CN109654122B - 一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁悬浮轴承系统，具体涉及一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置。包括：转子，转子上设置有第一轴承；支承组件间隙套设在第一轴承的外周，支承组件包括支承座和安装在支承座内的支承件，支承件靠近第一轴承设置且可相对于支承座径向运动，支承件和支承座之间设置有开口；驱动组件包括驱动座和活动设置在驱动座内的驱动件，驱动座间隙套设在转子的外周，驱动座与转子之间的间隙小于支承组件与第一轴承之间的间隙；转子通过带动驱动座转动进而带动驱动件转动，当驱动件转动至开口位置时，驱动件在弹性件的作用下插入开口中推动支承件靠近并接触第一轴承。解决了现有技术中的保护装置无法在断电情况下自动保护转子的问题。

Description

一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承系统，具体涉及一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置。

背景技术

当磁悬浮轴承系统失效时，转子会失去支承而跌落到定子上，高速旋转的旋转会对系统造成损伤，因此需要一种可以在断电等紧急情况下为转子提供紧急支承的保护装置，但目前传统的保护装置只简单的采用滚动轴承，为了使转子可以正常工作，转子与滚动轴承之间存在一个间隙，使得转子会对滚动轴承造成很大的冲击及振动，使轴承损坏。因此新型可消除轴承间隙的保护装置对磁悬浮轴承的发展起到了至关重要的作用，但是新型保护轴承也面临许多问题，例如结构复杂，只能采用主动控制在断电情况下无法工作，使得新型可消除间隙保护装置的可靠性不高。

发明内容

为了解决现有技术中的保护装置无法在断电情况下自动保护转子的问题，本发明提出一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，包括：转子，所述转子上设置有第一轴承；支承组件，所述支承组件间隙套设在所述第一轴承的外周，所述支承组件包括支承座和安装在支承座内的支承件，所述支承件至少为两个，所述支承件靠近所述第一轴承设置且可相对于所述支承座径向运动，所述支承件和所述支承座之间设置有开口；驱动组件，所述驱动组件包括驱动座和活动设置在驱动座内的驱动件，所述驱动件与所述支承件一一对应设置，所述驱动座间隙套设在所述转子的外周，所述驱动座与所述转子之间的间隙小于所述支承组件与所述第一轴承之间的间隙；所述转子通过带动驱动座转动进而带动驱动件转动，当驱动件转动至开口位置时，所述驱动件在弹性件的作用下插入开口中推动支承件靠近并接触所述第一轴承。

通过合理设置保护轴承装置的结构，在停电或出现事故的情况下，转子从原轨道脱落，由于驱动座与转子之间的间隙小于支承件与第一轴承外圈之间的间隙，因此，转子先于驱动座接触，带动驱动座转动，当驱动座带动其上的驱动件运动至开口位置时，驱动件在弹性件的作用下插入开口中推动支承件径向朝向第一轴承运动，直至与第一轴承的外周接触，至少两个支承件可以通过支承第一轴承进而支承转子，使转子被置于中心处，转子和驱动座之间不再接触，由于第一轴承的存在，转子可相对于支承件转动一段时间缓慢停下来，起到对转子的很好的保护作用。

进一步地，所述支承组件还包括弹性复位件，所述弹性复位件为所述支承件提供径向向外的作用力。

进一步地，还包括安装座，所述安装座呈弯折状，所述安装座的一端延伸至所述支承件的至少部分的径向内侧，所述支承件和所述安装座共同限位所述弹性复位件。

进一步地，所述开口呈楔形，所述开口的靠近所述驱动组件的一端的内径大于另一端的内径。

进一步地，所述驱动座内开有安装孔，所述驱动件滑动设置在所述安装孔内，所述驱动件的轴线平行于转子的轴线，所述驱动件上套设有弹性件，所述弹性件为所述驱动件提供沿其轴线朝向支承组件的作用力。

进一步地，所述驱动座的远离支承组件的一侧固定连接有驱动挡板，所述驱动件穿过所述驱动挡板设置在所述安装孔内，所述驱动件的外壁上延伸有限位块，所述弹性件的一端抵靠在所述限位块上，所述弹性件的另一端抵靠在所述驱动挡板上。

进一步地，所述驱动件的朝向支承组件的一端呈球形或楔形，所述驱动件的另一端伸出驱动座且设置有限位件。

进一步地，还包括拉杆，所述拉杆位于所述驱动组件远离所述支承组件的一侧，所述驱动件远离所述支承组件的一端穿过所述拉杆与所述限位件连接。

进一步地，还包括轴承座，所述轴承座间隙设置在所述转子的外周，所述支承组件和所述驱动组件均设置在所述轴承座内，所述驱动座通过第二轴承可转动地设置在所述轴承座内。

进一步地，所述支承组件和所述驱动组件轴向间隔设置，所述支承组件和所述驱动组件通过端盖压紧在所述轴承座内。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，通过合理设置保护轴承装置的结构，在停电或出现事故的情况下，转子从原轨道脱落，由于驱动座与转子之间的间隙小于支承件与第一轴承外圈之间的间隙，因此，转子先与驱动座接触，带动驱动座转动，当驱动座带动其上的驱动件运动至开口位置时，驱动件在弹性件的作用下插入开口中推动支承件径向朝向第一轴承运动，直至与第一轴承的外周接触，至少两个支承件可以通过支承第一轴承进而支承转子，使转子被置于中心处，转子和驱动座之间不再接触，由于第一轴承的存在，转子可相对于支承件转动一段时间缓慢停下来，起到对转子的很好的保护作用；

2.本发明的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，通过设置驱动件伸入支承件和支承座之间的楔形开口中，来推动支承件相对于支承座朝向轴承运动，进而支承件的内周面与轴承接触，通过合理设置开口形状，使驱动件对支承件的推动是逐渐推动的，支承件和轴承之间不会产生碰撞损坏；

3.本发明的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，通过设置弹性复位件，为支承件提供径向向外的作用力，当需要对转子进行支承时，驱动件伸入到开口中，推动支承件克服弹性复位件的作用力径向运动；在无需对转子进行支承时，驱动件退出开口，支承件在弹性复位件的作用下复位，支承件不影响转子的正常运转，起到自动复位的作用；

4.本发明的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，通过设置弹性件，使驱动件在转动至开口位置时，驱动件在弹性件的作用下插入开口中推动支承件径向运动；在无需进行支承时，通过向外拉动拉杆带动驱动件退出开口，支承件自动远离第一轴承，转子可自由转动。

附图说明

图1为本发明的可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置的结构示意图；

图2为图1的A-A截面图；

图3为图2的B-B截面图；

图4为图2的C部放大图；

图5为图2的D部放大图；

图中：1-转子；11-第一轴承；2-支承组件；21-支承座；22-支承件；23-弹性复位件；24-安装座；3-驱动组件；31-驱动座；32-驱动件；321-限位块；322-限位件；33-弹性件；34-驱动挡板；4-轴承座；5-第二轴承；6-挡圈；7-端盖；8-拉杆。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明。

如图1-5所示，本实施例提供了一种可调节轴承内圈间隙的保护轴承装置，包括转子1、支承组件2、驱动组件3和轴承座4，转子1的端部设置有第一轴承11，轴承座4设置在转子1的端部，具体地，轴承座4间隙套设在转子1的端部外周，且轴承座4罩在第一轴承11外部，优选地，第一轴承11为滚动轴承；支承组件2设置在轴承座4内，且支承组件2间隙套设在第一轴承11的外周；驱动组件3可转动地设置在轴承座4内，且驱动组件3间隙套设在转子1的外周。驱动组件3的内周面与转子1之间的间隙小于支承组件2的内周面与第一轴承11之间的间隙，在断电或出现故障的情况下，转子1脱离原工作轨道，先与驱动组件3的内周面接触，带动驱动组件3转动，驱动组件3转动一定角度后推动支承组件2径向朝向第一轴承11运动，直至与第一轴承11接触，支承组件2通过支承第一轴承11支承转子1，直至转子1停止转动。

支承组件2包括支承座21、支承件22、弹性复位件23和安装座24，支承座21呈圆环状，支承座21的内圈设置有安装支承件22的缺口，支承件22靠近转子1设置，支承座21的内圈和支承件22的内表面均与转子1间隙设置，支承件22可相对于支承座21径向运动，弹性复位件23为支承件22提供径向向外的作用力。具体地，支承件22安装在支承座21的缺口内，支承件22在弹性复位件23的作用下至少部分抵靠在支承座21上。优选地，支承件22在弹性复位件23的作用下，支承件22的内端外表面抵靠在支承座21上，支承件22的外端外表面与支承座21之间存在开口，方便驱动组件3伸入开口内推动支承件22朝向第一轴承11运动。进一步优选地，开口呈楔形，开口的靠近驱动组件3的一端的内径大于另一端的内径。

弹性复位件23通过安装座24安装在支承座21内并为支承件22提供作用力，安装座24设置在支承座21的远离驱动组件3的另一侧，安装座24与支承座21固定连接，安装座24呈弯折状，安装座24的一端延伸至支承件22的至少部分的径向内侧，弹性复位件23位于支承件22和安装座24之间。本实施例中，安装座24的截面呈L形，安装座24的一端与支承座21固定连接，安装座24的另一端伸到支承件22的内端的径向内侧，合理设置支承件22和安装座24的形状，使支承件22在不受驱动组件3的作用的情况下，支承件22的内表面与支承座21的内表面位于同一圆柱面上，安装座24的靠近转子1的内表面也与支承座21的内表面位于同一圆柱面上。优选地，弹性复位件23可选但不限于弹簧。

优选地，支承件22至少为两个，至少两个支承件22在支承座21上均匀分布，至少两个支承件22伸出支承座21，将转子1置于中心支承。本实施例中支承件22为4个。

作为支承组件2的另一种实施方式，支承座21和安装座24可一体成型。

驱动组件3通过第二轴承5可转动地安装在轴承座4内，具体地，驱动组件3的外周面与第二轴承5的内圈固定连接，第二轴承5的外圈与轴承座4固定连接。优选地，第二轴承5为滚动轴承。

驱动组件3包括驱动座31、驱动件32和弹性件33，驱动座31呈圆环状，驱动座31间隙套设在转子1的外周，驱动座31内开有安装孔，用于安装驱动件32，优选地，安装孔的轴线平行于转子1的轴线。驱动件32安装于安装孔内，且可沿安装孔的方向滑动，驱动件32上套设有弹性件33，弹性件33为驱动件32提供朝向支承组件2运动的作用力。具体地，驱动件32的外周面上延伸有限位块321，驱动件32未作用于支承组件2时，限位块321位于安装孔内。可通过设置安装孔呈阶梯孔，弹性件33的一端抵靠于安装孔内，弹性件33的另一端抵靠在限位件321上来安装弹性件33。

本实施例中，为了方便拆卸、组装，在驱动座31的远离支承组件的一侧固定连接有驱动挡板34，安装孔设置为统一内径的圆孔，弹性件33的一端抵靠在驱动挡板34上，另一端抵靠在限位件321上。优选地，驱动件32为销杆，驱动件32朝向支承组件2的一端呈楔形或球形，可伸出安装孔伸入到开口中，逐渐推动支承件22朝向转子1径向运动，最终支承转子1。驱动件32的另一端伸出安装孔且设置有限位件322，通过限位件322限位驱动件32伸入到开口中的深度。优选地，弹性件33可选但不限于弹簧。优选地，驱动件32与支承件22一一对应设置。

进一步地，合理设置驱动挡板34和驱动座31的径向外端的形状，形成锁紧第二轴承5的外圈的凹槽，方便后续的拆卸和连接。

还包括拉杆8，拉杆8设置在驱动组件3远离支承组件2的一侧，驱动件32的远离支承组件2的一端穿过拉杆8，驱动件32穿过拉杆8的一端设置限位件322，拉动拉杆8可带动驱动件32运动。优选地，拉杆8为环形拉杆。

进一步地，为了不影响支承组件2和驱动组件3之间的正常工作，支承组件2和驱动组件3间隔设置。具体地，支承组件2和驱动组件3通过挡圈6间隔设置。具体地，挡圈6压紧在第二轴承5的外圈和支承座21之间，合理设置挡圈6的形状和厚度，使支承组件2和驱动组件3之间间隔设置。优选地，挡圈6与支承件22重叠的位置开有孔，方便驱动组件3穿过挡圈6作用于支承组件2。

为了安装支承组件2和驱动组件3，本发明的保护轴承装置还包括端盖7，合理设置轴承座4的内周面的形状，端盖7和轴承座4的内周面形成卡紧支承组件2和第二轴承5的外圈的凹槽，端盖7与轴承座4固定连接，压紧支承组件2和第二轴承5，这样在安装的过程中，可减少螺钉等固定件的使用，也方便后续的拆卸。

基于上述结构，本实施例的可调节轴承内圈间隙的保护轴承装置的工作原理为：假设以磁悬浮轴承系统未接通电源的状态为初始状态，初始状态下，驱动件32伸到开口内推动支承件22朝向第一轴承11径向运动，至少两个支承件22将转子1置于中心处支承。

工作状态下，拉动拉杆8，使驱动件32脱离开口，驱动件32抵靠在挡圈6上，支承件22在弹性复位件23的作用下远离第一轴承11，驱动组件3与转子1之间存在间隙，支承组件2与第一轴承11之间存在间隙，转子1可高速转动。

系统断电或出现故障的情况下，转子1失去磁悬浮作用力，转子1在惯性作用下继续转动，由于驱动组件3与转子1之间的间隙小于支承组件2与第一轴承11之间的间隙，转子1先与驱动组件3的驱动座31接触并带动驱动座31转动，驱动座31带动其上驱动件32转动，当驱动件32转动至开口处，驱动件32伸到开口内推动支承件22朝向第一轴承11径向运动，至少两个支承件22将转子1置于中心处支承。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，包括转子(1)，所述转子(1)上设置有第一轴承(11)，其特征在于，还包括：

支承组件(2)，所述支承组件(2)间隙套设在所述第一轴承(11)的外周，所述支承组件(2)包括支承座(21)和安装在支承座(21)内的支承件(22)，所述支承件(22)至少为两个，所述支承件(22)靠近所述第一轴承(11)设置且可相对于所述支承座(21)径向运动，所述支承件(22)和所述支承座(21)之间设置有开口；

驱动组件(3)，所述驱动组件(3)包括驱动座(31)和活动设置在驱动座(31)内的驱动件(32)，所述驱动件(32)与所述支承件(22)一一对应设置，所述驱动座(31)间隙套设在所述转子(1)的外周，所述驱动座(31)与所述转子(1)之间的间隙小于所述支承组件(2)与所述第一轴承(11)之间的间隙；

所述转子(1)通过带动驱动座(31)转动进而带动驱动件(32)转动，当驱动件(32)转动至开口位置时，所述驱动件(32)在弹性件(33)的作用下插入开口中推动支承件(22)靠近并接触所述第一轴承(11)。

2.如权利要求1所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述支承组件(2)还包括弹性复位件(23)，所述弹性复位件(23)为所述支承件(22)提供径向向外的作用力。

3.如权利要求2所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，还包括安装座(24)，所述安装座(24)呈弯折状，所述安装座(24)的一端延伸至所述支承件(22)的至少部分的径向内侧，所述支承件(22)和所述安装座(24)共同限位所述弹性复位件(23)。

4.如权利要求3所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述开口呈楔形，所述开口的靠近所述驱动组件(3)的一端的内径大于另一端的内径。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述驱动座(31)内开有安装孔，所述驱动件(32)滑动设置在所述安装孔内，所述驱动件(32)的轴线平行于转子(1)的轴线，所述驱动件(32)上套设有弹性件(33)，所述弹性件(33)为所述驱动件(32)提供沿其轴线朝向支承组件(2)的作用力。

6.如权利要求5所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述驱动座(31)的远离支承组件(2)的一侧固定连接有驱动挡板(34)，所述驱动件(32)穿过所述驱动挡板(34)设置在所述安装孔内，所述驱动件(32)的外壁上延伸有限位块(321)，所述弹性件(33)的一端抵靠在所述限位块(321)上，所述弹性件(33)的另一端抵靠在所述驱动挡板(34)上。

7.如权利要求5所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述驱动件(32)的朝向支承组件(2)的一端呈球形或楔形，所述驱动件(32)的另一端伸出驱动座(31)且设置有限位件(322)。

8.如权利要求7所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，还包括拉杆(8)，所述拉杆(8)位于所述驱动组件(3)远离所述支承组件(2)的一侧，所述驱动件(32)远离所述支承组件(2)的一端穿过所述拉杆(8)与所述限位件(322)连接。

9.如权利要求1-4、6-8任一项所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，还包括轴承座(4)，所述轴承座(4)间隙设置在所述转子(1)的外周，所述支承组件(2)和所述驱动组件(3)均设置在所述轴承座(4)内，所述驱动座(31)通过第二轴承(5)可转动地设置在所述轴承座(4)内。

10.如权利要求9所述的一种可调节轴承外圈间隙的保护轴承装置，其特征在于，所述支承组件(2)和所述驱动组件(3)轴向间隔设置，所述支承组件(2)和所述驱动组件(3)通过端盖(7)压紧在所述轴承座(4)内。

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