CN204025337U - 一种双支撑磁悬浮轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双支撑磁悬浮轴承，包括电机转轴、轴承套、变频电机定子、磁悬浮电机转轴支撑；所述变频电机定子沿轴承套内周边设置，变频电机定子沿轴向设有中心孔；电机转轴位于轴承套内、并从变频电机定子中心孔穿过；磁悬浮电机转轴支撑设在轴承套内、且沿电机转轴外围设置；磁悬浮电机转轴支撑包括从变频电机定子到电机转轴一端依次设置的轴向磁悬浮轴承对、第一内侧径向磁悬浮轴承对和第一外侧径向磁悬浮轴承对；磁悬浮电机转轴支撑还包括从变频电机定子到电机转轴另一端依次设置的第二内侧径向磁悬浮轴承对和第二外侧径向磁悬浮轴承对。本实用新型采用的双支撑转换能够避开系统的固有频率从而大大提高了系统运动的平稳性。

Description

一种双支撑磁悬浮轴承

技术领域

本实用新型涉及一种双支撑磁悬浮轴承，属于磁悬浮技术应用领域。

背景技术

双支撑磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空间、使转子与定子之间实现无机械摩擦支承的一种新型高性能轴承，是典型的机电一体化高科技产品，其研究内容涉及到机械学、转子动力学、电磁学、电子学、控制理论和计算机科学等多学科的知识。磁力轴承技术研究及其在众多工业领域内的应用，是对传统支承技术的一场全新革命。

双支撑磁悬浮轴承由于没有机械接触，具有传统轴承无法比拟的优越性能：由于没有机械摩擦和磨损，所以降低了工作能耗和噪声，延长了使用寿命；动力损失小，便于应用在高速运转场合：由于不需要润滑和密封系统，排除了污染，可应用于真空超净，腐蚀性介质以及极端温度和压力等特殊工作环境。

但现有技术中的双支撑磁悬浮轴承存在结构不紧凑、平稳性差、寿命短且工作效率低的缺陷。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种双支撑磁悬浮轴承。

技术方案：为解决现有技术中的双支撑磁悬浮轴承存在结构不紧凑、平稳性差、寿命短且工作效率低的缺陷，本实用新型的技术方案是：

一种双支撑磁悬浮轴承，包括电机转轴、轴承套、变频电机定子、磁悬浮电机转轴支撑；所述变频电机定子沿轴承套内周边设置，变频电机定子沿轴向设有中心孔；电机转轴位于轴承套内、并从变频电机定子中心孔穿过；磁悬浮电机转轴支撑设在轴承套内、且沿电机转轴外围设置；

磁悬浮电机转轴支撑包括从变频电机定子到电机转轴一端依次设置的轴向磁悬浮轴承对、第一内侧径向磁悬浮轴承对和第一外侧径向磁悬浮轴承对；磁悬浮电机转轴支撑还包括从变频电机定子到电机转轴另一端依次设置的第二内侧径向磁悬浮轴承对和第二外侧径向磁悬浮轴承对。

上述沿轴向指沿电机转轴的轴向。

工作时，电机转轴靠磁悬浮电机转轴支撑提供的力悬浮。

工作原理：上述的轴向磁悬浮轴承对负责电机转轴轴向方向的支撑；第一、第二内侧径向磁悬浮轴承对及第一、第二外侧径向磁悬浮轴承对在电机转轴达到转换转速时完成支撑转换，即电机转轴在转速不断增加的过程中，首先由第一、第二内侧径向磁悬浮轴承对加电单独提供支撑，当达到转换转速时，第一、第二外侧径向磁悬浮轴承对加电，稳定后，第一、第二内侧径向磁悬浮轴承对断电，最后由第一、第二外侧径向磁悬浮轴承对单独支撑。

上述双支撑磁悬浮轴承，结构紧凑、平稳性好、寿命长且工作效率高。

上述双支撑磁悬浮轴承，还包括设在轴承套内的两对保护轴承对，两对保护轴承对分别设在电机转轴的两端、并分别位于第一外侧径向磁悬浮轴承对和第二外侧径向磁悬浮轴承对的外侧。

上述第一外侧径向磁悬浮轴承对与第一内侧径向磁悬浮轴承对相向的一侧为内侧，另一侧为外侧。

在双支撑磁悬浮轴承正常工作期间，保护轴承对与电机转轴之间并不接触，当突然断电或磁悬浮轴承系统失控时，保护轴承对起临时支承高速旋转的电机转轴的作用，以防止电机转轴与变频电机定子相碰撞而毁坏整个磁轴承系统。当磁悬浮轴承不工作时，电机转轴会落在保护轴承对上，而且保护轴承对无论在径向还是在轴向都对电机转轴起到保护作用。

上述双支撑磁悬浮轴承，还包括编码器和联轴器，编码器通过联轴器与电机转轴一端端部连接。

上述的编码器通过联轴器与电机转轴连接负责检测电机转轴的转速。

上述双支撑磁悬浮轴承，还包括设在轴承套内、且沿电机转轴周向设置的第一电涡流位移传感器。

上述双支撑磁悬浮轴承，还包括设在电机转轴端部的第二电涡流位移传感器。

上述的第一、第二电涡流位移传感器分别负责检测电机转轴在转动过程中的径向、轴向位移变化。

本实用新型未提及的技术均为现有技术。

本实用新型双支撑磁悬浮轴承所采用的双支撑转换能够避开系统的固有频率从而大大提高了系统运动的平稳性；且结构紧凑、寿命长，工作效率高。

附图说明

图1为双支撑磁悬浮轴承结构示意图；

图中，1第一内侧径向磁悬浮轴承对、2第一外侧径向磁悬浮轴承对、1’第二内侧径向磁悬浮轴承对、2’第二外侧径向磁悬浮轴承对、3轴向磁悬浮轴承对、4第一电涡流位移传感器、4’第二电涡流位移传感器、5编码器、6电机转轴、7变频电机定子、8联轴器、9保护轴承对、10轴承套。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1所示的双支撑磁悬浮轴承，包括电机转轴6、轴承套10、变频电机定子7、磁悬浮电机转轴6支撑、保护轴承对9；所述变频电机定子7沿轴承套10内周边设置，变频电机定子7沿轴向设有中心孔；电机转轴6位于轴承套10内、并从变频电机定子7中心孔穿过；磁悬浮电机转轴6支撑设在轴承套10内、且沿电机转轴6外围设置；

磁悬浮电机转轴6支撑包括从变频电机定子7到电机转轴6一端依次设置的轴向磁悬浮轴承对3、第一内侧径向磁悬浮轴承对1和第一外侧径向磁悬浮轴承对2；磁悬浮电机转轴6支撑还包括从变频电机定子7到电机转轴6另一端依次设置的第二内侧径向磁悬浮轴承对1’和第二外侧径向磁悬浮轴承对2’；保护轴承对9设在轴承套10内、且有两对，分别设在电机转轴6的两端、并分别位于第一外侧径向磁悬浮轴承对2和第二外侧径向磁悬浮轴承对2’的外侧。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：双支撑磁悬浮轴承，还包括编码器5和联轴器8，编码器5通过联轴器8与电机转轴6一端端部连接。

实施例3

与实施例2基本相同，所不同的是：双支撑磁悬浮轴承，还包括设在轴承套10内、且沿电机转轴6周向设置的第一电涡流位移传感器4及设在电机转轴6端部的第二电涡流位移传感器4’。

下表是采用实施例1-3中的轴承采用差动变压器式位移传感器静态标定装置与磁悬浮轴承系统试验台，进行跳动位移、灵敏度和线性度试验的数据。

	实施例1	实施例2	实施例3
				跳动位移	21.5μm	15.6μm	1.0μm
灵敏度	20.7mv/μm	18.5mv/μm	10.8mv/μm
				线性度	1.05％	0.95％	0.78％

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种双支撑磁悬浮轴承，其特征在于：包括电机转轴(6)、轴承套(10)、变频电机定子(7)、磁悬浮电机转轴(6)支撑；所述变频电机定子(7)沿轴承套(10)内周边设置，变频电机定子(7)沿轴向设有中心孔；电机转轴(6)位于轴承套(10)内、并从变频电机定子(7)中心孔穿过；磁悬浮电机转轴(6)支撑设在轴承套(10)内、且沿电机转轴(6)外围设置；

磁悬浮电机转轴(6)支撑包括从变频电机定子(7)到电机转轴(6)一端依次设置的轴向磁悬浮轴承对(3)、第一内侧径向悬磁浮轴承对(1)和第一外侧径向悬磁浮轴承对(2)；磁悬浮电机转轴(6)支撑还包括从变频电机定子(7)到电机转轴(6)另一端依次设置的第二内侧径向悬磁浮轴承对(1’)和第二外侧径向悬磁浮轴承对(2’)。

2.如权利要求1所述的双支撑磁悬浮轴承，其特征在于：还包括设在轴承套(10)内的两对保护轴承对(9)，两对保护轴承对(9)分别设在电机转轴(6)的两端、并分别位于第一外侧径向悬磁浮轴承对(2)和第二外侧径向悬磁浮轴承对(2’)的外侧。

3.如权利要求1或2所述的双支撑磁悬浮轴承，其特征在于：还包括编码器(5)和联轴器(8)，编码器(5)通过联轴器(8)与电机转轴(6)一端端部连接。

4.如权利要求1或2所述的双支撑磁悬浮轴承，其特征在于：还包括设在轴承套(10)内、且沿电机转轴(6)周向设置的第一电涡流位移传感器(4)。

5.如权利要求4所述的双支撑磁悬浮轴承，其特征在于：还包括设在电机转轴(6)端部的第二电涡流位移传感器(4’)。