CN115045914A - 一种不接触式回转支承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种不接触式回转支承，包括外圈组件和内圈，所述内圈设置于外圈组件中，所述外圈组件的周向内壁和内圈的周向外壁之间设有径向电磁组件，所述外圈组件的上侧内壁和内圈的上端面之间设有主推电磁组件，所述外圈组件的下侧内壁和内圈的下端面之间设有辅推电磁组件；通过径向电磁组件、主推电磁组件和辅推电磁组件产生磁力，实现内圈悬浮于外圈组件中且相对于外圈组件转动。本发明的回转支承去除了传统回转支承中的滚动体与保持架结构，采用磁悬浮原理，以电磁力来代替滚动体的作用，以此达到运转过程中套圈间的零接触，具有高寿命与高可靠性；同时，满足回转支承的轴向承载、径向承载与偏载的承载能力要求。

Description

一种不接触式回转支承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体涉及一种不接触式回转支承。
背景技术
回转支承，也称作转盘轴承，可同时承受较大轴向载荷、径向载荷与倾覆力矩，其规格尺寸在0.5m到10m以上。一般而言，回转支承的主要结构包括套圈、滚动体与保持架，滚动体起到传递载荷的作用，保持架则是维持滚动体的运转轨迹，套圈与其他结构相连，三者共同保证回转支承的正常运转。
由于回转支承是工程机械主驱动部位的关键部件之一，在机械设备运转过程中承受各种极端工况导致的高偏载与重载，因此回转支承需要具备抵抗大偏载的能力；但在高偏载的工况下，滚道与滚动体间产生变形导致应力集中，保持架在运转过程中磨损，从而干扰滚动体的运动，并导致滚道失效甚至破坏，这会导致回转支承失效，但是往往这些现象在回转支承中无可避免。
综上所述，急需一种不接触式回转支承以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种不接触式回转支承，旨在解决传统回转支承在高偏载的工况下，滚动体和滚道之间产生应力集中，导致保持架磨损以及滚道失效的问题，具体技术方案如下：
一种不接触式回转支承，包括外圈组件和内圈，所述内圈设置于外圈组件中，所述外圈组件的周向内壁和内圈的周向外壁之间设有径向电磁组件，所述外圈组件的上侧内壁和内圈的上端面之间设有主推电磁组件，所述外圈组件的下侧内壁和内圈的下端面之间设有辅推电磁组件；通过径向电磁组件、主推电磁组件和辅推电磁组件产生磁力，实现内圈悬浮于外圈组件中且相对于外圈组件转动。
以上技术方案中优选的，所述径向电磁组件包括径向转子线圈和径向定子线圈；所述内圈沿周向外壁环设有两条第一凹槽，单条第一凹槽中均匀设有多个径向转子线圈，所述外圈组件中沿周向内壁环设有两条第二凹槽，单条第二凹槽中均匀设有多个径向定子线圈，其中第一凹槽与第二凹槽一一对应设置。
以上技术方案中优选的，沿第一凹槽的宽度方向层叠设置多个径向转子薄片，所述径向转子薄片上设有多个第一绕线部，层叠设置的第一绕线部组成径向转子铁芯；沿第二凹槽的宽度方向层叠设置多个径向定子薄片，所述径向定子薄片上设有多个第二绕线部，层叠设置的第二绕线部组成径向定子铁芯。
以上技术方案中优选的，第一凹槽的两个侧壁与距离最近的径向转子薄片之间以及第二凹槽的两个侧壁与距离最近的径向定子薄片之间均设有支撑垫片。
以上技术方案中优选的，所述主推电磁组件包括嵌设于上侧内壁的主推定子线圈和嵌设于上端面的主推转子线圈，多个主推转子线圈在上端面上环设成n个同心的环形，多个主推定子线圈在上侧内壁上也环设成n个同心的环形；所述辅推电磁组件包括嵌设于下端面的辅推转子线圈和嵌设于下侧内壁的辅推定子线圈，多个辅推转子线圈在下端面上环设成m个同心的环形，多个辅推定子线圈在下侧内壁上也环设成m个同心的环形；其中n为大于等于2的自然数，m为大于等于1的自然数，n大于m。
以上技术方案中优选的，多个主推定子线圈形成的n个同心环形中，每个环形单独连接一个电源控制端；
各个主推定子线圈以及各个辅推定子线圈的电流大小能单独调节。
以上技术方案中优选的，单个第二凹槽中的多个径向定子线圈、单个环形中的多个主推定子线圈和单个环形中的多个辅推定子线圈均沿着周向均分为三组定子绕组，然后分别连接三相交流电；
两条第二凹槽中径向定子线圈接入的三相交流电幅值相反，主推定子线圈与辅推定子线圈接入的三相交流电幅值相反。
以上技术方案中优选的，单组定子绕组中的各径向定子线圈之间采用串联。
以上技术方案中优选的，外圈组件与内圈之间的径向间隙以及轴向间隙均通过传感器检测，根据径向间隙调节径向定子线圈的电流大小，根据轴向间隙调节主推定子线圈和辅推定子线圈的电流大小。
以上技术方案中优选的，所述内圈的内壁沿着周向均设有多个齿槽，所述齿槽用于与电机的输出齿轮啮合，通过电机辅助调节内圈的转速。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
本发明的回转支承在外圈组件与内圈之间设置径向电磁组件、主推电磁组件和辅推电磁组件，去除传统回转支承中的滚动体与保持架结构，采用磁悬浮原理，以电磁力来代替滚动体的作用，以此达到运转过程中套圈间的零接触，同时不需润滑，具有高寿命与高可靠性。本发明的回转支承可在无主推、辅推与径向滚道和滚动体的前提下，承受轴向载荷、径向载荷与倾覆力矩，实现零摩擦，高周疲劳寿命的要求。
在径向上，通过径向转子线圈和径向定子线圈产生电磁力，实现内圈悬浮于外圈组件中，同时提供驱动内圈的转动力矩，满足径向承载和旋转的需求；通过位移传感器来检测径向间隙并进行反馈，从而调节径向定子线圈的电流大小，以此调节内圈的偏移。
在轴向方向上，设置主推定子线圈、主推转子线圈、辅推定子线圈和辅推转子线圈，通过传感器检测轴向间隙，从而改变主推定子线圈、辅推定子线圈的电流大小以及主推定子线圈开启的环数，实现轴向承载以及偏载承载(即承受倾覆力矩)，提高回转支承对变化性的工况的适应性与灵敏性。
在内圈的内壁上环设齿槽，与电机的输出齿轮啮合，实现辅助调节内圈的转速，缩短内圈达到新平衡转速所需的时间，有效缩短因工况变化导致磁场变化引起的内圈“适应期”。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明回转支承径向电磁组件的安装示意图；
图2是本发明回转支承主推电磁组件和辅推电磁组件的安装示意图；
图3是内圈上端面的结构视图；
图4是内圈下端面的结构视图；
图5是主推转子线圈和内圈之间的拆分图；
图6是径向定子薄片的结构示意图；
图7是径向转子薄片的结构示意图；
图8是支撑垫片的结构示意图；
其中，1、第一外圈，2、密封圈，3、径向转子安装孔，4、径向定子安装孔，5、支撑垫片，6、径向定子线圈，7、第二外圈，8、径向转子线圈，9、内圈，10、齿槽，11、主推定子线圈，12、主推转子线圈，12.1、固定孔，12.2、线孔，13、辅推转子线圈，14、辅推定子线圈，15、线圈安装孔，16、上端面，17、下端面，18、径向定子薄片，19、径向转子薄片，20、第一凹槽，21、第二凹槽。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1：
参见图1-图8，一种不接触式回转支承，包括外圈组件和内圈9，所述内圈9设置于外圈组件中；具体地，所述外圈组件包括第一外圈1和第二外圈7，第一外圈1和第二外圈7组装成外圈组件，其中在外圈组件中形成环形槽，内圈9设置于环形槽中。
进一步地，所述外圈组件的周向内壁(即环形槽的周向内壁)和内圈9的周向外壁之间设有径向电磁组件，所述外圈组件的上侧内壁(即环形槽的上侧内壁)和内圈9的上端面16之间设有主推电磁组件，所述外圈组件的下侧内壁(即环形槽的下侧内壁)和内圈9的下端面17之间设有辅推电磁组件；通过径向电磁组件、主推电磁组件和辅推电磁组件产生磁力，实现内圈9悬浮于外圈组件中且相对于外圈组件转动。
参见图1，所述径向电磁组件包括径向转子线圈8和径向定子线圈6；所述内圈9沿周向外壁环设有两条第一凹槽20，单条第一凹槽20中均匀设有多个径向转子线圈8，所述外圈组件中沿周向内壁环设有两条第二凹槽21，单条第二凹槽21中均匀设有多个径向定子线圈6，其中第一凹槽20与第二凹槽21一一对应设置。
具体的，本实施例中在第一外圈1和第二外圈7上各设有一条第二凹槽21，内圈的一条第一凹槽20与第一外圈1中的第二凹槽21对应，另一条第一凹槽20与第二外圈7中的第二凹槽21对应。
参见图1、图6和图7，沿第一凹槽20的宽度方向层叠设置多个径向转子薄片19，所述径向转子薄片19上设有多个第一绕线部19.1，层叠设置的第一绕线部19.1组成径向转子铁芯，导线绕在径向转子铁芯上形成径向转子线圈8；沿第二凹槽21的宽度方向层叠设置多个径向定子薄片18，所述径向定子薄片18上设有多个第二绕线部18.1，层叠设置的第二绕线部18.1组成径向定子铁芯，导线绕在径向定子铁芯上形成径向定子线圈6。
本实施例中，径向转子薄片19和径向定子薄片18的厚度为2-8mm(优选5mm)，且均采用硅钢材质，当然也可以采用铁基非晶合金(其特性为高导磁性和低损耗等优点，可减少涡流损耗)。
参见图1和图8，第一凹槽20的两个侧壁与距离最近的径向转子薄片19之间以及第二凹槽21的两个侧壁与距离最近的径向定子薄片18之间均设有支撑垫片5。通过支撑垫片5实现径向转子薄片19与第一凹槽的侧壁之间以及径向定子薄片18与第二凹槽的侧壁之间预留出5mm以上的间隙，通过该间隙实现布置径向转子线圈、径向定子线圈的线路。
本实施例中，在第一外圈1和第二外圈7上均环设有径向定子安装孔4，在内圈9上环设有径向转子安装孔3，对应的，径向定子薄片、径向转子薄片和支撑垫片上均设有通孔，将径向定子薄片、径向转子薄片和支撑垫片分别对应设置于第一凹槽和第二凹槽中后，通过螺栓紧固。
优选的，单个第二凹槽21中的多个径向定子线圈6沿着圆周方向均分为三组定子绕组(优选单个第二凹槽中径向定子线圈的数量为3的倍数)，然后连接三相交流电；进一步优选的，单组定子绕组中的各径向定子线圈6之间采用串联，定子绕组采用分布式绕组(可采用同心式绕组或双层叠式绕组方法)的形式来布线，第一凹槽中径向转子线圈组成的转子绕组同样采用分布式绕组的形式来布线。
本实施例在径向电磁组件中的定子绕组之间采用星形接法，在定子绕组中接入不同相位的三相交流电流，形成变化的旋转磁场。
进一步地，本实施例中两条第二凹槽21中径向定子线圈6接入的三相交流电幅值相反，以此使布置在内圈9中的相同布线方法的三对转子绕组被动切割磁感线，产生感应电流，继而磁场的作用下达到悬浮的目的，并在磁力的作用下旋转，提供转动力矩，转矩与转速可由电流的大小与频率变化来控制，因此在磁力的作用下内圈的周向外壁与第一、二外圈之间未产生接触，有效避免传统较大直径的滚动轴承运转过程中滚动体与滚道间的磨损，提高回转支承的寿命，同时不用考虑润滑等因素。
外圈组件与内圈9之间的径向间隙通过传感器检测，根据径向间隙调节径向定子线圈6的电流大小，防止内圈运转过程中产生偏移。
参见图2-图5，所述主推电磁组件包括嵌设于上侧内壁的主推定子线圈11和嵌设于上端面的主推转子线圈12，多个主推转子线圈12在上端面16上环设成n个同心的环形，多个主推定子线圈11在上侧内壁上也环设成n个同心的环形；所述辅推电磁组件包括嵌设于下端面的辅推转子线圈13和嵌设于下侧内壁的辅推定子线圈14，多个辅推转子线圈13在下端面17上环设成m个同心的环形，多个辅推定子线圈14在下侧内壁上也环设成m个同心的环形；其中n为大于等于2的自然数，m为大于等于1的自然数，n大于m。
优选的，本实施例中n取值为2，m取值为1。
具体地，在上端面16、下端面17、上侧内壁和下侧内壁上均设有线圈安装孔15，所述主推定子线圈11、主推转子线圈12、辅推定子线圈14和辅推转子线圈13均设置于线圈安装孔15中，且通过螺栓进行固定(图2中未完整示意螺栓的固定方式)。
优选的，所述主推定子线圈11、主推转子线圈12、辅推定子线圈14和辅推转子线圈13的结构一致，均由两种大小不同的薄片堆叠而成，通过两种不同大小的薄片堆叠成工字型。优选薄片为硅钢或者是铁基非晶合金材质。参见图5，以主推转子线圈12为例，主推转子线圈12上设有固定孔12.1，将主推转子线圈12放入对应的线圈安装孔15中后，将螺栓穿过固定孔12.1与内圈9上的螺纹孔连接；所述主推转子线圈12的两端还设有线孔12.2，线孔12.2作为线圈导线的过线通道。
单个环形中的多个主推定子线圈11和单个环形中的多个辅推定子线圈14均沿着周向均分为三组定子绕组(即单个环形中主推定子线圈或辅推定子线圈的数量为3的倍数)，然后分别连接三相交流电；进一步优选的，主推定子线圈11与辅推定子线圈14接入的三相交流电幅值相反，以此保证内圈9上主推转子线圈、辅推转子线圈切割磁感线时产生的磁极方向一致。
优选的，多个主推定子线圈11形成的n个同心环形中，每个环形单独连接一个电源控制端，通过控制端反馈，控制电源供电；各个主推定子线圈11以及各个辅推定子线圈14的电流大小能单独调节(即线圈之间不需要串联或并联，每个线圈的电流磁场强度都是单独控制的)。外圈组件与内圈9之间的轴向间隙均通过传感器检测，根据轴向间隙调节主推定子线圈11和辅推定子线圈14的电流大小。
回转支承使用时内圈的下端面17与法兰连接，内圈承受的轴向力方向由下端面指向上端面；当内圈未承受载荷时，开启与辅推定子线圈环数相同的主推定子线圈即可使得内圈在轴向保持平衡；当内圈承受载荷时，可增加主推定子线圈的环数，以此提供轴向承载力；当轴向力变化时，可根据位移传感器检测外圈组件与内圈间的轴向位移距离，从而反馈到控制系统，通过调节(增大或调小)主推与辅推侧的电流，保证内圈14与第一外圈1和第二外圈9间的平衡。当承受偏载作用时，可调整各主推定子线圈11以及辅推定子线圈14的电流强度以此抵消倾覆力矩作用在内圈上的影响，以此达到实时反馈调节轴向与偏载承载能力的效果。
此外第一外圈、第二外圈与内圈之间的轴向间隙和径向间隙取值不能太大，以免距离变长导致磁场强度变化，从而影响轴承的运转；优选取值为0.5-2mm，轴向间隙和径向间隙的大小决定磁场的强弱，间隙取值太小则会定子与转子之间相互干扰，间隙取值太大则会磁阻变大，影响磁通量大小从而影响洛伦兹力(即抵抗工作冲击载荷的能力)。
优选的，所述内圈与第一外圈、第二外圈之间设有密封圈2。
进一步优选的，所述内圈9的内壁沿着周向均设有多个齿槽10，即内壁设有多个齿，所述齿槽10用于与电机的输出齿轮啮合，通过电机辅助调节内圈9的转速。
由于回转支承的承载工况会发生变化，因此需要改变电流强度从而达到新的受力平衡，此时内圈的转速会发生变化，本实施例中通过电机驱动输出齿轮的转速改变进而调整内圈的转速，可缩短到达此平衡转速需要的时间。
本实施例中回转支承的工作原理与异步电动机的工作原理相同，采用了电磁感应定律、楞次定律与安培定律原理，具体的工作原理本实施例中不再进一步描述说明。
本实施例中，通过设置径向与轴向的定子绕组、转子绕组，以电磁驱动的方式来保证回转支承的轴向承载、径向承载与偏载的承载能力，没有传统回转支承形式的滚动体或者面接触传递力而造成表面剪切应力和表面疲劳裂纹的问题，有效提高回转支承的使用寿命，降低运转过程中传统回转支承滚动体带来的磨损，通过不接触式运转，达到内、外圈间的零摩擦力矩，大幅降低内圈所需的转动力矩，提高回转支承的安全可靠程度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不接触式回转支承，包括外圈组件和内圈(9)，所述内圈(9)设置于外圈组件中，其特征在于：所述外圈组件的周向内壁和内圈(9)的周向外壁之间设有径向电磁组件，所述外圈组件的上侧内壁和内圈(9)的上端面(16)之间设有主推电磁组件，所述外圈组件的下侧内壁和内圈(9)的下端面(17)之间设有辅推电磁组件；通过径向电磁组件、主推电磁组件和辅推电磁组件产生磁力，实现内圈(9)悬浮于外圈组件中且相对于外圈组件转动。
2.根据权利要求1所述的不接触式回转支承，其特征在于，所述径向电磁组件包括径向转子线圈(8)和径向定子线圈(6)；所述内圈(9)沿周向外壁环设有两条第一凹槽(20)，单条第一凹槽(20)中均匀设有多个径向转子线圈(8)，所述外圈组件中沿周向内壁环设有两条第二凹槽(21)，单条第二凹槽(21)中均匀设有多个径向定子线圈(6)，其中第一凹槽(20)与第二凹槽(21)一一对应设置。
3.根据权利要求2所述的不接触式回转支承，其特征在于，沿第一凹槽(20)的宽度方向层叠设置多个径向转子薄片(19)，所述径向转子薄片(19)上设有多个第一绕线部(19.1)，层叠设置的第一绕线部(19.1)组成径向转子铁芯；沿第二凹槽(21)的宽度方向层叠设置多个径向定子薄片(18)，所述径向定子薄片(18)上设有多个第二绕线部(18.1)，层叠设置的第二绕线部(18.1)组成径向定子铁芯。
4.根据权利要求3所述的不接触式回转支承，其特征在于，第一凹槽(20)的两个侧壁与距离最近的径向转子薄片(19)之间以及第二凹槽(21)的两个侧壁与距离最近的径向定子薄片(18)之间均设有支撑垫片(5)。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的不接触式回转支承，其特征在于，所述主推电磁组件包括嵌设于上侧内壁的主推定子线圈(11)和嵌设于上端面的主推转子线圈(12)，多个主推转子线圈(12)在上端面(16)上环设成n个同心的环形，多个主推定子线圈(11)在上侧内壁上也环设成n个同心的环形；所述辅推电磁组件包括嵌设于下端面的辅推转子线圈(13)和嵌设于下侧内壁的辅推定子线圈(14)，多个辅推转子线圈(13)在下端面(17)上环设成m个同心的环形，多个辅推定子线圈(14)在下侧内壁上也环设成m个同心的环形；其中n为大于等于2的自然数，m为大于等于1的自然数，n大于m。
6.根据权利要求5所述的不接触式回转支承，其特征在于，多个主推定子线圈(11)形成的n个同心环形中，每个环形单独连接一个电源控制端；
各个主推定子线圈(11)以及各个辅推定子线圈(14)的电流大小能单独调节。
7.根据权利要求6所述的不接触式回转支承，其特征在于，单个第二凹槽(21)中的多个径向定子线圈(6)、单个环形中的多个主推定子线圈(11)和单个环形中的多个辅推定子线圈(14)均沿着周向均分为三组定子绕组，然后分别连接三相交流电；
两条第二凹槽(21)中径向定子线圈(6)接入的三相交流电幅值相反，主推定子线圈(11)与辅推定子线圈(14)接入的三相交流电幅值相反。
8.根据权利要求7所述的不接触式回转支承，其特征在于，单组定子绕组中的各径向定子线圈(6)之间采用串联。
9.根据权利要求7所述的不接触式回转支承，其特征在于，外圈组件与内圈(9)之间的径向间隙以及轴向间隙均通过传感器检测，根据径向间隙调节径向定子线圈(6)的电流大小，根据轴向间隙调节主推定子线圈(11)和辅推定子线圈(14)的电流大小。
10.根据权利要求1所述的不接触式回转支承，其特征在于，所述内圈(9)的内壁沿着周向均设有多个齿槽(10)，所述齿槽(10)用于与电机的输出齿轮啮合，通过电机辅助调节内圈(9)的转速。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2826077A1 (fr) * 2001-06-15 2002-12-20 Mecanique Magnetique Sa Palier magnetique actif a detecteurs integres
JP2008208785A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Jtekt Corp ターボ分子ポンプおよびタッチダウン軸受装置
US20120013215A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Aronstam Peter S Method and apparatus for hybrid suspension system
CN102588433A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 张平 一种永磁悬浮轴承及其安装结构
CN204267531U (zh) * 2014-12-02 2015-04-15 南京艾凌永磁调速技术研究有限公司 一种永磁磁悬浮轴承
CN205618542U (zh) * 2015-11-02 2016-10-05 中山市金马科技娱乐设备股份有限公司 一种摩天轮主轴支撑结构
DE102017106957A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
WO2018182891A8 (en) * 2017-04-01 2019-09-06 Carrier Corporation Magnetic radial bearing with flux boost
DE102018213356A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Aktiebolaget Skf Schwenklager mit Dichtungsanordnung
EP3450782B1 (de) * 2017-09-05 2019-11-06 Lakeview Innovation Ltd. Aktives radiales magnetlager mit jochwicklung
JP2020088952A (ja) * 2018-11-19 2020-06-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 回転電機、固定子および固定子の組み立て方法
WO2020196325A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 ダイキン工業株式会社 スラスト磁気軸受およびそれを備えたターボ圧縮機
CN114412918A (zh) * 2022-01-25 2022-04-29 中国铁建重工集团股份有限公司 一种掘进机主轴承及其装配方法
CN114483772A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 中国铁建重工集团股份有限公司 一种具有高承载能力的回转支承
CN114483769A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 中国铁建重工集团股份有限公司 一种具有高偏载承载能力的新型调心回转支承

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2826077A1 (fr) * 2001-06-15 2002-12-20 Mecanique Magnetique Sa Palier magnetique actif a detecteurs integres
JP2008208785A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Jtekt Corp ターボ分子ポンプおよびタッチダウン軸受装置
US20120013215A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Aronstam Peter S Method and apparatus for hybrid suspension system
CN102588433A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 张平 一种永磁悬浮轴承及其安装结构
CN204267531U (zh) * 2014-12-02 2015-04-15 南京艾凌永磁调速技术研究有限公司 一种永磁磁悬浮轴承
CN205618542U (zh) * 2015-11-02 2016-10-05 中山市金马科技娱乐设备股份有限公司 一种摩天轮主轴支撑结构
DE102017106957A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
WO2018182891A8 (en) * 2017-04-01 2019-09-06 Carrier Corporation Magnetic radial bearing with flux boost
EP3450782B1 (de) * 2017-09-05 2019-11-06 Lakeview Innovation Ltd. Aktives radiales magnetlager mit jochwicklung
DE102018213356A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Aktiebolaget Skf Schwenklager mit Dichtungsanordnung
JP2020088952A (ja) * 2018-11-19 2020-06-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 回転電機、固定子および固定子の組み立て方法
WO2020196325A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 ダイキン工業株式会社 スラスト磁気軸受およびそれを備えたターボ圧縮機
CN114412918A (zh) * 2022-01-25 2022-04-29 中国铁建重工集团股份有限公司 一种掘进机主轴承及其装配方法
CN114483772A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 中国铁建重工集团股份有限公司 一种具有高承载能力的回转支承
CN114483769A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 中国铁建重工集团股份有限公司 一种具有高偏载承载能力的新型调心回转支承

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何明艳;: "双水内冷汽轮发电机转子线圈并联结构", 电机技术, no. 04, pages 5 - 8 *
朱军;曾励;竺志大;: "磁悬浮电动机径向永磁轴承的建模和悬浮性能研究", 科技创新与应用, no. 02, pages 7 - 10 *
肖林京;李鹏;高峰;: "磁悬浮风力发电机转子系统的研究", 机械设计与制造, no. 06, pages 109 - 111 *
陈立志: "磁悬浮轴承在高速旋转机械上的应用及一种混合径向磁悬浮轴承的设计", 光学精密工程, no. 04, pages 101 - 108 *

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