CN110848255A - 一种永磁轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁轴承，包括转子芯轴、转子组件、定子组件和轴向电磁轴承，转子芯轴的两端分别套置转子组件，转子组件的外周设置定子组件，位于转子组件和定子组件外侧的转子芯轴的外周分别套置轴向磁轴承；转子组件包括转子永磁体和转子护套，转子芯轴外圈依次设置有转子永磁体和转子护套；定子组件包括磁轴承座、定子永磁体、定子护套和端盖，磁轴承座上靠近转子组件的一侧依次设置定子永磁体和定子护套，定子永磁体的一侧设置与磁轴承座固定的端盖，定子永磁体与转子永磁体位于同一轴线上，定子永磁体内圈磁面与转子永磁体外圈磁面极性相同。本发明结构简单，体积小，成本低且易于制造和安装，应用于负载较小且工作平稳的地方。
Description
技术领域
本发明属于机械零件技术领域，特别涉及一种永磁轴承。
背景技术
磁轴承，是一种新型高性能轴承，与传统滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境。
公告号为CN204284205U的实用新型专利中，公开了一种径向磁轴承和径向传感器的安装结构，径向磁轴承包括上压板、下压板及硅钢片，硅钢片的内侧表面上安装有线圈骨架，线圈骨架上缠设有线圈，硅钢片的外圆弧面环绕后形成了径向磁轴承的外圆柱面，线圈骨架的内侧末端环绕后形成径向磁轴承的内圆柱面，上压板包括上台阶、中台阶及下台阶，在上压板的中间位置设有圆孔，上台阶上位于圆孔四周的位置均匀间隔设置有若干个通孔，下台阶上形成有若干组穿孔，穿孔中的最外侧的两个为销孔，在下压板上与上压板上的销孔相对的位置形成有销孔，在下压板的销孔和上压板的销孔中穿设有将圆柱销，在中台阶上设置有磁轴承电路板，径向传感器设置于通孔中后其末端电性连接于磁轴承电路板上。径向电磁轴承需要线圈、位移传感器以及磁轴承控制系统，结构复杂，体积大，高精度的控制系统也难以建立。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种永磁轴承，以径向永磁轴承代替径向电磁轴承，不需要线圈、位移传感器以及磁轴承控制系统，结构简单，体积小，不需要电能，不需要控制。
技术方案：本发明采用以下技术方案：一种永磁轴承，包括转子芯轴、转子组件、定子组件和轴向电磁轴承，其中，转子芯轴的两端分别套置转子组件，转子组件的外周设置定子组件，位于转子组件和定子组件外侧的转子芯轴的外周分别布置轴向电磁轴承；
转子组件包括转子永磁体和转子护套，其中，转子芯轴外圈设置有转子永磁体，转子永磁体外圈设置有转子护套；
定子组件包括磁轴承座、定子永磁体、定子护套和端盖，其中，磁轴承座上靠近转子组件的一侧设置定子永磁体，定子永磁体的外侧布置定子护套，定子永磁体的一侧设置与磁轴承座固定的端盖，定子永磁体与转子永磁体位于同一轴线上，定子永磁体内圈磁面与转子永磁体外圈磁面极性相同。
优选地，本发明转子永磁体外侧依次设置隔磁片和纯铁。
优选地，本发明转子永磁体、隔磁片、纯铁和转子芯轴之间过盈配合，所述转子护套与转子永磁体之间过盈配合。
优选地，本发明转子芯轴为两端设有台阶的结构。
优选地，本发明转子护套外径、隔磁片外径、纯铁外径不大于转子芯轴的最大外径。
优选地，本发明端盖与磁轴承座之间通过螺钉固定。
优选地，本发明定子护套内径、端盖内径不小于磁轴承座的最小内径。
优选地，本发明转子护套为高温合金，定子护套为碳纤维护套。
优选地，本发明轴向电磁轴承控制转子芯轴的轴向位置，所述定子组件和转子组件利用定子永磁体与转子永磁体之间的相互推力将转子芯轴浮于磁轴承内孔中心位置，控制转子芯轴的径向位置。
有益效果：本发明具有以下有益效果：
（1）、本发明用径向永磁轴承代替径向电磁轴承，利用永磁极之间的相互推力将转子浮于磁轴承内孔中心位置，不需要线圈、位移传感器和磁轴承控制系统，不需要电能，不需要建立高精度的控制系统；
（2）、本发明结构简单，体积小，成本低且易于制造和安装，主要应用于负载较小且工作平稳的地方；
（3）、本发明各配件之间过盈配合，定心性好，承载能力高，能承受冲击载荷，对轴的强度削弱小；
（4）、本发明中采用了隔磁片，隔离金属物体与电磁信号的接触，防止电磁信号的衰减，同时能够聚拢感应磁场的磁通量，增强接收端的磁感应强度，防止发热，节约电能提高转换效率。
附图说明
图1为本发明的一种永磁轴承的结构示意图；
图2为本发明的定子组件的结构示意图；
图3为本发明的转子组件的结构示意图；
其中，转子芯轴1，磁轴承座2，转子永磁体3，定子永磁体4，转子护套5，定子护套6，隔磁片7，纯铁8，端盖9，螺钉10，轴向电磁轴承11。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明公开了一种永磁轴承，如图1所示，包括转子芯轴1、转子组件、定子组件和轴向电磁轴承11，其中，转子芯轴1的两端分别套置转子组件，转子组件的外周设置定子组件，位于转子组件和定子组件外侧的转子芯轴1的外周分别布置轴向电磁轴承11。
转子芯轴1可以为两端设有台阶的结构。
如图3所示，转子组件包括转子永磁体3和转子护套5，其中，转子芯轴1外圈设置有转子永磁体3，转子永磁体3外圈设置有转子护套5，转子护套5为高温合金护套，转子永磁体3外侧依次设置隔磁片7和纯铁8，转子永磁体3、隔磁片7、纯铁8和转子芯轴1之间过盈配合，转子护套5与转子永磁体3之间过盈配合，转子护套5外径、隔磁片7外径、纯铁8外径不大于转子芯轴1的最大外径。
如图2所示，定子组件包括磁轴承座2、定子永磁体4、定子护套6、端盖9和螺钉10，其中，磁轴承座2上靠近转子组件的一侧设置定子永磁体4，定子永磁体4的外侧布置定子护套6，定子护套6为碳纤维护套，定子永磁体4的一侧设置与磁轴承座2固定的端盖9，端盖9与磁轴承座2之间通过螺钉10固定，定子护套6内径、端盖9内径不小于磁轴承座2的最小内径，定子永磁体4与转子永磁体3位于同一轴线上，定子永磁体4内圈磁面与转子永磁体3外圈磁面极性相同。
本发明中轴向电磁轴承11控制转子芯轴1的轴向位置，定子组件和转子组件利用定子永磁体4与转子永磁体3之间的相互推力将转子芯轴1浮于磁轴承内孔中心位置，控制转子芯轴1的径向位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种永磁轴承，其特征在于，包括转子芯轴（1）、转子组件、定子组件和轴向电磁轴承（11），其中，所述转子芯轴（1）的两端分别套置转子组件，所述转子组件的外周设置定子组件，位于转子组件和定子组件外侧的转子芯轴（1）的外周分别布置轴向电磁轴承（11）；
所述转子组件包括转子永磁体（3）和转子护套（5），其中，所述转子芯轴（1）外圈设置有转子永磁体（3），所述转子永磁体（3）外圈设置有转子护套（5）；
所述定子组件包括磁轴承座（2）、定子永磁体（4）、定子护套（6）和端盖（9），其中，所述磁轴承座（2）上靠近转子组件的一侧设置定子永磁体（4），所述定子永磁体（4）的外侧布置定子护套（6），所述定子永磁体（4）的一侧设置与磁轴承座（2）固定的端盖（9），所述定子永磁体（4）与转子永磁体（3）位于同一轴线上，所述定子永磁体（4）内圈磁面与转子永磁体（3）外圈磁面极性相同。
2.根据权利要求1所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述转子永磁体（3）外侧依次设置隔磁片（7）和纯铁（8）。
3.根据权利要求2所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述转子永磁体（3）、隔磁片（7）、纯铁（8）和转子芯轴（1）之间过盈配合，所述转子护套（5）与转子永磁体（3）之间过盈配合。
4.根据权利要求2所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述转子芯轴（1）为两端设有台阶的结构。
5.根据权利要求4所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述转子护套（5）外径、隔磁片（7）外径、纯铁（8）外径不大于转子芯轴（1）的最大外径。
6.根据权利要求1所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述端盖（9）与磁轴承座（2）之间通过螺钉（10）固定。
7.根据权利要求1所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述定子护套（6）内径、端盖（9）内径不小于磁轴承座（2）的最小内径。
8.根据权利要求1所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述转子护套（5）为高温合金，定子护套（6）为碳纤维护套。
9.根据权利要求1所述的一种永磁轴承，其特征在于，所述轴向电磁轴承（11）控制转子芯轴（1）的轴向位置，所述定子组件和转子组件利用定子永磁体（4）与转子永磁体（3）之间的相互推力将转子芯轴（1）浮于磁轴承内孔中心位置，控制转子芯轴（1）的径向位置。
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