CN110259824A - 磁轴承保护轴承总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁轴承保护轴承总成，包括安装外壳、轴承内圈、轴承外圈、公差环和润滑介质，其中，轴承外圈的内侧限定有在径向方向上由内向外彼此连通的第一环腔和第二环腔；轴承外圈与安装外壳同轴设置，安装外壳嵌入第一环腔中；公差环设置在第二环腔中；润滑介质通过弹性胶囊封存在公差环的弹性间隙中；轴承外圈的第一环腔和第二环腔的内壁上设有第一径向流道，或/和安装外壳形成有第二径向流道。当转子跌落产生剧烈碰磨和涡动时，弹性胶囊破裂，润滑介质沿第一径向流道或/和第二径向流道进入滚道和摩擦面，摩擦阻力小，摩擦发热低，可以有效削弱系统的涡动，同时提升了寿命。

Description

磁轴承保护轴承总成

技术领域

本发明涉及高速旋转机械的非接触轴承的跌落保护技术领域，尤其涉及一种磁轴承保护轴承总成。

背景技术

磁悬浮轴承(简称磁轴承)的保护轴承起到在磁轴承失效后的临时支承作用。由于磁轴承正常运转的时候，转子与保护轴承之间并非紧密接触，而是有一定的悬浮气隙，磁轴承失效时，高速旋转的转子首先跌落到保护轴承上，依靠保护轴承的临时支承降速。由于跌落时定、转子之间的剧烈摩擦、以及气隙的存在，导致转子产生剧烈的涡动。研究表明，降低轴承的摩擦阻力是缓解涡动产生并提升保护轴承寿命的有效手段。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种磁轴承保护轴承总成，提升了寿命，且可以在磁轴承失效、转子跌落到所述保护轴承总成上，并产生剧烈涡动时，所述保护轴承总成摩擦阻力小，摩擦发热低，可以有效削弱系统的涡动。

根据本发明实施例的磁轴承保护轴承总成，包括：

安装外壳和轴承内圈，所述安装外壳与所述轴承内圈同轴设置，所述安装外壳在径向方向上位于所述轴承内圈的外侧，并与所述轴承内圈之间形成环形间隔空间和供滚珠滚动的环形滚道，所述环形滚道与所述环形间隔空间连通，所述环形滚道设置滚珠；

轴承外圈，所述轴承外圈的内侧限定有在径向方向上由内向外彼此连通的第一环腔和第二环腔，所述第一环腔具有开口；所述轴承外圈与所述安装外壳同轴设置，所述安装外壳从所述开口嵌入所述第一环腔中；

公差环，所述公差环设置在所述第二环腔中；

润滑介质，所述润滑介质通过弹性胶囊封存在所述公差环的弹性间隙中；

所述轴承外圈的所述第一环腔和第二环腔的内壁上设有第一径向流道，所述第一径向流道分别与所述第一环腔和所述环形间隔空间连通，或/和所述安装外壳形成有第二径向流道，且所述第二径向流道的两端分别与所述第一环腔和所述环形间隔空间连通。

根据本发明实施例的磁轴承保护轴承总成，在正常运行工况下，或者在低速碰磨的情况下，该保护轴承总成通过具有一定刚度的公差环与安装外壳连接，由于公差环的存在，该保护轴承总成可以不需要额外的润滑，公差环也无法产生大的变形以至于挤压到弹性胶囊产生破坏性的变形，此时该保护轴承中的润滑介质保持环境要求的可接受的小量或者没有。当磁轴承失效、转子跌落产生剧烈碰磨和涡动超过一定阈值时，公差环产生大的变形以至于挤破滑介质的弹性胶囊，大量的润滑介质沿着第一径向流道或/和第二径向流道经过环形间隔空间进入环形滚道及摩擦表面，有效降低保护轴承的摩擦阻力，有效降低摩擦发热，削弱系统的涡动，起到对系统的最终保护，同时提升了该保护轴承总成的寿命。在系统安全停机后，需要对该保护轴承总成进行更换和维护，重新更换润滑介质，以回复到初始状态。

根据本发明的一个实施例，所述润滑介质注入所述公差环的每一所述弹性间隙中，所述弹性胶囊密封存放所述润滑介质和所述公差环。

根据本发明的一个实施例，所述润滑介质密封在弹性胶囊内形成独立的润滑介质胶囊，所述润滑介质胶囊设置在所述公差环的每一所述弹性间隙中。

根据本发明的一个实施例，所述第一径向流道有多个，多个所述第一径向流道呈辐射状径向分布；或/和所述第二径向流道有多个，多个所述第二径向流道呈辐射状径向分布。

根据本发明的一个实施例，所述轴承外圈的内侧位于所述第一径向流道靠近所述开口的一端设有径向阻挡部。

根据本发明的一个实施例，所述第二径向流道设置在所述安装外壳的两个端面中的一个或两个端面上。

根据本发明的一个实施例，所述安装外壳包括两个安装外壳，两个所述安装外壳同轴设置且轴向相连，所述第二径向流道设置在两个所述安装外壳相连的部位处。

根据本发明的一个实施例，所述弹性胶囊在转子跌落产生的剧烈碰撞和涡动达到阈值时被挤破裂。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的磁轴承保护轴承总成的轴向剖视示意图。

图2是本发明实施例的磁轴轴承保护轴承总成中的轴承外圈、公差环及润滑介质之间的位置关系示意图。

附图标记：

保护轴承总成1000

轴承外圈1 第二环腔11 第一径向流道12 阻挡部13

安装外壳2 第二径向流道21

轴承内圈3 公差环4 弹性胶囊5 滚珠6 环形间隔空间7

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2来描述根据本发明实施例的磁轴承保护轴承总成1000。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的磁轴承保护轴承总成1000，包括安装外壳2、轴承内圈3、轴承外圈1、公差环4和润滑介质。

具体地，安装外壳2与轴承内圈3同轴设置，安装外壳2在径向方向上位于轴承内圈3的外侧，并与轴承内圈3之间形成环形间隔空间7和供滚珠6滚动的环形滚道，环形滚道与环形间隔空间7连通，环形滚道设置滚珠6，滚珠6可以在环形滚道上滚动。

轴承外圈1的内侧限定有在径向方向上由内向外彼此连通的第一环腔和第二环腔11，第一环腔具有开口；轴承外圈1与安装外壳2同轴设置，安装外壳2从开口嵌入第一环腔中。

公差环4设置在第二环腔11中，起缓冲作用，公差环4的刚度根据承载需求进行设计。

润滑介质通过弹性胶囊5封存在设置公差环4的弹性间隙中。也就是说，润滑介质密闭通过弹性胶囊5密闭存放在公差环4的弹性间隙中，当磁轴承失效、转子跌落产生剧烈碰磨和涡动超过一定阈值时，弹性胶囊5产生破坏性的变形，使得润滑介质流出进入环形滚道，对摩擦表面(滚珠6与轴承内圈3之间、滚珠6与安装外壳2之间及两个轴承内圈3之间(如图1所示))进行润滑，有效降低保护轴承的摩擦阻力，有效降低摩擦发热，削弱系统的涡动，起到对系统的最终保护，同时提升了该保护轴承总成1000的寿命。润滑介质可以选用润滑脂。

轴承外圈1的第一环腔和第二环腔11的内壁上设有第一径向流道12，第一径向流道12分别与第一环腔和环形间隔空间7连通，或/和安装外壳2形成有第二径向流道21，且第二径向流道21的两端分别与第一环腔和环形间隔空间7连通。通过设置第一径向流道12和/或第二径向流道21，当磁轴承失效、转子跌落产生剧烈碰磨和涡动超过一定阈值时，弹性胶囊5产生破坏性的变形，使得润滑介质沿着第一径向流道12或/和第二径向流道21进入环形滚道，对摩擦表面(滚珠6与轴承内圈3之间、滚珠6与安装外壳2之间及两个轴承内圈3之间(如图1所示))进行润滑，有效降低保护轴承的摩擦阻力，有效降低摩擦发热，削弱系统的涡动，起到对系统的最终保护，同时提升了该保护轴承总成1000的寿命。

根据本发明实施例的磁轴承保护轴承总成1000，在正常运行工况下，或者在低速碰磨的情况下，该保护轴承总成1000通过具有一定刚度的公差环4与安装外壳2连接，由于公差环4的存在，该保护轴承总成1000可以不需要额外的润滑，公差环4也无法产生大的变形以至于挤压到弹性胶囊5产生破坏性的变形，此时该保护轴承中的润滑介质保持环境要求的可接受的小量或者没有。当磁轴承失效、转子跌落产生剧烈碰磨和涡动超过一定阈值时，公差环4产生大的变形以至于挤破滑介质的弹性胶囊5，大量的润滑介质沿着第一径向流道12或/和第二径向流道21经过环形间隔空间7进入环形滚道及摩擦表面(例如，滚珠6与轴承内圈3之间、滚珠6与安装外壳2之间及两个轴承内圈3之间(如图1所示))，有效降低保护轴承的摩擦阻力，有效降低摩擦发热，削弱系统的涡动，起到对系统的最终保护，同时提升了该保护轴承总成的寿命1000。在系统安全停机后，需要对该保护轴承总成1000进行更换和维护，重新更换润滑介质，以回复到初始状态。

需要说明一下，安装外壳1可以有适当的油封，确保基础的润滑介质能够浸润到润滑关键位置地方。

根据本发明的一个实施例，润滑介质注入公差环4的每一弹性间隙中，弹性胶囊5密封存放润滑介质和公差环4。也就是说，弹性胶囊5将公差环4和润滑介质一起作密封形成一个整体，制作方法简单实用，组装方便，且可以在公差环4的每一间隙加满润滑介质，存放更多的润滑介质，有利于保护系统。

根据本发明的一个实施例，润滑介质密封在弹性胶囊5内形成独立的润滑介质胶囊，润滑介质胶囊设置在公差环4的每一弹性间隙中。也就是说，弹性胶囊5仅将润滑介质密封存放形成独立的润滑介质胶囊，再将独立的润滑介质胶囊置入公差环4的每一间隙中，制作方法简单实用，组装方便，有利于保护系统。

根据本发明的一个实施例，第一径向流道12有多个，多个第一径向流道12呈辐射状径向分布；或/和第二径向流道21有多个，多个第二径向流道21呈辐射状径向分布。通过设置多个第一径向流道12或/和第二径向流道21，当磁轴承失效、转子跌落产生剧烈碰磨和涡动超过一定阈值时，弹性胶囊5产生破坏性的变形，有利于大量润滑介质通过多个第一径向流道12或/和第二径向流道21经过环形间隔空间7快速进入环形滚道的各个部位，对以便对所有摩擦表面(滚珠6与轴承内圈3之间、滚珠6与安装外壳2之间及两个轴承内圈3之间(如图1所示))进行润滑，有效降低保护轴承的摩擦阻力，有效降低摩擦发热，削弱系统的涡动，更好地保护系统，同时提升了该保护轴承总成1000的寿命。

根据本发明的一个实施例，轴承外圈1的内侧位于第一径向流道12靠近开口的一端设有径向阻挡部13。通过设置阻挡部13，当润滑介质在第一径向流道12中流淌时，可以阻挡或避免润滑介质流出到外部。

根据本发明的一个实施例，第二径向流道21设置在安装外壳2的两个端面中的一个或两个端面上。由此，加工方便。

根据本发明的一个实施例，安装外壳2包括两个安装外壳2，两个安装外壳2同轴设置且轴向相连，第二径向流道21设置在两个安装外壳2相连的部位处。由此，加工方便。

根据本发明的一个实施例，弹性胶囊5在转子跌落产生的剧烈碰撞和涡动达到阈值时被挤破裂。由此，有利于保护系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种磁轴承保护轴承总成，其特征在于，包括：

安装外壳和轴承内圈，所述安装外壳与所述轴承内圈同轴设置，所述安装外壳在径向方向上位于所述轴承内圈的外侧，并与所述轴承内圈之间形成环形间隔空间和供滚珠滚动的环形滚道，所述环形滚道与所述环形间隔空间连通，所述环形滚道设置滚珠；

轴承外圈，所述轴承外圈的内侧限定有在径向方向上由内向外彼此连通的第一环腔和第二环腔，所述第一环腔具有开口；所述轴承外圈与所述安装外壳同轴设置，所述安装外壳从所述开口嵌入所述第一环腔中；

公差环，所述公差环设置在所述第二环腔中；

润滑介质，所述润滑介质通过弹性胶囊封存在所述公差环的弹性间隙中；

所述轴承外圈的所述第一环腔和第二环腔的内壁上设有第一径向流道，所述第一径向流道分别与所述第一环腔和所述环形间隔空间连通，或/和所述安装外壳形成有第二径向流道，且所述第二径向流道的两端分别与所述第一环腔和所述环形间隔空间连通。

2.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述润滑介质注入所述公差环的每一所述弹性间隙中，所述弹性胶囊密封存放所述润滑介质和所述公差环。

3.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述润滑介质密封在弹性胶囊内形成独立的润滑介质胶囊，所述润滑介质胶囊设置在所述公差环的每一所述弹性间隙中。

4.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述第一径向流道有多个，多个所述第一径向流道呈辐射状径向分布；或/和所述第二径向流道有多个，多个所述第二径向流道呈辐射状径向分布。

5.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述轴承外圈的内侧位于所述第一径向流道靠近所述开口的一端设有径向阻挡部。

6.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述第二径向流道设置在所述安装外壳的两个端面中的一个或两个端面上。

7.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述安装外壳包括两个安装外壳，两个所述安装外壳同轴设置且轴向相连，所述第二径向流道设置在两个所述安装外壳相连的部位处。

8.根据权利要求1所述的磁轴承保护轴承总成，其特征在于，所述弹性胶囊在转子跌落产生的剧烈碰撞和涡动达到阈值时被挤破裂。