CN1687606A - 具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承 - Google Patents

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Abstract

具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，由静止部分和可动部分组成，静止部分包括静止外轴承体、静止斥力永磁体、导磁体、阻尼线圈；可动部分包括可动外轴承体、可动斥力永磁体、内轴承体、吸力永磁体。可动部分与静止部分对齐放置，在静止部分中，导磁体安装在静止外轴承体内部，静止斥力永磁体安装在静止外轴承体上，阻尼线圈安装在导磁体上；在可动部分中，内轴承体安装在可动外轴承体内部，可动斥力永磁体安装在可动外轴承体上，吸力永磁体安装在内轴承体上。静止斥力永磁体与可动斥力永磁体的极性相对，形成相斥状态。本发明节省了轴向传感器、控制线圈以及控制线圈所需要的功放电路，减轻了体积和重量、消除了损耗，衰减了转子的震荡，提高了系统的可靠性。

Description

具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承
所属技术领域
本发明涉及一种非接触磁悬浮轴承，特别是一种具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，可作为电机、机床等机械设备中旋转部件的无接触支撑。
背景技术
磁悬浮轴承分为主动式和被动式，主动式磁悬浮轴承是在永磁偏置基础上叠加控制线圈所产生的磁场而成的磁悬浮轴承，被动式磁悬浮轴承是只有永磁磁场而成的磁悬浮轴承。但被动式磁悬浮轴承在被支撑件发生轴向位移时容易产生位移震荡，影响了系统的可靠性，目前采用的方法是在被动式磁悬浮轴承的基础上，在轴向或径向处加一个主动控制线圈，该方法可以消除位移震荡，但这将增加了控制主动线圈电流所增加的控制器，同时在系统的轴向要设置轴向传感器。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，这种轴承无功耗、体积小、重量轻、加工制造方便、提高了系统的可靠性。
本发明的技术解决方案是：具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：该磁轴承为分装式，由静止部分和可动部分组成，静止部分与设备的固定部分相连，可动部分与设备的转动部分相连。静止部分包括静止外轴承体、静止斥力永磁体、导磁体、阻尼线圈；可动部分包括可动外轴承体、可动斥力永磁体、内轴承体、吸力永磁体。可动部分与静止部分对齐放置。静止斥力永磁体与可动斥力永磁体的极性相对，形成相斥状态。
本发明的原理是：具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承成对使用时，每个轴承的斥力使设备的旋转部分(转子)保持在两轴承的中间，并使旋转部分得到无接触支撑。当设备的旋转部分受到外部干扰时，轴承可动部分与静止部分的气隙大小将发生变化，吸力永磁体将在阻尼线圈上产生磁通变化，并产生阻尼电流，阻止旋转部分的轴向变化，使转子回到中间位置。阻尼线圈具有使转子保持静止的作用，避免转动部分的轴向震荡。
本发明与现有技术相比的优点在于：与现有主动式轴向磁悬浮轴承相比，节省轴向传感器、控制线圈以及控制线圈所需要的控制器，缩小了体积、减轻了重量、消除了损耗、提高了系统的可靠性；与现有被动式轴向磁悬浮轴承相比，本发明因加装了阻尼线圈，使转子的震荡迅速衰减，保持了系统的可靠性，省去了主动控制线圈，简化了结构。
附图说明
图1为本发明的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承截面图；
图2为本发明的带阻尼导电板的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承截面图；
图3为本发明的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承的安装示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的基本形式，该磁轴承为分装式，由固定部分和静止部分组成，固定部分与设备的静止部分相连，可动部分与设备的转动部分相连。在静止部分中，导磁体3安装在静止外轴承体1内部，静止斥力永磁体2安装在静止外轴承体1上，阻尼线圈4安装在导磁体3上；在可动部分中，内轴承体7安装在可动外轴承体5内部，可动斥力永磁体6安装在可动外轴承体5上，吸力永磁体8安装在内轴承体7上。
本发明的可动部分与静止部分对齐放置，静止斥力永磁体2与可动斥力永磁体6的极性相对，形成相斥状态。静止斥力永磁体2与可动斥力永磁体6均为圆环状磁钢，由稀土永磁材料或铁氧体永磁材料轴向充磁制成。导磁体3应是导磁性能良好的材料制成，如电工纯铁、各种碳钢、铸铁、铸钢、合金钢、1J50或1J79磁性材料。内轴承体7应为铜、铝、1Gr18Ni9Ti、塑料等非导磁材料制成。
图2是本发明的另一种结构形式，在这种结构中导磁体3不但具有良好的导磁性能，同时具有良好的导电性能，如电工纯铁、优质结构钢、铸钢、1J50或1J79，这时可省去阻尼线圈4，当设备的旋转部分受到外部干扰轴承气隙发生变化时，吸力永磁体产生的磁通，将在导磁体3中产生阻尼电流，阻止旋转部分的轴向变化，避免或减小转动部分的轴向震荡。
本发明只承受沿可动部分向静止部分的轴向力，故在使用中应成对使用，如图3所示。

Claims (6)

1、具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：该磁轴承为分装式，由静止部分和可动部分组成，静止部分由静止外轴承体(1)、静止斥力永磁体(2)、导磁体(3)、阻尼线圈(4)组成；可动部分由可动外轴承体(5)、可动斥力永磁体(6)、内轴承体(7)、吸力永磁体(8)组成；在静止部分中，导磁体(3)安装在静止外轴承体(1)内部，静止斥力永磁体(2)安装在静止外轴承体(1)上，阻尼线圈(4)安装在导磁体(3)上；在可动部分中，内轴承体(7)安装在可动外轴承体(5)内部，可动斥力永磁体(6)安装在可动外轴承体(5)上，吸力永磁体(8)安装在内轴承体(7)上。
2、根据权利要求1所述的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述的可动部分与静止部分对齐放置，静止斥力永磁体(2)与可动斥力永磁体(6)的极性相对，形成相斥状态。
3、根据权利要求1或2所述的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述的静止斥力永磁体(2)与可动斥力永磁体(6)为圆环状磁钢，由稀土永磁材料或铁氧体永磁材料轴向充磁制成。
4、根据权利要求1所述的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述的导磁体(3)应是导磁性能良好的材料制成。
5、根据权利要求1所述的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述的内轴承体(7)应为非导磁材料制成。
6、根据权利要求1所述的具有阻尼作用的被动式轴向磁悬浮轴承，其特征在于：所述的导磁体(3)材料同时具有良好的导磁性能和良好的导电性能时，不加阻尼线圈(4)。
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