CN108591259B - 磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁悬浮轴承，包括：后端盖、定子铁芯和磁钢组件；后端盖具有第一端面，在第一端面上设置有圆柱形的第一容纳凹槽，定子铁芯外廓为圆柱形，定子铁芯设置在第一容纳凹槽中，并且定子铁芯的轴线与第一容纳凹槽的轴线重合，使定子铁芯的外壁与第一容纳凹槽的内壁之间形成圆环形间隙；磁钢组件包括至少两个磁钢，至少两个磁钢设置在圆环形间隙中，并沿圆环形间隙的周向依次均匀布设，磁钢在垂直于定子铁芯轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且扇环形的圆心位于定子铁芯的轴线上。本发明具有便于加工制，降低了生产成本，而且能够使其性能和安全性得到提高的优点。

Description

磁悬浮轴承

技术领域

本发明涉及家电技术领域，特别涉及一种磁悬浮轴承。

背景技术

现有的轴向混合磁悬浮轴承安装结构如图1所示，在后端盖1上设有容纳凹槽，将定子铁芯2设置在容纳凹槽中，使定子铁芯2与容纳凹槽的内壁之间形成环形间隙，其中如图2所示,磁钢组件3由若干形状均为矩形体的磁钢31组成，并将磁钢组件3设置在环形间隙中，即将若干片径向充磁的矩形体磁钢31设置在定子铁芯2和容纳凹槽的内壁之间形成环形间隙中。

由于磁钢31的形状均为矩形体，在实际制作中，需将定子铁芯2的外壁和容纳凹槽的内壁均加工成正多边形的形状，以使二者之间形成的环形间隙位于若干磁钢31相匹配的正多边形环形间隙，并且为保证轴承气隙磁场的均匀性，对加工精度的要求很高，存在加工难度大，生产成本高的缺点。同时由于正多边形安装位的缘故，磁钢31之间不可避免地存在较多间隙，降低了轴向混合磁悬浮轴承中的磁通量，进而导致性能降低，而且还容易引发震动，安全性差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磁悬浮轴承，其不仅便于加工制，降低了生产成本，而且能够使其性能和安全性得到提高。

本发明提供了一种磁悬浮轴承，包括：后端盖、定子铁芯和磁钢组件；

所述后端盖具有第一端面，在所述第一端面上设置有圆柱形的第一容纳凹槽，所述定子铁芯外廓为圆柱形，所述定子铁芯设置在所述第一容纳凹槽中，并且所述定子铁芯的轴线与所述第一容纳凹槽的轴线重合，使所述定子铁芯的外壁与所述第一容纳凹槽的内壁之间形成圆环形间隙；

所述磁钢组件包括至少两个磁钢，至少两个所述磁钢设置在所述圆环形间隙中，并沿所述圆环形间隙的周向依次均匀布设，所述磁钢在垂直于所述定子铁芯轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且所述扇环形的圆心位于所述定子铁芯的轴线上。

较优地，至少两个所述磁钢依次连接形成一个整体。

较优地，所述磁钢组件包括支撑架；

所述支撑架为设置在所述圆环形间隙中的圆环体，所述磁钢设置在所述支撑架上。

较优地，在所述支撑架的侧壁上设置有形状与所述磁钢相匹配的安装孔，所述磁钢固定在所述安装孔内。

较优地，所述安装孔的数量与所述磁钢的数量相等，并一一对应。

较优地，所述支撑架通过灌封的方式与所述磁钢一体成型。

较优地，还包括连接螺钉；

所述支撑架的外周壁上设置有连接凸起，在所述连接凸起上设置有连接通孔，在所述后端盖上设置有与所述连接通孔位置相对应的连接螺孔，所述连接螺钉能够穿过所述连接通孔并螺纹连接在所述连接螺孔内，以将所述支撑架固定在所述后端盖上。

较优地，在所述后端盖的所述第一端面上设置有能够容纳所述连接凸起的连接凹槽，所述连接螺孔设置在所述连接凹槽的底壁上。

较优地，所述连接凸起的数量为至少两个，两个以上所述连接凸起沿所述支撑架的周向均匀布设，所述连接凹槽与所述连接凸起的数量相等，并一一对应，所述连接螺钉的数量与所述连接凸起的数量相等，并一一对应。

较优地，所述支撑架具有第二端面，当所述支撑架通过所述连接螺钉连接在所述后端盖上时，所述第二端面与所述第一端面位于同一平面内。

较优地，所述连接凸起具有与所述连接通孔的轴线垂直的第三端面，所述第三端面与所述第二端面位于同一平面内；

所述第三端面上设置有与所述连接通孔连通的第二容纳凹槽，当所述连接螺钉穿过所述连接通孔并螺纹连接在所述连接螺孔内时，所述连接螺钉的螺钉头整体位于所述第二容纳凹槽内。

本发明的提供的磁悬浮轴承，采用所述磁钢在垂直于所述定子铁芯轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且所述扇环形的圆心位于所述定子铁芯的轴线上的技术方案,不仅便于加工制，降低了生产成本，而且能够使其性能和安全性得到提高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的磁悬浮轴承结构示意图；

图2是图1中的磁钢组件结构示意图；

图3是本发明的磁悬浮轴承一实施例结构示意图；

图4是图3在无前端盖状态的左视图；

图5是图3分解示意图；

图6是图3中的磁钢组件示意图；

图7是图6在无支撑架时的示意图；

图8是图3的泵后端盖局部剖面示意图；

图9是图3中的磁钢组件局部剖面示意图。

图中：1、后端盖；11、第一端面；12、第一容纳凹槽；13、连接螺孔；14、连接凹槽；2、定子铁芯；3、磁钢组件；31、磁钢；32、支撑架；33、连接凸起；34、连接通孔；35、第二端面；36、第三端面；37、第二容纳凹槽；4、前端盖；5、连接螺钉。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够用以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图3至7所示，一种磁悬浮轴承，包括：后端盖1、定子铁芯2和磁钢组件3。后端盖1具有第一端面11，在第一端面11上设置有圆柱形的第一容纳凹槽12，定子铁芯2外廓为圆柱形，定子铁芯2设置在第一容纳凹槽12中，并且定子铁芯2的轴线与第一容纳凹槽12的轴线重合，使定子铁芯2的外壁与第一容纳凹槽12的内壁之间形成圆环形间隙。磁钢组件3包括至少两个磁钢31，至少两个磁钢31设置在圆环形间隙中，并沿圆环形间隙的周向依次均匀布设，磁钢31在垂直于定子铁芯2轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且扇环形的圆心位于定子铁芯2的轴线上。采用这样的技术方案，如图6，7所示，磁钢组件3中的至少两个磁钢31能够共同形成类似于圆筒状的结构，因此定子铁芯2外壁和第一容纳凹槽12内壁均可加工成圆柱形以实现与磁钢组件3相匹配，相对于现有技术中将定子铁芯2外壁和第一容纳凹槽12内壁上加工为精度较高的正多边形的形状，本实施例具有便于加工制作，进而降低了制作成本的优点。同时由于磁钢31在垂直于定子铁芯2轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且扇环形的圆心位于定子铁芯2的轴线上，能够使相邻的磁钢31之间的间隙更加均匀，进而提高磁悬浮轴承中的磁通量和材料利用率，增大了偏置率，使磁悬浮轴承的性能得到了提高。相对于现有技术，磁钢31在完成安装后不易产生松动，进而降低了噪音，提高了安全性。需要说明的是，如图3、5所示，在实际工作中，当完成定子铁芯2和磁钢组件3的安装后，会将前端盖4安装在第一端面11上，以将定子铁芯2和磁钢组件3封盖在第一容纳凹槽12中。

进一步地，至少两个磁钢31依次连接形成一个整体，以实现将磁钢组件3模块化。在实际使用时，可通过替换不同的磁钢组件3达到改变轴承出力，而不需重新设计和加工新的轴向轴承结构的效果，其中不同的磁钢组件3是指磁钢组件3所具有的磁钢31的数量不同，例如磁钢组件3中的磁钢31的数量可以是8块、12块、16块等，在实际使用中可根据需要进行选择。由于磁钢组件3外形尺寸没有变化，因此不需要对其它零件的尺寸进行任何修改。

至少两个磁钢31依次连接形成一个整体的具体方式，可如图4、5、6所示，磁钢组件3包括支撑架32，支撑架32为设置在圆环形间隙中的圆环体，在支撑架32的侧壁上设置有形状与磁钢31相匹配的安装孔(图未示出)，磁钢31固定在安装孔内。其中，安装孔的数量与磁钢31的数量相等，并一一对应。进一步地，支撑架32通过灌封的方式与磁钢31一体成型，即先将磁钢31在圆环形间隙中均匀排布定位，然后整体用环氧树脂灌封固定，此时环氧树脂凝固形成支撑架32，采用这样的技术方案，提高了磁钢组件3的模块化程度。需要说明的是，至少两个磁钢31依次连接形成一个整体的具体方式并不仅限于此，也可以采用其他任意能够实现发明目的的技术方案。

作为一种可实施方案，如图3所示，还包括连接螺钉5。如图4、5、6、9中所示，支撑架32的外周壁上设置有连接凸起33，在连接凸起33上设置有连接通孔34，如图9中所示，在后端盖1上设置有与连接通孔34位置相对应的连接螺孔13，连接螺钉5能够穿过连接通孔34并螺纹连接在连接螺孔13内，以将支撑架32固定在后端盖1上。这样能够提升磁钢组件3定位精度，并能够保证磁钢组件3与后端盖1之间的紧固性的效果。

进一步，如图8所示，在后端盖1的第一端面11上设置有能够容纳连接凸起33的连接凹槽14，连接螺孔13设置在连接凹槽14的底壁上。具体地，连接凸起33的数量为至少两个，两个以上连接凸起33沿支撑架32的周向均匀布设，连接凹槽14与连接凸起33的数量相等，并一一对应，连接螺钉5的数量与连接凸起33的数量相等，并一一对应。这样能够通过只少两个连接螺钉5将磁钢组件3固定在后端盖1上保证了二者之间连接的可靠性。

在实际制作中，由于需将前端盖4安装在第一端面11上，以将定子铁芯2和磁钢组件3封盖在第一容纳凹槽12中，因此如图9所示，支撑架32具有第二端面35，当支撑架32通过连接螺钉5连接在后端盖1上时，第二端面35与第一端面11位于同一平面内、这样能够避免在将前端盖4安装在第一端面11上时，前端盖4与支撑架32产生干涉。

进一步地，如图9所示，连接凸起33具有与连接通孔34的轴线垂直的第三端面36，第三端面36与第二端面35位于同一平面内，第三端面36上设置有与连接通孔34连通的第二容纳凹槽37，当连接螺钉5穿过连接通孔34并螺纹连接在连接螺孔13内时，连接螺钉5的螺钉头整体位于第二容纳凹槽37内。这样能够避免在将前端盖4安装在第一端面11上时，前端盖4会与连接凸起33或连接螺钉5的螺钉头产生干涉。

以上实施例使本发明具有便于加工制，降低了生产成本，而且能够使其性能和安全性得到提高的优点。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种磁悬浮轴承，其特征在于：所述磁悬浮轴承为轴向磁悬浮轴承，

包括：后端盖(1)、定子铁芯(2)和磁钢组件(3)；

所述后端盖(1)具有第一端面(11)，在所述第一端面(11)上设置有圆柱形的第一容纳凹槽(12)，所述定子铁芯(2)外廓为圆柱形，所述定子铁芯(2)设置在所述第一容纳凹槽(12)中，并且所述定子铁芯(2)的轴线与所述第一容纳凹槽(12)的轴线重合，使所述定子铁芯(2)的外壁与所述第一容纳凹槽(12)的内壁之间形成圆环形间隙；

所述磁钢组件(3)包括至少两个磁钢(31)，至少两个所述磁钢(31)设置在所述圆环形间隙中，并沿所述圆环形间隙的周向依次均匀布设，所述磁钢(31)在垂直于所述定子铁芯(2)轴线的平面上的截面形状为扇环形，并且所述扇环形的圆心位于所述定子铁芯(2)的轴线上，使相邻的所述磁钢(31)之间的间隙更加均匀，提高磁悬浮轴承中的磁通量和材料利用率；

至少两个所述磁钢(31)依次连接形成一个整体；

所述磁钢组件(3)包括支撑架(32)；

所述支撑架(32)为设置在所述圆环形间隙中的圆环体，所述磁钢(31)设置在所述支撑架(32)上，所述支撑架(32)通过环氧树脂灌封的方式与所述磁钢(31)一体成型。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

在所述支撑架(32)的侧壁上设置有形状与所述磁钢(31)相匹配的安装孔，所述磁钢(31)固定在所述安装孔内。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述安装孔的数量与所述磁钢(31)的数量相等，并一一对应。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述支撑架(32)通过灌封的方式与所述磁钢(31)一体成型。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

还包括连接螺钉(5)；

所述支撑架(32)的外周壁上设置有连接凸起(33)，在所述连接凸起(33)上设置有连接通孔(34)，在所述后端盖(1)上设置有与所述连接通孔(34)位置相对应的连接螺孔(13)，所述连接螺钉(5)能够穿过所述连接通孔(34)并螺纹连接在所述连接螺孔(13)内，以将所述支撑架(32)固定在所述后端盖(1)上。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

在所述后端盖(1)的所述第一端面(11)上设置有能够容纳所述连接凸起(33)的连接凹槽(14)，所述连接螺孔(13)设置在所述连接凹槽(14)的底壁上。

7.根据权利要求6所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述连接凸起(33)的数量为至少两个，两个以上所述连接凸起(33)沿所述支撑架(32)的周向均匀布设，所述连接凹槽(14)与所述连接凸起(33)的数量相等，并一一对应，所述连接螺钉(5)的数量与所述连接凸起(33)的数量相等，并一一对应。

8.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述支撑架(32)具有第二端面(35)，当所述支撑架(32)通过所述连接螺钉(5)连接在所述后端盖(1)上时，所述第二端面(35)与所述第一端面(11)位于同一平面内。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述连接凸起(33)具有与所述连接通孔(34)的轴线垂直的第三端面(36)，所述第三端面(36)与所述第二端面(35)位于同一平面内；

所述第三端面(36)上设置有与所述连接通孔(34)连通的第二容纳凹槽(37)，当所述连接螺钉(5)穿过所述连接通孔(34)并螺纹连接在所述连接螺孔(13)内时，所述连接螺钉(5)的螺钉头整体位于所述第二容纳凹槽(37)内。