CN107299938B - 一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其原理是主要是两个缠绕线圈的推力头，产生电磁力，对顶的推力头同极相斥，从而两个推力头在磁力作用下处于悬浮状态，而在推力头和推力瓦之间的间隙内充满磁流体介质，磁流体介质在磁场作用下，均匀附着在推力头的外表面，起到非常好的润滑作用，且在磁力作用下，磁流体介质使轴端密封效果极佳。本发明所涉及的磁力可控磁悬浮推力轴承主要主环形主线圈一(1)、导电触环(2)、推力头(3)、轴承体(4)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、环形主线圈二(7)、推力盖(8)八部分组成。这种设计方法的主要特点是，磁悬浮轴承磨损小，磁流体介质润滑效果好，且轴端密封效果好。

Description

一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承
技术领域
本发明涉及轴承机构，特别涉及到一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承。
背景技术
磁悬浮轴承技术的基本原理是利用定子铁芯与转子铁芯之间的磁场力来实现转轴的无接触支承，磁悬浮轴承具有以下优点:1.能够承受极高的转速，2.摩擦功耗较小，3.寿命长,维护成本低。根据磁场建立方式的不同,磁悬浮轴承可分为永磁型、电磁偏置型和永磁偏置型三种类型永磁型磁悬浮轴承主要利用磁性材料之间固有的斥力或吸力(如永磁材料之间,永磁材料与软磁材料之间)来实现转轴的悬浮,其结构简单,能量损耗少,电磁偏置型磁悬浮轴承由通入直流电的偏磁绕组在气隙中建立偏置磁场,由通入大小和方向都受到实时控制的交变电流的控制绕组来在气隙中建立控制磁场,这两个磁场在气隙中的叠加和抵消产生了大小和方向都可以主动控制的磁场吸力,从而实现了转子的稳定悬浮,这种类型的磁悬浮轴承刚度大,可以精密控制,但产生单位承载力所需的体积、重量和功耗也都比较大，磁浮轴承技术也成为磁悬浮轴承技术研究与发展的一个重要方向。本发明主要是设计通过磁流体介质润滑的磁悬浮推力轴承，磁流体介质在磁场作用下均匀附着在推力头的外表面，起到润滑的作用，大大降低了推力瓦与推力头之间的磨损，且漏磁率更低，结构简单，易维修，更加安全可靠。
发明内容
本发明目的是提供一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其工作原理主要是两个缠绕线圈的推力头，产生电磁场，推力头相邻的一端同极相斥，从而两个推力头在磁力作用下处于悬浮状态，无摩擦力，而在推力头和推力瓦之间的间隙内充满磁流体介质，磁流体介质在磁场作用下，均匀附着在推力头的外表面，起到非常好的润滑作用，解决了推力轴承两个推力头之间和推力头和推力瓦之间的磨损问题。
实现上述目的所采用的技术方案是：
本发明涉及一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，所述的磁悬浮推力轴承由环形主线圈一(1)、导电触环(2)、推力头(3)、轴承体(4)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、环形主线圈二(7)、推力盖(8)八部分组成，其中内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)过渡配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)过盈配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)大间隙配合，推力头(3)与轴承体(4)大间隙配合，内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)的长度相同，并同时由推力头(3)和推力盖(8)进行固定卡死，推力头(3)的圆柱外表面采用类工形结构，在推力头(3)柱形结构外表面有外腔存在，用于储存磁流体(a)，推力盖(8)通过螺栓固定在轴承体(4)上。
所述的推力头(3)和推力盖(8)的端部都设有环形凹槽，其中环形主线圈一(1)缠绕在推力头(3)的环形凹槽内，环形主线圈二(7)缠绕在推力盖(8)的环形凹槽内，在推力头(3)的环形凹槽内装有导电触环(2)，导电触环(2)固定不跟随推力头(3)旋转。
所述的环形主线圈一(1)和环形主线圈二(7)接通高频交流电，使推力头(3)和推力盖(8)产生磁场，推力头(2)和推力盖(8)相邻一端同极相斥，永磁铁套环(5)与推力头(3)相邻的一端同极相斥。
所述的立式磁悬浮推力轴承的推力头(2)、推力盖(8)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、以及轴承体(4)结构的内部间隙与腔内装满磁流体(a)。
所述的推力头(3)的端部设有深孔，传动轴(9)轴端安装在推力头(3)的深孔内，深孔与传动轴(9)的装配为过盈配合。
所述的推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)均采用导磁材质，轴承体(4)采用非导磁材料，当推力头(3)和推力盖(8)没有产生电磁场时，永磁铁套环(5)使推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)产生磁场，吸附间隙与内腔内部的磁流体(a)，当推力头(3)高速旋转工作时，磁流体介质(e)作为润滑剂的功能工作，同时也作为密封介质工作。
这种设计方法的主要特点是，磁流体介质在磁场作用下均匀附着在推力头的外表面，起到润滑的作用，大大降低了推力瓦与推力头之间的磨损，且磁流体在端口的密封作用极佳，防泄漏效果很好，且结构简单，易维修，更加安全可靠。
本发明经用户试用，反应效果良好。
附图说明
图1是本发明一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承的结构原理图。
图中：1.主线圈一，2.导电触环，3.推力头，4.轴承体，5.永磁铁套环，6.内推力瓦，7.环形主线圈二，8.推力盖，a.磁流体介质。
具体实施方式
图1为本发明一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承的结构原理图，本实施例中一种磁流体介质润滑的磁悬浮推力轴承，所述的磁悬浮推力轴承由环形主线圈一(1)、导电触环(2)、推力头(3)、轴承体(4)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、环形主线圈二(7)、推力盖(8)八部分组成，其中内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)过渡配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)过盈配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)大间隙配合，推力头(3)与轴承体(4)大间隙配合，内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)的长度相同，并同时由推力头(3)和推力盖(8)进行固定卡死，推力头(3)的圆柱外表面采用类工形结构，在推力头(3)柱形结构外表面有外腔存在，用于储存磁流体(a)，推力盖(8)通过螺栓固定在轴承体(4)上。
所述的推力头(3)和推力盖(8)的端部都设有环形凹槽，其中环形主线圈一(1)缠绕在推力头(3)的环形凹槽内，环形主线圈二(7)缠绕在推力盖(8)的环形凹槽内，在推力头(3)的环形凹槽内装有导电触环(2)，导电触环(2)固定不跟随推力头(3)旋转。
所述的环形主线圈一(1)和环形主线圈二(7)接通高频交流电，使推力头(3)和推力盖(8)产生磁场，推力头(2)和推力盖(8)相邻一端同极相斥，永磁铁套环(5)与推力头(3)相邻的一端同极相斥。
所述的立式磁悬浮推力轴承的推力头(2)、推力盖(8)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、以及轴承体(4)结构的内部间隙与腔内装满磁流体(a)。
所述的推力头(3)的端部设有深孔，传动轴(9)轴端安装在推力头(3)的深孔内，深孔与传动轴(9)的装配为过盈配合。
所述的推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)均采用导磁材质，轴承体(4)采用非导磁材料，当推力头(3)和推力盖(8)没有产生电磁场时，永磁铁套环(5)使推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)产生磁场，吸附间隙与内腔内部的磁流体(a)，当推力头(3)高速旋转工作时，磁流体介质(e)作为润滑剂的功能工作，同时也作为密封介质工作。
磁流体介质在磁场作用下均匀附着在推力头的外表面，起到润滑的作用，大大降低了推力瓦与推力头之间的磨损，且磁流体在端口的密封作用极佳。

Claims (4)

1.一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其特征在于，所述的磁悬浮推力轴承由环形主线圈一(1)、导电触环(2)、推力头(3)、轴承体(4)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、环形主线圈二(7)、推力盖(8)八部分组成，其中内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)过渡配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)过盈配合，内推力瓦(6)与推力盖(8)大间隙配合，推力头(3)与轴承体(4)大间隙配合，内推力瓦(6)与永磁铁套环(5)的长度相同，并同时由推力头(3)和推力盖(8)进行固定卡死，推力头(3)的圆柱外表面采用类工形结构，在推力头(3)柱形结构外表面有外腔存在，用于储存磁流体(a)，推力盖(8)通过螺栓固定在轴承体(4)上；
所述的推力头(3)和推力盖(8)的端部都设有环形凹槽，其中环形主线圈一(1)缠绕在推力头(3)的环形凹槽内，环形主线圈二(7)缠绕在推力盖(8)的环形凹槽内，在推力头(3)的环形凹槽内装有导电触环(2)，导电触环(2)固定不跟随推力头(3)旋转；
所述的环形主线圈一(1)和环形主线圈二(7)接通高频交流电，使推力头(3)和推力盖(8)产生磁场，推力头(2)和推力盖(8)相邻一端同极相斥，永磁铁套环(5)与推力头(3)相邻的一端同极相斥；
所述的立式磁悬浮推力轴承的推力头(2)、推力盖(8)、永磁铁套环(5)、内推力瓦(6)、以及轴承体(4)结构的内部间隙与腔内装满磁流体(a)。
2.根据权利要求1所述的一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其特征在于，推力头(3)的端部设有深孔，传动轴(9)轴端安装在推力头(3)的深孔内，深孔与传动轴(9)的装配为过盈配合。
3.根据权利要求1所述的一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其特征在于，推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)均采用导磁材质，轴承体(4)采用非导磁材料。
4.根据权利要求1所述的一种磁流体介质润滑的立式磁悬浮推力轴承，其特征在于，当推力头(3)和推力盖(8)没有产生电磁场时，永磁铁套环(5)使推力头(3)、推力盖(8)与内推力瓦(6)产生磁场，吸附间隙与内腔内部的磁流体(a)，当推力头(3)高速旋转工作时，磁流体介质(e)作为润滑剂的功能工作，同时也作为密封介质工作。
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