CN116447226A - 一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机 - Google Patents

一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机 Download PDF

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邓哲浩
孙建东
石飞虎
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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机，属于磁悬浮轴承技术领域，包括转子、轴承室、保护轴承以及与所述转子转动连接的磁轴承本体；所述保护轴承套设在转子上，所述磁轴承本体与所述轴承室一体成型设置，所述保护轴承可拆卸的连接在该轴承室中。本发明中，通过将磁轴承本体与轴承室设置成一体成型的结构，实际安装时，就可以直接将保护轴承安装到磁轴承本体上，使得保护轴承与磁轴承本体融为一体，使整体结构更简单，减少需装配零件数量，减少装配工序，从而使装配工艺更简单，装配更方便，节约成本；另外，减少装配零件数量后，能够有效减少零件累计公差。

Description

一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机
技术领域
本发明属于磁悬浮轴承技术领域，尤其涉及一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机。
背景技术
磁悬浮轴承是一种新型磁力机械，它是利用磁力作用将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承。由于转子和定子间没有任何的机械接触，因此没有机械摩擦，具有低损耗、低振动、无需润滑、对环境的污染小、可超高速长期运转等特性。
但磁悬浮轴承运行时一般需和保护轴承配合使用，保护轴承的作用在于：当转子旋转失稳时，转子会先与保护轴承发生摩擦接触，从而起到保护磁悬浮轴承的轴承铁芯不与转子发生摩擦导致损坏。
如图1所示，现有技术中的磁悬浮轴承包括转子1、推力盘2、前轴承线圈31、后轴承线圈32、前轴向轴承铁芯41、后轴向轴承铁芯42、磁钢5、轴向铁芯6、轴承室7、轴承压盖8、保护轴承9，其中的保护轴承9是安装在轴承室7中，而轴承室7与后轴向轴承铁芯42为分离式的设计，实际安装时，先将保护轴承9安装到轴承室7中，再将轴承室7装配在后轴向轴承铁芯42上，整个安装过程需多次装配，装配零件数量多，装配工艺复杂，提高了实际的装配成本，同时由于装配次数多，容易引起公差累计的误差偏大问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决目前的磁悬浮轴承装配成本高、误差偏大的问题，而提出的一种磁悬浮轴向轴承组件及压缩机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种磁悬浮轴向轴承组件，包括：
转子；
保护轴承，所述保护轴承套设在转子上；以及
与所述转子转动连接的磁轴承本体，所述磁轴承本体与所述轴承室一体成型设置，所述保护轴承可拆卸的连接在该轴承室中。
优选的，所述磁轴承本体上具有供转子贯穿的圆孔，所述轴承室设置在所述圆孔的内壁。
优选的，所述轴承室的纵断面为阶梯状的环形槽结构，用于将所述保护轴承外轮廓卡在所述轴承室中。
优选的，所述转子从所述圆孔的一端穿入，并从另一端穿出，所述轴承室设置在圆孔的另一端。
优选的，所述磁轴承本体包括后轴向轴承铁芯，所述轴承室设置在该后轴向轴承铁芯上。
优选的，所述保护轴承通过轴承盖压紧在轴承室中。
优选的，所述轴承盖通过紧固件固定安装在所述磁轴承本体上。
优选的，所述转子上还过盈配合有推力盘，所述推力盘转动嵌入于所述磁轴承本体上的内腔中。
优选的，所述磁轴承本体包括具有前腔体的前轴向轴承铁芯和具有后腔体的后轴向轴承铁芯相互碗扣形成内腔，在所述前腔体中设有前轴承线圈，在所述后腔体中设有后轴承线圈。
还包括安装在内腔中的磁钢和轴向铁芯，所述轴向铁芯设置于推力盘的外围，所述磁钢设置于的轴向铁芯。
一种压缩机，包括压缩机上的电机，还包括上述的磁悬浮轴向轴承组件，其中，磁悬浮轴向轴承组件设置于所述压缩机中的电机上。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过将磁轴承本体与轴承室设置成一体成型的结构，实际安装时，就可以直接将保护轴承安装到磁轴承本体上，使得保护轴承与磁轴承本体融为一体，使整体结构更简单，减少需装配零件数量，减少装配工序，从而使装配工艺更简单，装配更方便，节约成本；另外，减少装配零件数量后，能够有效减少零件累计公差。
2、本发明中，通过将轴承室设置为环形槽，并使得保护轴承完全位于环形槽的内部，也就是控制保护轴承的端部不会从环形槽的内部凸出，如此，在转子贯穿磁轴承本体上的圆孔的同时，也就贯穿了保护轴承，这样就可以缩短转子的轴向长度，提高转子固频，使得转子可以达到更高转速。
附图说明
图1为现有技术中磁悬浮轴承组件的半剖结构示意图；
图2为本发明提出的一种磁悬浮轴向轴承组件的半剖结构示意图；
图3为本发明提出的一种磁悬浮轴向轴承组件的全剖结构示意图。
图例说明：100、转子；200、轴承室；300、保护轴承；310、轴承盖；320、紧固件；400、磁轴承本体；410、圆孔；420、后轴向轴承铁芯；430、推力盘；440、轴向铁芯；450、磁钢；460、后轴承线圈；470、前轴向轴承铁芯；480、前轴承线圈。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行说明。
如图2-图3所示，本实施例磁悬浮轴向轴承组件，包括转子100、轴承室200、保护轴承300和磁轴承本体400；其中，图2中所示的结构为整体结构沿转子100轴向切割形后形成的剖视结构图，具体的，磁轴承本体400包括圆孔410、后轴向轴承铁芯420、推力盘430、轴向铁芯440、磁钢450、后轴承线圈460、前轴向轴承铁芯470以及前轴承线圈480；推力盘430通过过盈配合的方式固定在转子100上，前轴承线圈480、后轴承线圈460分别缠绕在前轴向轴承铁芯470、后轴向轴承铁芯420上，轴向铁芯440和磁钢450则安装在后轴向轴承铁芯420内部，由于这些结构之间的具体工作过程为本领域技术人员所熟知，也即为现有技术，在此不多做描述。
本实施例与现有技术不同的地方在于：
在本实施例中，磁轴承本体400与轴承室200为一体成型设置，保护轴承300可拆卸的连接在该轴承室200中，通过将磁轴承本体400与轴承室200设置成一体成型的结构，实际安装时，就可以直接将保护轴承300安装到磁轴承本体400上，使得保护轴承300与磁轴承本体400融为一体，使整体结构更简单，减少需装配零件数量，减少装配工序，从而使装配工艺更简单，装配更方便，节约成本；另外，减少装配零件数量后，能够有效减少零件累计公差。
具体的，可以将轴承室200设置在圆孔410的内壁。
进一步的，由于转子100从圆孔410的一端穿入，然后再从圆孔410的另一端穿出，因此可以将轴承室200设置在圆孔410的另一端，这样设置可以方便在轴承室200内拆卸或安装保护轴承300，给实际的装配带来便捷。
更进一步的，可将轴承室200设置在后轴向轴承铁芯420上供转子100贯穿的孔洞中，该孔洞属于圆孔410的一部分，且其位于处于圆孔410的另一端。
如图1所示，现有技术中，保护轴承9通过轴承室7装配在后轴向轴承铁芯42上，轴承室7和保护轴承9是沿着转子100的轴向堆叠的，因此导致整个磁悬浮轴承的轴向尺寸较长，由于转子1需与保护轴承9配合使用，也即转子1必须穿过保护轴承9，才能利用保护轴承9来保护转子1，这就导致转子1的轴向尺寸变长；转子1的轴向尺寸变长所导致的直接缺陷就是会导致转子的固频低，也即转子的固有频率低，导致转子无法达到更高的转速；具体原因在于：转子的固有频率是转子本身的的振动频率，临界转速是转子转动时的振动频率等于转子的固有频率时发生共振时转子的转速，也即转子的长度越长，其临界转速越低，转子的转速超过临界转速就会振动。
因此，为缩短转子100的轴向尺寸，如图2所示，可以将轴承室200设置为环形槽，并使得保护轴承300完全位于环形槽的内部，也就是控制保护轴承300的端部不会从环形槽的内部凸出，如此，在转子100贯穿磁轴承本体400上的圆孔410的同时，也就贯穿了保护轴承300，这样就可以缩短转子100的轴向长度，提高转子100固频，使得转子100可以达到更高转速。
保护轴承300的具体安装方式为：
保护轴承300通过轴承盖310压紧在轴承室200中；其中的轴承盖310通过紧固件320固定安装在所述磁轴承本体400上，本实施例中，紧固件320可以采用螺栓。
本实施例在使用过程中，当转子100失稳时会先与保护轴承300发生碰撞，避免转子100直接与磁轴承本体400接触，从而起到保护磁轴承本体400的作用。

Claims (10)

1.一种磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，包括：
转子(100)；
轴承室(200)；
保护轴承(300)，所述保护轴承(300)套设在转子(100)上；以及
与所述转子(100)转动连接的磁轴承本体(400)，所述磁轴承本体(400)与所述轴承室(200)一体成型设置，所述保护轴承(300)可拆卸的连接在该轴承室(200)中。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述磁轴承本体(400)上具有供转子(100)贯穿的圆孔(410)，所述轴承室(200)设置在所述圆孔(410)的内壁。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述轴承室(200)的纵断面为阶梯状的环形槽结构，用于将所述保护轴承(300)外轮廓卡在所述轴承室(200)中。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述转子(100)从所述圆孔(410)的一端穿入，并从另一端穿出，所述轴承室(200)设置在圆孔(410)的另一端。
5.根据权利要求1所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述磁轴承本体(400)包括后轴向轴承铁芯(420)，所述轴承室(200)设置在该后轴向轴承铁芯(420)上。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述保护轴承(300)通过轴承盖(310)压紧在轴承室(200)中。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述轴承盖(310)通过紧固件(320)固定安装在所述磁轴承本体(400)上。
8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述转子(1)上还过盈配合有推力盘(430)，所述推力盘(430)转动嵌入于所述磁轴承本体(400)上的内腔中。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮轴向轴承组件，其特征在于，所述磁轴承本体(400)包括具有前腔体的前轴向轴承铁芯(470)和具有后腔体的后轴向轴承铁芯(420)相互碗扣形成内腔，在所述前腔体中设有前轴承线圈(480)，在所述后腔体中设有后轴承线圈(460)。
还包括安装在内腔中的磁钢(450)和轴向铁芯(6)，所述轴向铁芯(6)设置于推力盘(430)的外围，所述磁钢(450)设置于的轴向铁芯(6)。
10.一种压缩机，包括压缩机上的电机，其特征在于，还包括权利要求1-9任意一项所述的磁悬浮轴向轴承组件，其中，磁悬浮轴向轴承组件设置于所述压缩机中的电机上。
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