CN208316449U - 磁悬浮轴承绕组固定结构及轴向磁悬浮轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种磁悬浮轴承绕组固定结构及轴向磁悬浮轴承，涉及轴承技术领域，解决了现有磁悬浮轴承绕组固定结构复杂、安装效率低的技术问题。磁悬浮轴承绕组固定结构包括绕组、定子铁芯和绝缘体，绕组与绝缘体位于定子铁芯上的安装槽内，绝缘体能防止绕组与定子铁芯形成电连接，且绕组在绝缘体的附着力或弹力的作用下固定在安装槽内。采用绝缘体来固定绕组，与传统固定方式相比省去了轴承骨架、绑扎带和螺钉，结构简化，减少了加工和制作的工序，自动化程度和安装效率提高；而且，由于省去了轴承骨架，减少了绕组与定子铁芯之间的热阻，绕组的散热效果更好，提高了漆包线的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及轴承技术领域，尤其是涉及一种磁悬浮轴承绕组固定结构及轴向磁悬浮轴承。
背景技术
磁悬浮轴承是利用可控电磁场将转子稳定悬浮于预先给定的位置。由于转子和定子不存在机械接触，因此磁悬浮轴承具有无机械磨损、无需润滑的优点，被广泛应用于各种高速、真空和超净的环境中。
一般的，现有的轴向磁悬浮轴承结构比较复杂，装配工序较为繁琐，制作时合格率较低，生产时自动化程度不够高，其具体结构如图1和图2所示，图中1'为轴向铁芯、2'为绝缘漆、3'为绑扎带、4'为轴向轴承绕组、5'为十字螺钉、6'为轴向轴承骨架、7'为转轴、8'为出线孔、9'为止推轴承。这种技术的制作工艺流程是：首先在轴向轴承骨架6'上绕好轴向轴承绕组4'，用绑扎带3'绑扎，然后浸漆、放入烤箱烘干，再将其嵌入轴向轴承铁芯1'的槽后用螺钉锁紧，最后往槽内滴漆再烘干；其制作工序多，零件相对较多，工艺较为繁琐，制作周期长，且合格率较低，轴向骨架在绕线、浸漆、烘干的工序过程中骨架容易变形，使骨架与铁芯存在干涉而导致无法安装，且由于骨架变形量不易控制，有些工序必须由手工完成，安装效率低；且轴承骨架与铁芯之间会存在空气，不利于绕组的散热。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮轴承绕组固定结构及轴向磁悬浮轴承，以解决现有技术中存在的磁悬浮轴承绕组固定结构复杂、安装效率低的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供的一种磁悬浮轴承绕组固定结构，包括绕组、定子铁芯和绝缘体，所述定子铁芯上设置有绕组安装槽，所述绕组与所述绝缘体位于所述安装槽内，所述绝缘体介于所述绕组与所述安装槽的内壁之间并能防止所述绕组与所述定子铁芯形成电连接，且所述绕组在所述绝缘体的附着力或弹力的作用下固定在所述安装槽内，所述绕组的引线穿过所述绝缘体引出所述安装槽。
可选地，所述绝缘体包括绝缘本体和封合体，所述绝缘本体附着于或以过盈方式固定于所述安装槽内，且所述封合体覆盖于所述绝缘本体的开口处。
可选地，所述绝缘本体呈环状，且其横截面为U形。
可选地，所述绝缘体为塑封体，且所述塑封体注塑于所述安装槽内。
可选地，所述绝缘体为弹性体，所述弹性体与所述定子铁芯过盈配合。
可选地，所述安装槽的横截面呈梯形，且所述梯形的底角为锐角。
可选地，所述梯形为等腰梯形。
可选地，所述定子铁芯上开设有出线孔，所述绕组的引线由所述出线孔引出所述安装槽。
可选地，所述出线孔的数量为一个。
本实用新型提供的一种轴向磁悬浮轴承，包括上述的磁悬浮轴承绕组固定结构。
本实用新型提供的一种磁悬浮轴承绕组固定结构及轴向磁悬浮轴承，采用绝缘体来固定绕组，与传统固定方式相比省去了轴承骨架、绑扎带和螺钉，结构简化，减少了加工和制作的工序，自动化程度和安装效率提高；而且，由于省去了轴承骨架，减少了绕组与定子铁芯之间的热阻，绕组的散热效果更好，提高了漆包线的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术轴向磁悬浮轴承的剖视结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大结构图；
图3是本实用新型实施例所提供的轴向磁悬浮轴承的剖视结构示意图；
图4是本实用新型实施例轴向磁悬浮轴承定子铁芯的剖视结构示意图；
图5是图4中定子铁芯的安装槽内附着绝缘本体后的结构图；
图6是在图5中绝缘本体内放置绕组后的结构图；
图7是绝缘本体的开口用封合体封口后的示意图；
图8是利用绝缘体的弹力将绕组固定于安装槽内的结构示意图；
图9是图8中B部分的局部放大示意图。
图1和图2中：1'、定子铁芯；2'、绝缘漆；3'、绑扎带；4'、轴向轴承绕组；5'、十字螺钉；6'、轴承骨架；7'、转轴；8'、出线孔；9'、止推轴承；
图3至图9中：1、定子铁芯；11、安装槽；2、绝缘体；21、绝缘本体；22、封合体；3、绕组；4、转轴；5、出线孔；6、止推轴承。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
本实用新型提供了一种轴向磁悬浮轴承绕组固定结构，包括绕组3、定子铁芯1和绝缘体2，定子铁芯1上设置有绕组安装槽11，绕组3与绝缘体2位于安装槽11内，绝缘体2介于绕组3与安装槽11的内壁之间并能防止绕组3与定子铁芯1形成电连接，且绕组3在绝缘体2的附着力或弹力的作用下固定在安装槽11内，绕组3的引线穿过绝缘体2引出安装槽11。
采用绝缘体2来固定绕组3，与传统固定方式相比省去了轴承骨架6'、绑扎带3'和螺钉5'，结构简化，减少了加工和制作的工序，自动化程度和安装效率提高；而且，由于省去了轴承骨架6'，减少了绕组3与定子铁芯1之间的热阻，绕组3的散热效果更好，提高了漆包线的使用寿命。
作为可选地实施方式，绝缘体2包括绝缘本体21和封合体22，绝缘本体21附着于或以过盈方式固定于安装槽11内，且封合体22覆盖于绝缘本体21的开口处。
安装时先将绝缘本体21附着或以过盈方式固定于安装槽11内，将绕组3放置于内，再将封合体22覆盖在绝缘本体21的开口处，以将绕组3固定在定子铁芯1的安装槽11内。
作为可选地实施方式，绝缘本体21呈环状，且其横截面为U形。
绝缘本体21横截面为U形，便于由绝缘本体21的开口处放置绕组3以及用封合体22封口，以便方便地将绕组3封合在绝缘体2内。
作为可选地实施方式，如图7所示，绝缘体2为塑封体，且塑封体注塑于安装槽11内。塑封体应具备绝缘性能好，散热性能佳，机械性能好的特点，可采用BMC塑料、PBT塑料或PA66塑料等热塑性塑料，在本实施方式中采用BMC塑料进行注塑。
作为可选地实施方式，如图8所示，绝缘体2为弹性体，弹性体与定子铁芯1过盈配合。
利用自身的回弹力，弹性体以过盈配合的方式固定在安装槽11内，同时将绕组3固定在安装槽11内，安装简单，工序少。
弹性体可采用橡胶制造，也可采用其他绝缘性、导热性好的弹性材质制造。
封合体22亦通过过盈配合的方式固定于绝缘本体21的开口处。
为了增加装配的可靠性，如图9所示，弹性绝缘本体21的上沿处具有向安装槽11的槽口渐缩的过渡部，对应地，弹性封合体22横截面为底角为锐角的梯形，从而防止封合体22从绝缘本体21的开口处脱落。
作为可选地实施方式，安装槽11的横截面呈梯形，且梯形的底角为锐角。
梯形安装槽11的底角为锐角，能够增加绝缘体2与定子铁芯1的安装牢靠性，防止运行时铁芯与止推轴承6轴向发生碰撞导致的绕组3由安装槽11脱落，提高了磁悬浮轴承整体的稳定性和可靠性。
作为可选地实施方式，梯形为等腰梯形，参见图4。
安装槽11设置为等腰梯形，左右对称的等腰梯形，不论工艺还是受力都是最合理的。
作为可选地实施方式，定子铁芯1上开设有出线孔5，绕组3的引线由出线孔5引出安装槽11。
作为可选地实施方式，出线孔5的数量为一个。
现有技术由于是在轴承骨架6'上绕线，绕制完成后线圈高度变大，绕组4'的两个引出线有一定距离，定子铁芯1'的出线孔8'必须开设两个；而本实用新型去掉轴承骨架6'后绕组3是在绕线模上绕好后取下的，两个引出线能够移动到一起放入出线孔5，因此一个出线孔5即可，减少了定子铁芯1的加工工序，效率提高。
本实用新型提供的如图3所示的一种轴向磁悬浮轴承，包括上述的磁悬浮轴承绕组固定结构。去掉轴承骨架6'后，减少了加工制作的工序，提高轴向磁悬浮轴承制作的合格率，由于热阻变小，还改善了绕组3的散热效果，提高了轴承的可靠性。
绕组3的固定，可采用塑封方式或通过弹性体的弹力过盈配合安装。
其中，塑封结构轴向磁悬浮轴承的装配，包括以下步骤：
将漆包线绕制于绕线模上制成绕组3；由于绕组3匝数较多，从绕线模上拆下时应注意保持线圈的整齐，也可在取下时用细线绑扎线圈以防松散。
如图4所示，将定子铁芯1铣出横截面为等腰梯形的安装槽11，且槽顶窄、槽底宽，并在安装槽11的槽底加工一个出线孔5，用于引出线的接出；然后将出线孔5用填塞柱堵住，且使填塞柱的高度略高于安装槽11的槽底，本实施方式中填塞柱是光滑的小圆柱。
将定子铁芯1预热到300℃左右，使得注塑塑料层时塑料的流动性更好，与定子铁芯1结合更紧密，避免了注塑不满胶或开裂。
将预热后的定子铁芯1放入热压模，在安装槽11的槽壁上压注一层BMC塑料层，待定子铁芯1冷却后将填塞柱取出，压注完成后定子铁芯1结构如图5所示。
将绕组3下入注塑后的安装槽11内，把绕组3的引出线从出线口引出，并在出线孔5涂满硅胶，并使绕组3在安装槽11内均匀分布，保证绕组3高度低于安装槽11的槽高，下线完成后如图6所示。
将下完线的轴向轴承预热至90℃-100℃，放入热压模中，将BMC塑料预热到60℃左右放入加料室中，然后靠柱塞把BMC塑料压进安装槽11内，如图7所示，完成轴向轴承绕组3的塑封。
本实用新型采用绝缘体2将绕组3固定于定子铁芯1的安装槽11内，与传统方式相比，去掉轴承骨架6'后，提高了磁悬浮轴承定子的合格率，减少了加工和制作的工序，解决了制作工艺繁琐的问题，且能实现半自动化生产；而且改善了绕组3的散热，减小漆包线的温升，提高了漆包线的使用寿命。采用梯形安装槽11，提高磁悬浮轴承整体结构的稳定性，防止线圈松脱，从而避免因线圈松脱导致的绕组3和止推轴承6相互磨擦，能够避免因绕组3松脱导致的磁悬浮电机运行失稳、磁悬浮轴承烧毁等不利后果。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，包括绕组(3)、定子铁芯(1)和绝缘体(2)，所述定子铁芯(1)上设置有绕组安装槽(11)，所述绕组(3)与所述绝缘体(2)位于所述安装槽(11)内，所述绝缘体(2)介于所述绕组(3)与所述安装槽(11)的内壁之间并能防止所述绕组(3)与所述定子铁芯(1)形成电连接，且所述绕组(3)在所述绝缘体(2)的附着力或弹力的作用下固定在所述安装槽(11)内，所述绕组(3)的引线穿过所述绝缘体(2)引出所述安装槽(11)。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述绝缘体(2)包括绝缘本体(21)和封合体(22)，所述绝缘本体(21)附着于或以过盈方式固定于所述安装槽(11)内，且所述封合体(22)覆盖于所述绝缘本体(21)的开口处。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述绝缘本体(21)呈环状，且其横截面为U形。
4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述绝缘体(2)为塑封体，且所述塑封体注塑于所述安装槽(11)内。
5.根据权利要求1或2所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述绝缘体(2)为弹性体，所述弹性体与所述定子铁芯(1)过盈配合。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述安装槽(11)的横截面呈梯形，且所述梯形的底角为锐角。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述梯形为等腰梯形。
8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述定子铁芯(1)上开设有出线孔(5)，所述绕组(3)的引线由所述出线孔(5)引出所述安装槽(11)。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮轴承绕组固定结构，其特征在于，所述出线孔(5)的数量为一个。
10.一种轴向磁悬浮轴承，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的磁悬浮轴承绕组固定结构。
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