CN110401293B - 一种倍捻机用磁悬浮电机轴承 - Google Patents

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Abstract

一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，属于电机轴承技术领域，结构上由主轴、转子、定子绕组、前端盖和后端盖组成，其中前后端盖中采用磁悬浮轴承和滚珠轴承相结合的结构，本发明结构新颖，工作原理清晰，通过滚珠轴承与经过不同充磁方向充磁的磁轴承互相组合的形式达到径向与轴向稳定悬浮的目的，与传统的电机轴承相比，本发明温升小，工作噪音低，进一步提高了电机转速，工作效率及使用寿命。

Description

一种倍捻机用磁悬浮电机轴承
技术领域
本发明属于电机轴承技术领域，涉及一种磁悬浮电机轴承，特别是涉及一种倍捻机用磁悬浮电机轴承。
背景技术
目前，轴承行业是制造业的基础行业，也是国家重大装备和精密装备制造业配套的重要组成部分。磁悬浮技术在轴承领域有了巨大的发展。普遍的高速轴承的特点是：精度高，表面粗糙度小，间隙小以及体积小；其不足是：高速轴承负荷大时工作温度高，故障率高，寿命短且功耗大；而相应的磁悬浮轴承磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有无机械磨损、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。目前倍捻机中广泛采用传统轴承，这种轴承在高速、重载工况下温度升高快、磨损大、噪音大，既影响了工作效率，又存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对倍捻机用传统电机轴承工作时容易出现温度高，机械磨损大等缺陷，提出一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，通过采用磁悬浮轴承和滚珠轴承相结合的结构，从而减少发热量，降低工作噪音，减少污染，进一步提高了电机转速，工作效率及使用寿命。
本发明的技术方案是：一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，包括主轴、设置在主轴中部的转子以及设置在转子外部的定子绕组；其特征在于：所述定子绕组前端的主轴上设有前端盖，所述前端盖内设有前端盖套筒，所述前端盖套筒内壁固定设有前端盖滚珠轴承和前端盖磁轴承，所述前端盖滚珠轴承、前端盖磁轴承均与主轴外表面形成间隙，所述前端盖内部的主轴上固定设有第一内圈磁轴承和第二内圈磁轴承，所述第一内圈磁轴承与第二内圈磁轴承之间设有铝制垫圈，所述第一内圈磁轴承、第二内圈磁轴承、铝制垫圈均通过主轴上的第一套筒进行轴向固定，所述前端盖的内壁上固定设有第一外圈磁轴承，所述第一外圈磁轴承与第一内圈磁轴承、第二内圈磁轴承、铝制垫圈之间均形成间隙，所述前端盖套筒的外侧面连接设有前端盖盖体；所述定子绕组后端的主轴上设有后端盖，所述后端盖内部的主轴上套设有第四套筒，所述第四套筒对所述转子进行轴向固定，所述第四套筒的外表面上固定设有第三内圈磁轴承和第四内圈磁轴承，所述第三内圈磁轴承与第四内圈磁轴承之间设有铝制垫圈，所述后端盖一侧的内壁上固定设有后端盖磁轴承和第二外圈磁轴承，所述第二外圈磁轴承与第三内圈磁轴承、第四内圈磁轴承形成间隙，所述后端盖磁轴承与第四套筒形成间隙，所述后端盖另一侧的内壁上固定设有第一磁轴承和第二磁轴承，所述第一磁轴承与主轴之间设有第二套筒，所述第二磁轴承与主轴之间设有第三套筒，所述第一磁轴承与第二磁轴承之间设有第三磁轴承，所述第三磁轴承与主轴连接固定，所述第三磁轴承的两端分别通过第二套筒和第三套筒进行轴向固定，所述后端盖的外侧面连接设有后端盖套筒，所述后端盖套筒内壁固定设有后端盖滚珠轴承，所述后端盖滚珠轴承与第二套筒形成间隙。
所述主轴的外表面为台阶结构，主轴的内部等直径通孔结构。
所述前端盖滚珠轴承与主轴间的间隙小于前端盖磁轴承与主轴间的间隙。
所述后端盖滚珠轴承与第二套筒间的间隙小于第一磁轴承与第二套筒间的间隙。
所述第一磁轴承、第二磁轴承、第三磁轴承三者轴向呈等距设置。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，结构上由主轴、转子、定子绕组、前端盖和后端盖组成，其中前后端盖中采用磁悬浮轴承和滚珠轴承相结合的结构，本发明结构新颖，工作原理清晰，通过滚珠轴承与经过不同充磁方向充磁的磁轴承互相组合的形式达到径向与轴向稳定悬浮的目的，与传统的电机轴承相比，本发明温升小，工作噪音低，进一步提高了电机转速，工作效率及使用寿命。
附图说明
图1 为本发明的整体结构示意图。
图2 为本发明中前端盖轴向充磁起径向支承的轴承组充磁方向原理示意图。
图3 为本发明中后端盖轴向充磁起径向支承的轴承组充磁方向原理示意图。
图4 为本发明中后端盖径向充磁起轴向支撑的轴承组充磁方向原理示意图。
图中：前端盖1、前端盖套筒2、前端盖盖体3、前端盖滚珠轴承4、前端盖磁轴承5、第一外圈磁轴承6、第一内圈磁轴承7、第二内圈磁轴承8、铝制垫圈9、第一套筒10、后端盖11、后端盖套筒12、后端盖滚珠轴承13、第一磁轴承14、第二磁轴承15、第三磁轴承16、第二套筒17、第三套筒18、后端盖磁轴承19、第二外圈磁轴承20、第二内圈磁轴承21、第四内圈磁轴承22、第四套筒23、主轴24、转子25、定子绕组26。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，由主轴24、设置在主轴24中部的转子25、设置在转子25外部的定子绕组26，设置在定子绕组26前端的前端盖1和设置在定子绕组26后端的后端盖11组成；前端盖1内设有前端盖套筒2，前端盖套筒2内壁固定设有前端盖滚珠轴承4和前端盖磁轴承5，前端盖滚珠轴承4、前端盖磁轴承5均与主轴24外表面形成间隙，前端盖1内部的主轴24上固定设有第一内圈磁轴承7和第二内圈磁轴承8，第一内圈磁轴承7与第二内圈磁轴承8之间设有铝制垫圈9，第一内圈磁轴承7、第二内圈磁轴承6、铝制垫圈9均通过主轴24上的第一套筒10进行轴向固定，前端盖1的内壁上固定设有第一外圈磁轴承6，第一外圈磁轴承6与第一内圈磁轴承7、第二内圈磁轴承8、铝制垫圈9之间均形成间隙，前端盖套筒2的外侧面连接设有前端盖盖体3；定子绕组26后端的主轴24上设有后端盖11，后端盖11内部的主轴24上套设有第四套筒23，第四套筒23对转子25进行轴向固定，第四套筒23的外表面上固定设有第三内圈磁轴承21和第四内圈磁轴承22，第三内圈磁轴承21与第四内圈磁轴承22之间设有铝制垫圈，后端盖11一侧的内壁上固定设有后端盖磁轴承19和第二外圈磁轴承20，第二外圈磁轴承20与第三内圈磁轴承21、第四内圈磁轴承22形成间隙，后端盖磁轴承19与第四套筒23形成间隙，后端盖11另一侧的内壁上固定设有第一磁轴承14和第二磁轴承15，第一磁轴承14与主轴24之间设有第二套筒17，第二磁轴承15与主轴24之间设有第三套筒18，第一磁轴承14与第二磁轴承15之间设有第三磁轴承16，第三磁轴承16与主轴24连接固定，第三磁轴承16的两端分别通过第二套筒17和第三套筒18进行轴向固定，后端盖11的外侧面连接设有后端盖套筒12，后端盖套筒12内壁固定设有后端盖滚珠轴承13，后端盖滚珠轴承13与第二套筒17形成间隙。
如图1所示，一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，主轴24的外表面为台阶结构，主轴24的内部等直径通孔结构；前端盖滚珠轴承4与主轴24间的间隙小于前端盖磁轴承5与主轴24间的间隙；后端盖滚珠轴承13与第二套筒17间的间隙小于第一磁轴承14与第二套筒17间的间隙；第一磁轴承14、第二磁轴承15、第三磁轴承16三者轴向呈等距设置。
如图1-4所示，一种倍捻机用磁悬浮电机轴承的工作原理如下：
(1)径向悬浮
磁轴承5、19单独提供径向支撑；磁轴承14、15、16轴向充磁，充磁方向如图3所示，提供径向支撑；滚珠轴承4、13其与主轴24之间的间隙小于磁轴承与主轴间的间隙，防止磁轴承与主轴碰撞而碎裂的情况，提供了径向支撑的保障。
(2)轴向悬浮
磁轴承6、7、8与20、21、22相似，均为径向充磁，充磁方向如图2、4所示，提供相应的轴向支撑。
通过上述磁轴承对主轴提供径向、轴向的稳定支撑以及滚珠轴承提供防触碰辅助，可以实现主轴安全稳定的悬浮。由于轴承不会发生任何机械磨损，便具有更低的维护成本和更长的使用寿命，所以不会给环境带来任何污染物；没有了轴承的摩擦，同样也没有了传统轴承摩擦产生的发热量和噪音；更重要的是，在相同承载能力或者相对更大的承载能力下下，磁轴承仍可以达到更高的回转精度和高转速。这些特性都非常适合倍捻机电机需要高转速，低噪音，低污染，低能耗的要求。

Claims (5)

1.一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，包括主轴(24)、设置在主轴(24)中部的转子(25)以及设置在转子(25)外部的定子绕组(26)；其特征在于：所述定子绕组(26)前端的主轴(24)上设有前端盖(1)，所述前端盖(1)内设有前端盖套筒(2)，所述前端盖套筒(2)内壁固定设有前端盖滚珠轴承(4)和前端盖磁轴承(5)，所述前端盖滚珠轴承(4)、前端盖磁轴承(5)均与主轴(24)外表面形成间隙，所述前端盖(1)内部的主轴(24)上固定设有第一内圈磁轴承(7)和第二内圈磁轴承(8)，所述第一内圈磁轴承(7)与第二内圈磁轴承(8)之间设有铝制垫圈(9)，所述第一内圈磁轴承(7)、第二内圈磁轴承(8)、铝制垫圈(9)均通过主轴(24)上的第一套筒(10)进行轴向固定，所述前端盖(1)的内壁上固定设有第一外圈磁轴承(6)，所述第一外圈磁轴承(6)与第一内圈磁轴承(7)、第二内圈磁轴承(8)、铝制垫圈(9)之间均形成间隙，所述前端盖套筒(2)的外侧面连接设有前端盖盖体(3)；所述定子绕组(26)后端的主轴(24)上设有后端盖(11)，所述后端盖(11)内部的主轴(24)上套设有第四套筒(23)，所述第四套筒(23)对所述转子(25)进行轴向固定，所述第四套筒(23)的外表面上固定设有第三内圈磁轴承(21)和第四内圈磁轴承(22)，所述第三内圈磁轴承(21)与第四内圈磁轴承(22)之间设有铝制垫圈，所述后端盖(11)一侧的内壁上固定设有后端盖磁轴承(19)和第二外圈磁轴承(20)，所述第二外圈磁轴承(20)与第三内圈磁轴承(21)、第四内圈磁轴承(22)形成间隙，所述后端盖磁轴承(19)与第四套筒(23)形成间隙，所述后端盖(11)另一侧的内壁上固定设有第一磁轴承(14)和第二磁轴承(15)，所述第一磁轴承(14)与主轴(24)之间设有第二套筒(17)，所述第二磁轴承(15)与主轴(24)之间设有第三套筒(18)，所述第一磁轴承(14)与第二磁轴承(15)之间设有第三磁轴承(16)，所述第三磁轴承(16)与主轴(24)连接固定，所述第三磁轴承(16)的两端分别通过第二套筒(17)和第三套筒(18)进行轴向固定，所述后端盖(11)的外侧面连接设有后端盖套筒(12)，所述后端盖套筒(12)内壁固定设有后端盖滚珠轴承(13)，所述后端盖滚珠轴承(13)与第二套筒(17)形成间隙。
2.根据权利要求1所述的一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，其特征在于：所述主轴(24)的外表面为台阶结构，主轴(24)的内部等直径通孔结构。
3.根据权利要求1所述的一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，其特征在于：所述前端盖滚珠轴承(4)与主轴(24)间的间隙小于前端盖磁轴承(5)与主轴(24)间的间隙。
4.根据权利要求1所述的一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，其特征在于：所述后端盖滚珠轴承(13)与第二套筒(17)间的间隙小于第一磁轴承(14)与第二套筒(17)间的间隙。
5.根据权利要求1所述的一种倍捻机用磁悬浮电机轴承，其特征在于：所述第一磁轴承(14)、第二磁轴承(15)、第三磁轴承(16)三者轴向呈等距设置。
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