CN109505865B - 一种磁液双悬浮动压轴承 - Google Patents

Abstract

一种磁液双悬浮动压轴承，包括阶梯轴，螺钉，第一、二小端盖，第一、二大端盖，进油口组合垫片，出油口组合垫片，进油口接头，出油口接头，螺母，螺栓，轴套，第一、二骨架密封，漆包线，第一、二O型圈，永磁体，卡套；在轴套内侧加工有两个相同油室，周向均匀分布两个油孔，便于安装接头在两个油孔外侧加工有平台，装配时保证两个油孔左右两侧分布。轴套上加工有漆包线柱用来缠绕漆包线，内侧有支承套与阶梯轴配合。在阶梯轴上安装永磁体与轴套上的电磁铁产生斥力对阶梯轴起到磁力支承作用。支承套与阶梯轴过渡配合，形成动压力对阶梯轴起到支承的作用。本发明同时拥有磁力支承和液体动压支承两套支承系统，能够提高轴承的承载能力和刚度。

Description

一种磁液双悬浮动压轴承

技术领域

本发明涉及滑动轴承的设计领域，尤其涉及一种重载、大刚度的磁液双悬浮动压轴承。

背景技术

液体动压轴承能够正常工作的条件是轴必须具有足够的转速，当轴的转速较低时普通液体动压轴承的承载能力会大大降低，不能对轴起到有效的支承作用。本发明在普通液体动压轴承的基础上增加了磁力支承系统，能够提高液体动压轴承的承载能力和静刚度。使轴承在轴的转速较低时也能正常工作，扩大了液体动压轴承的适用范围。

发明内容

本发明目的在于提供一种高承载力及刚度的磁液双悬浮动压轴承。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括阶梯轴、螺钉、第一小端盖、第二小端盖、第一大端盖、第二大端盖、进油口组合垫片、出油口组合垫片、进油口接头、出油口接头、螺母、螺栓、轴套、第一骨架密封、第二骨架密封、漆包线、第一O型圈、第二O型圈、永磁体、卡套，在阶梯轴上加工有轴颈A、轴颈B、轴颈C、轴颈D，其中轴颈B左端加工有螺纹；第一小端盖、第二小端盖结构相同均为回转体，在第一、二小端盖端面均匀加工有四个安装通孔；第一、二大端盖结构相同也均为回转体，在端面均匀加工有四个安装通孔和四个螺纹盲孔，中间加工有骨架密封孔；轴套为回转体，在回转体端面均匀加工有四个安装通孔，与第一大端盖上的安装通孔相对应，沿回转体周向均匀加工有两个尺寸相同的径向油孔，两个油孔左右分布，其中一个为进油孔，一个为出油孔，在轴套回转体内圆周上每个径向油孔处设有油室外圆周上设有安装平台，与进油孔对应的为进油孔油室和进油孔平台，与出油孔对应的为出油孔油室和出油孔平台，在回转体前后两端面分别设有第一、二O型圈槽，在轴套上周向均匀加工有8个漆包线柱，轴套内圈为支承套；永磁体通过配合安装在阶梯轴的轴颈B上，轴套的右端靠轴颈固定，在永磁体左端有卡套通过螺纹安装在轴颈B上对阶梯轴起到固定作用；漆包线缠绕在轴套上的8个周向均匀分布的漆包线柱上形成电磁体。第一、第二O型圈分别安装在第一、第二O型圈槽内；进油口接头与出油口接头通过螺纹分别安装在进油孔与出油孔内；在进油孔与进油口接头之间安装有进油口组合垫片，出油孔与出油口接头之间安装有出油口组合垫片；第一大端盖，第二大端盖分别安装在轴套左右两侧，三者之间通过螺栓和螺母连接固定；第一、第二骨架密封分别安装在第一、第二大端盖的骨架密封孔内；在第一大端盖左侧安装有第一小端盖，两者之间通过螺钉连接固定；第二大端盖右侧安装有第二小端盖，两者之间也通过螺钉连接。

进一步的，所述阶梯轴的材料为不锈钢。

进一步的，第一小端盖、第二小端盖、第一大端、二大端盖的制作材料均为不锈钢。

进一步的，所述漆包线柱和支承套处采用电工软铁加工制作。

进一步的，对支承套与阶梯轴相邻的表面进行镀锌处理。

进一步的，永磁体与轴套之间有0.4mm的间隙。

进一步的，永磁体采用径向磁化，外侧为N极，内侧为S极。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、同时拥有磁力支承和液体动压支承两套支承系统，能够提高轴承的承载能力和刚度。

2、液体动压支承系统的润滑油液对电磁铁起到冷却作用，改善电磁铁工作条件。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是轴套示意图；

图4是大端盖示意图；

图5是小端盖示意图；

图6是阶梯轴示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-6所示，本发明主要包括阶梯轴1，螺钉2，第一小端盖3，第二小端盖12，第一大端盖4，第二大端盖7，进油口组合垫片5，出油口组合垫片18，进油口接头6，出油口接头17，螺母8，螺栓11，轴套9，第一骨架密封21，第二骨架密封13，漆包线14，第一O型圈19，第二O型圈15，永磁体16，卡套20，在阶梯轴上加工有轴颈A37、轴颈B38、轴颈C39、轴颈D40，其中轴颈B38左端加工有螺纹；第一小端盖3、第二小端盖结构相同均为回转体，在第一、二小端盖端面均匀加工有四个安装通孔36；第一、二大端盖结构相同也均为回转体，在端面均匀加工有四个安装通孔33和四个螺纹盲孔34，中间加工有骨架密封孔35；轴套9为回转体，在回转体端面均匀加工有四个安装通孔22，与第一大端盖4上的安装通孔33相对应，沿回转体周向均匀加工有两个尺寸相同的径向油孔，两个油孔左右分布，其中一个为进油孔28，一个为出油孔31，在轴套回转体内圆周上每个径向油孔处设有油室外圆周上设有安装平台，与进油孔28对应的为进油孔油室29和进油孔平台27，与出油孔31对应的为出油孔油室30和出油孔平台32，在回转体前后两端面分别设有第一、二O型圈槽26、24，在轴套9上周向均匀加工有8个漆包线柱23，轴套9内圈为支承套25；

磁液双悬浮动压轴承的内部结构如图2所示。永磁体16通过配合安装在阶梯轴1的轴颈B38上，轴套的右端靠轴颈39固定，在永磁体16左端有卡套20通过螺纹安装在轴颈B38上对阶梯轴1起到固定作用；漆包线14缠绕在轴套9上的8个周向均匀分布的漆包线柱23上形成电磁体。第一、第二O型圈19、15分别安装在第一、第二O型圈槽26、24内；进油口接头6与出油口接头17通过螺纹分别安装在进油孔28与出油孔31内；在进油孔28与进油口接头6之间安装有进油口组合垫片5，出油孔31与出油口接头17之间安装有出油口组合垫片18；第一大端盖4，第二大端盖7分别安装在轴套9左右两侧，三者之间通过螺栓11和螺母8连接固定；第一、第二骨架密封21、13分别安装在第一、第二大端盖4、7的骨架密封孔35内；在第一大端盖4左侧安装有第一小端盖3，两者之间通过螺钉2连接固定；第二大端盖7右侧安装有第二小端盖12，两者之间也通过螺钉连接。

所述阶梯轴的材料为不锈钢。第一小端盖、第二小端盖、第一大端、二大端盖的制作材料均为不锈钢所述漆包线柱23和支承套25处采用电工软铁加工制作。

对支承套25与阶梯轴1相邻的表面进行镀锌处理。

永磁体16与轴套9之间有0.4mm的间隙。永磁体16采用径向磁化，外侧为N极，内侧为S极。

实施案例

下面结合附图对本发明作详细说明：阶梯轴1的轴颈37直径为35mm长度为50mm，轴颈B38直径为37mm长度为64mm，轴颈39直径为43.5mm长度为2mm，轴颈40直径为35mm长度为50mm；第一小端盖3为回转体，外径为80mm，内径为40mm，厚度为5mm，安装通孔36的直径为6mm，安装通孔36的中心与第一小端盖3的中心的距离为33mm，第二小端盖12结构尺寸与第一小端盖3结构尺寸对称相等；第一大端盖4为回转体，外径为112mm，内径为50mm，厚度为8mm，安装通孔33直径为9mm，安装通孔33的中心与第一大端盖4的中心的距离为49.5mm，螺纹盲孔34直径为5mm，深度为5mm，螺纹盲孔34的中心与第一大端盖4的中心的距离为16.5mm，第二大端盖7结构尺寸与第一大端盖4结构尺寸对称相等；轴套9为回转体，外径为112mm，长度为72mm，8个周向均匀分布的漆包线柱23高9mm，厚度为10mm，长度为56mm，支承套外径60mm，内径为50mm，长度为64mm，进油孔28与出油孔31尺寸相同，直径为8mm，进油孔平台27与出油孔32尺寸相同，长22mm，深度为1mm；接线柱10高4mm，外径为6mm，内径为4mm；进油孔油室29长度为46mm，最大深度为1.03mm，周向角度为60°，出油孔油室30与进油孔油室29尺寸相同，第一O型圈槽26外径为86.1mm，内径为80.9mm，深度为1.28mm，第二O型圈槽24尺寸与第一O型圈槽26尺寸相同，安装通孔22直径为9mm，安装通孔22的中心与轴套9的中心的距离为49.5mm；第一O型圈19直径为84.3mm，横截面积为2.54mm²；永磁体16长度为60mm，内径为37mm，外径为50mm；卡套20外径43.5mm，内径为37mm，厚度为4mm；螺栓11直径为8mm，长度为98mm；螺钉2直径为5mm，长度为10mm。

本发明所述轴承拥有磁力支承和液体动压支承两套支承系统。磁力支承系统的工作原理为：漆包线缠绕在漆包线柱上23上，漆包线通电形成电磁体，电磁体与阶梯轴1相对磁极全为N极。阶梯轴1上的永磁体16采用径向磁化，外侧为N极，内侧为S极。电磁体与永磁体N极相对形成斥力对阶梯轴1起到支承的作用。液体动压支承系统工作原理为：润滑油液经进油口接头6流入磁液双悬浮动压轴承，进入进油孔油室29，经过进油孔油室29的扩散作用，润滑油液均匀分布在阶梯轴1与支承套25的间隙之间。通过阶梯轴1的旋转在阶梯轴1与支承套25的间隙之间形成动压力，对阶梯轴1起到支承作用。油液充满漆包线处，对漆包线能够起到降温散热的作用。油液经出油孔油室30集中回流到出油孔31，通过出油口接头17排出磁液双悬浮动压轴承。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种磁液双悬浮动压轴承，所述轴承包括阶梯轴、第一小端盖、第二小端盖、第一大端盖、第二大端盖、轴套、永磁体环、第一骨架密封、第二骨架密封、第一O型圈、第二O型圈和卡套；轴承由斥力型磁力悬浮支承系统和液体动压支承系统提供共同支承；

其特征在于：所述阶梯轴加工有第一轴颈、第二轴颈、第三轴颈、第四轴颈，其中在第二轴颈上加工有螺纹；

所述第一小端盖为回转体，在回转体端面均匀加工有四个安装通孔；所述第二小端盖结构与所述第一小端盖完全相同；

所述第一大端盖为回转体，在回转体端面均匀加工有四个安装通孔和四个螺纹盲孔；所述第二大端盖结构与所述第一大端盖完全相同；

所述轴套为回转体，在回转体两个端面均匀加工有四个安装通孔，分别与第一大端盖上的安装通孔以及第二大端盖上的安装通孔相对应；在回转体上沿周向均匀加工有两个径向油孔，装配时保证两个油孔左右分布，其中一个为进油孔，另一个为出油孔；在回转体内圆周上的进油孔处设有进油孔油室，在回转体内圆周上的出油孔处设有出油孔油室，当阶梯轴转动时在油室与油膜处形成动压对阶梯轴起到支承作用；在回转体前后两端面分别设有第一、二O型圈槽；所述轴套采用已径向磁化材料制作，内侧为N极，外侧为S极；所述轴套内表面进行镀锌处理；

所述永磁体环配合安装在阶梯轴的第二轴径上，右端依靠第三轴径定位；所述轴套套装在所述阶梯轴外的永磁体环上，所述轴套的左右两端面的第一、二O型圈槽内均嵌装有第一、第二O型圈，并分别通过第一骨架密封和第一大端盖以及第二骨架密封和第二大端盖密封，通过四个贯通的安装通孔用螺栓和螺母将第一大端盖、轴套和第二大端盖连接固定；所述永磁体环与所述轴套之间有0.4mm的间隙；所述永磁体环为径向磁化，外侧为N极，内侧为S极，永磁体环内侧的S极与轴套外侧的S极形成斥力型磁悬浮力，从而对阶梯轴起到支承作用，当阶梯轴在负载的作用下向一侧靠拢，永磁体环与轴套间的间隙变小，斥力型磁悬浮力与动压支承力均会增大，使阶梯轴重新稳定在一个位置；所述第一小端盖安装在所述第一大端盖的左侧，通过其上的四个安装通孔用螺钉紧固在所述第一大端盖的四个螺纹盲孔中；所述第二小端盖安装在所述第二大端盖的右侧，通过其上的四个安装通孔用螺钉紧固在所述第二大端盖的四个螺纹盲孔中。

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