CN108843688B - 磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁悬浮轴承，包括定子铁芯(2)、磁钢组件(3)和转子推力盘(4)；所述定子铁芯(2)具有中心孔(21)，所述转子推力盘(4)设置在所述中心孔(21)内，并且所述转子推力盘(4)的外壁与所述中心孔(21)的内壁之间形成环形的间隙，所述磁钢组件(3)设置在所述间隙之内。本发明具有不仅能够降低制作成本，而且能够简化装配步骤，使安装精度得到了保证的优点。

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上设有第一容纳凹槽，将定子铁芯2设置在第一容纳凹槽中，使定子铁芯2与第一容纳凹槽的内壁之间形成环形间隙，磁钢组件3设置在环形间隙中，定子铁芯2具有中心孔，转子推力盘4设置在中心孔内并抵接在后端盖1上。

这种结构的永磁磁通以磁钢组件3→定子铁芯2→转子推力盘4→后端盖1→磁钢组件3的路径循环，这样需要在定子铁芯2和后端盖1之间设置不导磁的定位环7，以避免定子铁芯2和后端盖1产生磁导通。为保证定子铁芯2、定位环7和后端盖1之间的接触和定位，对三者的加工精度要求较高，因而存在较高的制作成本，同时还存在装配步骤复杂，安装精度不易保证的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磁悬浮轴承，其不仅能够降低制作成本，而且能够简化装配步骤，使安装精度得到了保证。

本发明提供了一种磁悬浮轴承，包括定子铁芯、磁钢组件和转子推力盘；

所述定子铁芯具有中心孔，所述转子推力盘设置在所述中心孔内，并且所述转子推力盘的外壁与所述中心孔的内壁之间形成环形的间隙，所述磁钢组件设置在所述间隙之内。

较优地，所述中心孔为圆柱形，所述转子推力盘的外廓为圆柱形，所述转子推力盘与所述中心孔的轴线重合，使所述转子推力盘的外壁与所述中心孔的内壁之间形成的所述间隙为圆环形，所述磁钢组件的形状与所述间隙的形状相匹配。

较优地，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间隙中，并沿所述间隙的周向依次均匀布设。

较优地，所述磁钢在垂直于所述转子推力盘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转子推力盘的轴线上。

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，在所述定子铁芯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定子铁芯上。

较优地，所述定子铁芯具有与所述中心孔的轴线垂直的第一端面，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定子铁芯上时，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，采用所述定子铁芯具有中心孔，所述转子推力盘设置在所述中心孔内，并且所述转子推力盘的外壁与所述中心孔的内壁之间形成环形的间隙，所述磁钢组件设置在所述间隙之内的技术方案,不仅能够降低制作成本，而且能够简化装配步骤，使安装精度得到了保证。

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是本发明的磁悬浮轴承一实施例结构示意图；

图3是图2在无前端盖状态的左视图；

图4是图2分解示意图；

图5是图2中的磁钢组件示意图；

图6是图5在无支撑架时的示意图；

图7是图2的中定子铁芯局部剖面示意图；

图8是图2中的支撑架局部剖面示意图。

图中：1、后端盖；11、第一容纳凹槽；2、定子铁芯；21、中心孔；22、第一端面；23、连接螺孔；24、连接凹槽；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、转子推力盘；5、前端盖；6、连接螺钉；7、定位环。

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2、3、4所示，一种磁悬浮轴承，包括定子铁芯2、磁钢组件3和转子推力盘4。定子铁芯2具有中心孔21，转子推力盘4设置在中心孔21内，并且转子推力盘4的外壁与中心孔21的内壁之间形成环形的间隙(图未示出)，磁钢组件3设置在间隙之内。在实际制作中如图中所示，还包括：前端盖5和后端盖1，后端盖1上设有第一容纳凹槽11，定子铁芯2和磁钢组件3安装第一容纳凹槽11内。当完成定子铁芯2和磁钢组件3的安装后，会将前端盖5安装在后端盖1上，以将定子铁芯2和磁钢组件3封盖在第一容纳凹槽11中。此时永磁磁路循环为磁钢组件3→定子铁芯2→后端盖1→转子推力盘4→磁钢组件3，这样相对于现有技术定子铁芯2和后端盖1可以直接装配，二者之间不需要设置图1中所示的定位环7，不仅能够降低制作成本，而且能够简化装配步骤，使安装精度得到了保证。

具体地，如图2、3、4所示中心孔21为圆柱形，转子推力盘4的外廓为圆柱形，转子推力盘4与中心孔21的轴线重合，使转子推力盘4的外壁与中心孔21的内壁之间形成的间隙为圆环形，磁钢组件3的形状与间隙的形状相匹配。这样能够便于对中心孔21和转子推力盘4进行加工制作，进而降低了制作成本。

其中如图5，6所示，磁钢组件3包括至少两个磁钢31，至少两个磁钢31设置在间隙中，并沿间隙的周向依次均匀布设。进一步地，如图5，6所示，磁钢31在垂直于转子推力盘4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转子推力盘4的轴线上。由于磁钢31在垂直于转子推力盘4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转子推力盘4的轴线上，能够使磁钢31与转子推力盘4和定子铁芯2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，同时磁钢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。

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3、4、5所示，磁钢组件3包括支撑架32，支撑架32为设置在圆环形的间隙中的圆环体，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。

作为一种可实施方式，如图2所示，还包括连接螺钉6。如图4、5、8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7所示，在定子铁芯2上设置有与连接通孔34位置相对应的连接螺孔23，连接螺钉6能够穿过连接通孔34并螺纹连接在连接螺孔23内，以将支撑架32固定在定子铁芯2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与定子铁芯2之间的紧固性的效果。

进一步，如图4、7所示，定子铁芯2具有与中心孔21的轴线垂直的第一端面22，第一端面22上设置有能够容纳连接凸起33的连接凹槽24，连接螺孔23设置在连接凹槽24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24与连接凸起33的数量相等，并一一对应，连接螺钉6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6将磁钢组件3固定在定子铁芯2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5安装在后端盖1上，以将定子铁芯2和磁钢组件3封盖在第一容纳凹槽11中，因此如图8所示，支撑架32具有第二端面35，当支撑架32通过连接螺钉6连接在定子铁芯2上时，第二端面35与第一端面22位于同一平面内。这样能够避免支撑架32凸出定子铁芯2的第一端面22之外而与前端盖5产生干涉。

进一步地，如图8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6穿过连接通孔34并螺纹连接在连接螺孔23内时，连接螺钉6的螺钉头整体位于第二容纳凹槽37内。这样能够避免连接螺钉6的螺钉头凸出第三端面36而与前端盖5产生干涉。

以上实施例使本发明具有不仅能够降低制作成本，而且能够简化装配步骤，使安装精度得到了保证的优点。

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 (14)

1.一种磁悬浮轴承，包括定子铁芯（2）、磁钢组件（3）和转子推力盘（4）；所述定子铁芯（2）具有中心孔（21），其特征在于：

所述转子推力盘（4）设置在所述中心孔（21）内，并且所述转子推力盘（4）的外壁与所述中心孔（21）的内壁之间形成环形的间隙，所述磁钢组件（3）设置在所述间隙之内，且所述磁钢组件（3）通过连接螺钉（6）与所述定子铁芯（2）连接。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述中心孔（21）为圆柱形，所述转子推力盘（4）的外廓为圆柱形，所述转子推力盘（4）与所述中心孔（21）的轴线重合，使所述转子推力盘（4）的外壁与所述中心孔（21）的内壁之间形成的所述间隙为圆环形，所述磁钢组件（3）的形状与所述间隙的形状相匹配。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

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）设置在所述间隙中，并沿所述间隙的周向依次均匀布设。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述磁钢（31）在垂直于所述转子推力盘（4）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转子推力盘（4）的轴线上。

5.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

至少两个所述磁钢（31）依次连接形成一个整体。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述磁钢组件（3）包括支撑架（32）；

所述支撑架（32）为设置在所述间隙中的圆环体，所述磁钢（31）设置在所述支撑架（32）上。

7.根据权利要求6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。

8.根据权利要求7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。

9.根据权利要求6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。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

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），在所述定子铁芯（2）上设置有与所述连接通孔（34）位置相对应的连接螺孔（23），所述连接螺钉（6）能够穿过所述连接通孔（34）并螺纹连接在所述连接螺孔（23）内，以将所述支撑架（32）固定在所述定子铁芯（2）上。

11.根据权利要求10所述的磁悬浮轴承，其特征在于：

所述定子铁芯（2）具有与所述中心孔（21）的轴线垂直的第一端面（22），所述第一端面（22）上设置有能够容纳所述连接凸起（33）的连接凹槽（24），所述连接螺孔（23）设置在所述连接凹槽（24）的底壁上。

12.根据权利要求11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（24）与所述连接凸起（33）的数量相等，并一一对应，所述连接螺钉（6）的数量与所述连接凸起（33）的数量相等，并一一对应。

13.根据权利要求11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（6）连接在所述定子铁芯（2）上时，所述第二端面（35）与所述第一端面（22）位于同一平面内。

14.根据权利要求13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（6）穿过所述连接通孔（34）并螺纹连接在所述连接螺孔（23）内时，所述连接螺钉（6）的螺钉头整体位于所述第二容纳凹槽（37）内。