两侧设有与 永磁环套相接合的环形磁靴4，环形磁靴对应转轴1的一侧设有定齿圈5。
定齿圈5由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈5对应的导磁的转轴1表面设有与定齿圈对应的动齿圈2，动齿圈也由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈5和动齿圈2的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔。图1所示定齿圈和动齿圈的环形凸齿宽0.4-0.5mm，齿深2-2.2mm，环形凸齿间隔2.3-2.6mm，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有胶态的磁流体(图1中未示出)。
图1所示的定齿圈5的命名是根据该圈与永磁环套3一样不动作，而动齿圈2的命名是根据该圈与转轴1同步旋转。
图1所示的作用于转轴的磁流体悬浮轴承，其导磁的转轴1两端分别设有高速轴承(图1中未示出)，高速轴承其外圆与轴承座的配合间隙为0.4至0.5mm。
高速轴承可以避免电磁悬浮轴承发生机械扫膛，具有瞬间扶正作用，同时，转轴1超高速旋转时，在悬浮轴承的作用下高速轴承的外圆与轴承座可以完全脱离而更有利于转轴1的超高速旋转。
图3是作用于旋转圆盘的磁流体悬浮轴承。
如图3所示，轴承座6设有环旋转部件中心固定的永磁环套3，所述旋转部件是固定于转轴1的导磁的圆盘7，在图示永磁环套3的下侧设有与永磁环套3相接合的环形磁靴4，环形磁靴对应圆盘7的一侧设有定齿圈5。
定齿圈5由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈5对应的圆盘 7表面设有与定齿圈5对应的动齿圈2，动齿圈2也由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈5和动齿圈2的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔。
图3所示定齿圈和动齿圈的凸齿宽度、齿深和凸齿间隔与前述内容相同，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有胶态的磁流体(图3中未示出)。
图3所示的作用于圆盘的磁流体电磁悬浮轴承，其导磁的转轴1两端也分别设有高速轴承(图3中未示出)，高速轴承其外圆与轴承座的配合间隙为0.4至0.5mm。高速轴承的作用与前述内容相同。
图4是分别作用于转轴和旋转圆盘的磁流体悬浮轴承。
如图4所示，轴承座6设有环旋转部件中心固定的永磁环套3，所述旋转部件是导磁的转轴1和固定于该转轴1的圆盘7，在图示永磁环套3的上下两侧均设有与永磁环套3相接合的环形磁靴4，两环形磁靴分别与导磁的转轴1表面及固定于该转轴的圆盘7表面相对应，并分别设有定齿圈5。
定齿圈5由等间隔排列的各环形凸齿构成，两定齿圈5分别对应的转轴1和圆盘7表面均设有与其对应的动齿圈2，动齿圈2也由等间隔排列的各环形凸齿构成，对应转轴1的动齿圈2与永磁环套3上侧的环形磁靴4的定齿圈5的环形凸齿对称，对应圆盘7的动齿圈2与永磁环套3下侧的环形磁靴4的定齿圈5的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔。
图4所示定齿圈和动齿圈的凸齿宽度、齿深和凸齿间隔与前述内 容相同，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有胶态的磁流体(图4中未示出)。
如图5所示的分别作用于转轴和旋转圆盘的磁流体悬浮轴承，在永磁环套3的内侧设有环形闭合感应线圈8，其匝数为1，由厚度2m m、高度与永磁环套3等高的紫铜板构成。
环形闭合感应线圈具有以下作用：当导磁的转轴1或固定于该转轴的圆盘7发生偏离中心的移动时，定齿圈5和动齿圈2的环形凸齿相互错开，通过转轴1或固定于该转轴的圆盘7的磁力线数量减少，而闭合感应线圈感应电压、产生电流，电流的磁化力方向要维持原有磁力线数量不变，也就是阻止所述转轴1或固定于该转轴的圆盘7移动，具有明显的辅助磁悬浮的作用。
图5所示的分别作用于转轴和旋转圆盘的磁流体悬浮轴承实质上已经成为磁流体电磁悬浮轴承。
图1、3所示的磁流体悬浮轴承均可以增加环形闭合感应线圈，不再赘述。

Claims (5)

1.磁流体分布均匀的磁流体悬浮轴承，包括永磁环套、环形磁靴和磁流体，其特征在于轴承座设有环旋转部件中心固定的永磁环套，所述旋转部件是导磁的转轴或固定于转轴的圆盘，至少在永磁环套的一侧设有与永磁环套相接合的环形磁靴，环形磁靴对应旋转部件的一侧设有定齿圈，定齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈对应的导磁的转轴或固定于转轴的圆盘表面设有与定齿圈对应的动齿圈，动齿圈由等间隔排列的各环形凸齿构成，定齿圈和动齿圈的环形凸齿对称，定齿圈与动齿圈之间设有间隔，定齿圈和动齿圈的各环形凸齿之间分别填充有磁流体，所述导磁的转轴两端分别设有高速轴承，所述高速轴承其外圆与轴承座的配合间隙为0.4至0.5mm。
2.根据权利要求1所述的磁流体悬浮轴承，其特征在于：所述永磁环套两侧均设有与永磁环套相接合的环形磁靴，各环形磁靴对应旋转部件的一侧设有定齿圈，各定齿圈对应的导磁的转轴或固定于转轴的导磁的圆盘表面分别设有与相应定齿圈对应的动齿圈。
3.根据权利要求1所述的磁流体悬浮轴承，其特征在于：所述永磁环套两侧均设有与永磁环套相接合的环形磁靴，两环形磁靴分别与导磁的转轴表面及固定于该转轴的圆盘表面相对应，并分别设有定齿圈，各定齿圈对应的导磁的转轴及固定于该转轴的圆盘表面分别设有与相应定齿圈对应的动齿圈。
4.根据权利要求1所述的磁流体悬浮轴承，其特征在于：所述定齿圈和动齿圈的环形凸齿宽0.4-0.5mm，齿深2-2.2mm，环形凸齿间隔2.3-2.6mm。
5.根据权利要求1所述的磁流体悬浮轴承，其特征在于：所述永磁环套的内侧设有环形闭合感应线圈。
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