CN106949144B - 一种配磁式磁悬浮轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配磁式磁悬浮轴承，包括机架、后环形磁铁、内环形磁铁、条形磁铁、前环形磁铁和前盖；其中，该机架具有圆环形中空腔体且一端面开口，圆环形中空腔体中均匀间隔设置有若干个安装孔位，若干个条形磁铁分别镶嵌在对应的安装孔位中，N极朝向圆心的条形磁铁与S极朝向圆心的条形磁铁均匀间隔设置且数量比为4:1，内环形磁铁设置在机架的中心处，后环形磁铁和前环形磁铁分别设置在内环形磁铁的两端，且后环形磁铁固定安装在机架上，前环形磁铁固定安装在用于密封机架开口端面的前盖上。本发明提供的配磁式磁悬浮轴承的配磁就是要求根据轴的质量大小，匹配与之相平衡的磁力，达到满载悬浮的目的。

Description

一种配磁式磁悬浮轴承
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮轴承，具体涉及一种配磁式磁悬浮轴承。
背景技术
与传统的滚动轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。磁悬浮轴承的优点远大于普通轴承，对于很多领域，普通轴承因为摩擦力达不到要求或者精度不够而使得整体功能无法实现。目前国内在磁悬浮轴承方面起步晚，研究深度不够而落后于国外，国内的磁悬浮轴承还不能真正意义上用于实际，而国外已经实际运用在某些特殊领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种配磁式磁悬浮轴承，将内环形磁铁不与外壳接触而悬浮于中心轴附近。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种配磁式磁悬浮轴承，包括机架、后环形磁铁、内环形磁铁、条形磁铁、前环形磁铁和前盖；其中，
该机架具有圆环形中空腔体且一端面开口，圆环形中空腔体中均匀间隔设置有若干个安装孔位，若干个条形磁铁分别镶嵌在对应的安装孔位中，N极朝向圆心的条形磁铁与S极朝向圆心的条形磁铁均匀间隔设置且数量比为4:1，内环形磁铁设置在机架的中心处，后环形磁铁和前环形磁铁分别设置在内环形磁铁的两端，且后环形磁铁固定安装在机架上，前环形磁铁固定安装在用于密封机架开口端面的前盖上。
本发明进一步的改进在于，条形磁铁的数量有30个。
本发明进一步的改进在于，条形磁铁是永磁铁或者电磁铁。
本发明进一步的改进在于，机架内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成。
本发明进一步的改进在于，前盖内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成。
本发明进一步的改进在于，内环形磁铁内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成。
本发明具有如下的优点：
本发明通过将内环形磁铁悬浮于中心轴附近，通过部分条形磁铁对内环形磁铁的斥力和其余部分条形磁铁对内环形磁铁的吸力与轴的重力相平衡来实现内环形磁铁悬浮于中心轴附近的目的，其中，部分条形磁铁是N极朝向圆心，其余部分条形磁铁是S极朝向圆心，而内环形磁铁与这部分条形磁铁形成了相斥关系，与其余部分条形磁铁形成了相吸关系。因此，在轴承空载时，内环形磁铁是吸附在其余部分条形磁铁上的，在轴承满载时，也就是安装上轴承工作时，其余部分条形磁铁的吸力加上部分条形磁铁的斥力与轴承的重力相互平衡，使得内环形磁铁悬浮于空腔体中部。相比传统轴承，可以将轴承自身的摩擦降到最低点。
进一步，本发明将有一系列不同磁力大小的规格，在选择使用本产品之前，根据安装轴的质量选择可以将轴平衡到轴心(圆心)处的特定规格。这就将本产品的使用广度大幅度提高。
进一步，后环形磁铁直接安装在机架中，而前环形磁铁是通过前盖将其卡在机架内部，这样，内部结构不会产生振动，减少了噪音。
进一步，条形磁铁可以是永磁铁，也可以是电磁铁，可以根据实际情况按需选择，使得产品具有更高的灵活度。
进一步，机架、前盖和内环形磁铁内部的连接轴部分是非导磁材料，可有效避免内部磁铁磁力互相干扰。
进一步，将内部条形磁铁设置为30个，可使之形成类似于圆形，设置个数越多，形成的圆形越标准，越能达到内部磁力相吸与相斥的效果。
综上所述，本发明具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，可以适用于高速、真空、超净等特殊环境中。
附图说明
图1是本发明一种配磁式磁悬浮轴承的结构示意图。
图2是本发明在空载时的状态图。
图3是本发明在负载时的状态图。
图4是本发明在负载时的爆炸图。
图5是本发明在负载时的另一视角爆炸图。
图中：1-机架，2-后环形磁铁，3-内环形磁铁，4-条形磁铁，5-前环形磁铁，6-前盖。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体工作情况。
如图1至图5所示，本发明提供的一种配磁式磁悬浮轴承，将30个条形磁铁4按照环形阵列均匀排布，镶嵌在机架1的30个安装孔位中，组成定子，其中24个条形磁铁4的N极朝向圆心，而6个条形磁铁4的S极朝向圆心，内部的内环形磁铁3会与外部的30个条形磁铁4因同极相斥、异极相吸的原理而吸附于这6个条形磁铁4上。同样在机架1的前后端，分别有后环形磁铁2、前环形磁铁5与内环形磁铁3因同极相斥原理而将内环形磁铁3悬浮于中间部位，而后环形磁铁2和前环形磁铁5是分别焊接在机架1和前盖6上的。负载时，根据安装轴的质量大小，匹配能与轴重相平衡磁力的30个条形磁铁4，因重力的作用，安装轴可以悬浮于圆心附近位置，即在垂足上，24个条形磁铁4对内环形磁铁3斥力的合力向上，6个条形磁铁4对内环形磁铁3吸力的合力向上，安装轴的重力向下，从而向上的斥力与吸力会和向下的重力平衡，达到一个平衡点，将内环形磁铁3悬浮于轴心附近。
在选择磁悬浮轴承时，先要计算与之配合的轴的质量，再匹配与之重力可平衡的相应磁力大小的30个条形磁铁。
条形磁铁4可以是永磁铁，也可以是电磁铁。
机架1、前盖6和内环形磁铁3内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种配磁式磁悬浮轴承，其特征在于，包括机架（1）、后环形磁铁（2）、内环形磁铁（3）、条形磁铁（4）、前环形磁铁（5）和前盖（6）；其中，
该机架（1）具有圆环形中空腔体且一端面开口，圆环形中空腔体中均匀间隔设置有若干个安装孔位，若干个条形磁铁（4）分别镶嵌在对应的安装孔位中，N极朝向圆心的条形磁铁（4）与S极朝向圆心的条形磁铁（4）均匀间隔设置且数量比为4:1，内环形磁铁（3）设置在机架（1）的中心处，后环形磁铁（2）和前环形磁铁（5）分别设置在内环形磁铁（3）的两端，且后环形磁铁（2）固定安装在机架（1）上，前环形磁铁（5）固定安装在用于密封机架（1）开口端面的前盖（6）上；
机架（1）内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成；
前盖（6）内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成；
内环形磁铁（3）内部与连接轴接触部分采用非导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种配磁式磁悬浮轴承，其特征在于，条形磁铁（4）的数量有30个。
3.根据权利要求1所述的一种配磁式磁悬浮轴承，其特征在于，条形磁铁（4）是永磁铁或者电磁铁。
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