CN107100931B - 一种磁悬浮轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮轴承,根据同极相斥原理,将内环磁铁磁悬浮于中心位置处。此磁悬浮轴承将6个环形磁铁进行环形阵列分布,其中4个强磁磁铁分布于下方,2个弱磁磁铁分布于上方,这就将中间的内环磁铁依据同极相斥原理悬浮于空腔中。磁悬浮轴承的前后分别安装有磁板,同样是依据同极相斥原理,可以限制内环磁铁的前后自由度。后磁板焊接在外壳体上,前磁板被前盖卡在外壳体上。空载时,中间的内环磁铁悬浮于中心轴偏上的位置处,负载时,由于轴的重力作用,与向上的磁力平衡,将中间的内环磁铁压向中心轴处,使之带动轴可以在空中悬浮转动。相对于普通轴承,突出了机械磨损小、能耗低、噪声小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承,尤其涉及一种磁悬浮轴承。
背景技术
与传统的轴承相比,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,国内的磁悬浮轴承种类较少,也多处于理论研究阶段,还不能真正意义上用于实际。而要赶超国外,改变这种状况迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁悬浮轴承,使得内环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:
一种磁悬浮轴承,包括前盖、前磁板、内环磁铁、弱磁磁铁、强磁磁铁、后磁板和外壳;其中,
该外壳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,若干个弱磁磁铁和若干个强磁磁铁分别镶嵌在对应的安装孔位,且弱磁磁铁和强磁磁铁的数量比为1:2,内环磁铁设置在外壳的中心处,前磁板和后磁板分别设置在内环磁铁的两端,前磁板固定安装在用于密封外壳开口端面的前盖上,后磁板固定安装在外壳上。
本发明进一步的改进在于,弱磁磁铁的数量为2个,强磁磁铁的数量为4个。
本发明进一步的改进在于,其中,强磁磁铁的磁力大于等于弱磁磁铁的磁力的3倍。
本发明进一步的改进在于,弱磁磁铁和强磁磁铁是电磁铁或者永磁铁。
本发明进一步的改进在于,前盖采用非导磁材料制成。
本发明进一步的改进在于,外壳采用非导磁材料制成。
本发明具有如下的优点:
本发明通过若干个强磁磁铁和若干个弱磁磁铁组成环状,将内环磁铁包含其中,外围的磁铁和内环磁铁因同极相斥而使得内环磁铁悬浮于中间,使得环形磁铁只保留了一个转动自由度。又因底部是强磁磁铁,上部是弱磁磁铁,根据力的大小,内环磁铁会悬浮于中心轴偏上位置。当安装上轴之后,由于轴重,会平衡磁铁之间的斥力,使得内环磁铁向下偏移而悬浮于中心轴附近。
进一步,弱磁磁铁的数量为2个,强磁磁铁的数量为4个,数量可增加,但弱磁磁铁的数量与强磁磁铁的数量之比为1:2,可形成一个圆形将内环磁铁包含其中,与之可达到力学平衡的目的。
进一步,弱磁磁铁和强磁磁铁是电磁铁或者永磁铁,大幅度提高产品的使用范围。
进一步,前盖和外壳均采用非导磁材料制成,可有效避免内部磁力干扰,从而提高磁铁的工作效率。
综上所述,本发明相比传统轴承,通过将内环磁铁悬浮于中心轴附近,可以将轴承自身的摩擦降到最低点,具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长等优点,可以适用于高速、真空等特殊环境中。
附图说明
图1是本发明一种磁悬浮轴承的结构示意图。
图2是本发明一种磁悬浮轴承空载时的状态图。
图3是本发明一种磁悬浮轴承负载时的状态图。
图4是本发明在负载状态的爆炸图。
图5是本发明在负载状态的另一视角爆炸图。
图中:1-前盖、2-前磁板、3-内环磁铁、4-弱磁磁铁、5-强磁磁铁、6-后磁板、7-外壳。
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,本发明提供的一种磁悬浮轴承,将4个强磁磁铁5和2个弱磁磁铁4按照环形阵列均匀排布,内部的内环磁铁3会与外部的6个磁铁因同极相斥的原理而悬浮于中心轴偏上位置。同样在外壳7的前后端,分别有后磁板6、前磁板2与内环磁铁6因同极相斥原理而将内环磁铁6悬浮于中间部位,而后磁板6和前磁板2是分别焊接在外壳7和前盖1上的。负载时,由于安装轴的轴重,会将4个强磁磁铁5和2个弱磁磁铁4对内环磁铁3的斥力的合力平衡,使得安装轴的内环磁铁3悬浮于中心轴附近。
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 (4)
1.一种磁悬浮轴承,其特征在于,包括前盖(1)、前磁板(2)、内环磁铁(3)、弱磁磁铁(4)、强磁磁铁(5)、后磁板(6)和外壳(7);其中,
该外壳(7)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,若干个弱磁磁铁(4)和若干个强磁磁铁(5)分别镶嵌在对应的安装孔位,且弱磁磁铁(4)和强磁磁铁(5)的数量比为1:2,内环磁铁(3)设置在外壳(7)的中心处,前磁板(2)和后磁板(6)分别设置在内环磁铁(3)的两端,前磁板(2)固定安装在用于密封外壳(7)开口端面的前盖(1)上,后磁板(6)固定安装在外壳(7)上;
弱磁磁铁(4)的数量为2个,强磁磁铁(5)的数量为4个;
强磁磁铁(5)的磁力大于等于弱磁磁铁(4)的磁力的3倍。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承,其特征在于,弱磁磁铁(4)和强磁磁铁(5)是电磁铁或者永磁铁。
3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承,其特征在于,前盖(1)采用非导磁材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轴承,其特征在于,外壳(7)采用非导磁材料制成。
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