CN220134440U - 一种润滑与密封一体化轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种润滑与密封一体化轴承，包括：外套、圆盘、密封结构，外套内表面上设有外套密封励磁体，圆盘由内圆盘和外圆盘构成，在圆盘上沿圆周设有均布的圆盘流道，圆盘流道的进流口设在外圆盘内圆处的侧面上，圆盘流道的出流口设在外圆盘的外圆面上，在轴承的非承载区域内的外套上设有外套卸压流道，外套卸压流道的进流口设在外套的内圆面上并与圆盘流道的出流口对应，外套卸压流道的出流口设在外套的内侧面上并与圆盘流道的进流口对应，轴承内加注有磁流体润滑剂；在外套内表面与圆盘外表面之间设有定位支撑结构；密封结构是磁流体密封结构。该轴承承载能力强，刚度高，功耗小，自密封能力强。

Description

一种润滑与密封一体化轴承

技术领域

本发明涉及轴承及其密封领域，特别是涉及磁流体密封，磁力悬浮、流体静压悬浮的一体化的轴承，以及做为自支撑旋转集电环或自支撑密封件的应用。

背景技术

一台旋转机械大都需要轴承和密封，密封包括对轴承本体的润滑油的密封和轴承与机械设备内腔、外部的密封，机械设备的轴承和密封元件一般都是分立的，这就需要较大的轴向安装尺寸，同时轴承和密封元件会分别产生摩擦损耗。

目前在机械旋转支承系统中，提高轴承和密封的可靠性、寿命和轴承的承载能力等性能仍然是降低设备停机维修率，提高设备运行可靠性的重要问题之一，轴承的润滑、密封、冷却效果等都是影响这些性能的关键因素，而且这些因素又是相互关联、相互影响的。

工业实践和业内专家的计算、实验数据表明，普通滚动轴承在一般旋转机械故障中占比到30%~60%。其中，在电机中轴承成本仅占1%左右，但故障占电机故障比例45%~60%，绕组失效占20%；在齿轮箱中轴承的失效占19%；在风电机组故障中齿轮箱失效占12%，而其中50%为轴承失效。因机械密封泄漏而停机的约占维修设备总量的50%左右；其中离心泵故障中密封占到50%~70%，离心泵大约有70%的维修费是用于处理轴承和密封故障。

一般机械接触式密封的功率损耗经常大于轴承的摩擦功率损耗，特别是经过长时间运行后密封处的润滑油泄漏或干枯，密封功耗会急剧增加，并很快造成密封失效。例如某泵采用填料密封轴封所消耗功率占轴功率的10%，而普通轴承损耗占轴功率的2%~2.5%。磁悬浮轴承仅为传统滚动轴承或滑动轴承的1/10~1/5。

从这些数据中可以看出，降低轴承和密封的失效率和摩擦功耗对于提高设备运行的可靠性，降低停机率和降低能耗意义十分重大。

轴承和密封的种类繁多，各有其优缺点：

一、普通动压轴承

普通动压滚动轴承和动压滑动轴承，结构简单，成本低，承载能力强和刚度高。

当普通滚动和滑动轴承润滑不良时，会出现部分油膜润滑或干摩擦，轴承很快损坏。当轴承密封不良时，会造成润滑剂泄漏，轴承干枯，损耗增加，温度升高，致使轴套的滑动面或滚动面出现表面层被剥离现象，轴承失效。例如现有自带密封盖的轴承，外套与密封端盖之间留有间隙，需要采用高粘度润滑脂润滑，如采用低粘度润滑油润滑会产生泄漏。当轴承传热或冷却不良时，轴承滑动或滚动面之间的摩擦损耗及密封件的摩擦损耗会造成润滑剂温度不断升高，粘度不断降低，油膜厚度不断减小，承载能力不断降低，干摩擦程度不断增加，最终轴承失效。

对于轻载、低速运行环境，一般采用普通滚动或滑动轴承，且一般都采用高粘度的润滑脂润滑，在低速、低温工况下不易产生润滑脂泄漏和抛甩，但会大大增加摩擦损耗。对于重载、高速或工作环境温度高的场合，采用普通轴承需要额外加装密封装置。当采用接触式密封件时，密封摩擦损耗有时远大于轴承本体的摩擦损耗，而且密封件磨损快，极易失效，润滑油容易泄漏。当采用非接触式密封结构时，一般是采用损耗低的低粘度润滑油的“无密封的回油润滑系统”，例如：带甩油绳（环）的轴承、喷油润滑的轴承等，这些采用低粘度润滑油润滑的轴承，摩擦损耗小、冷却散热效果好，但需要设置储油腔和甩油环或在轴承本体外部设置泵油、回油和接收油系统。设置的储油腔和甩油环或泵油、回油和接油系统又造成了系统复杂，占用空间大，成本高，增加泵油能耗等问题。

二、陶瓷轴承

陶瓷种轴承的优点是耐高温、绝缘、耐腐蚀等，但纯陶瓷轴承耐冲击震动性能差，脆性大，耐杂质性差，承载能力低，加工困难，大型陶瓷轴承制造及其困难。当采用混合陶瓷轴承（仅滚动球是陶瓷材料）需要加润滑油润滑时，密封困难，润滑脂在高温时易于泄漏。当所安装的设备需要密封时，需要单独加装密封装置。

三、液体静压轴承

液体静压轴承是依靠外部供油系统供给压力油，通过节流阀进入轴承的油腔中，形成具有足够压力的润滑油膜将轴颈浮起，保证了轴颈在任何转速下和预定载荷下都与轴承处于完全液体摩擦的状态。其优点是纯液体摩擦，摩擦阻力小，功耗低，传动效率高，具有良好的抗震性，寿命长，承载能力可调等特点。其缺点是：需要额外增加一套可靠的供油、回收油装置和复杂的控制回路，增加了设备空间和重量，油泵系统也额外增加了运行损耗等。

四、磁流体轴承

磁性流体轴承是采用磁性流体润滑剂的一种轴承，具有润滑、承载和一定的自密封能力。

磁性流体是一种既具有液态流体特性，又具有一定固体磁性材料的电磁特性的稳定悬浮液。磁性流体由磁性粒子、表面活性剂以及基载液组成，它根据磁性流体载液的不同，分为水基、有机载液基、液态金属基等，其中液态金属基又分为水银基、镓基合金基等。人们有时将磁性流体简称为磁流体。

现有磁性流体轴承，一般由轴承内套、外套、励磁磁体、灌注在轴套与转轴之间的磁性流体等组成，外套装在内套上，励磁磁体设在外套上，内套的直径即轴颈的直径与转轴的直径基本相同。中国知网上的一篇论文《磁流体轴承研究现状及其在高速铁路领域的应用展望》中指出：由于磁性粒子的径向尺寸只有5~10纳米,比轴承间隙小3-4个数量级，因此他们不会受到磨损,而且磁性流体润滑剂有极小的摩擦因数，摩擦损耗极小；由于励磁体的磁场与磁性流体之间作用，使得磁流体轴承在静止和低速时具有一定的自密封性能，不会发生泄漏，同时外面的污染物一般无法进入轴承内部间隙，可以保持油膜润滑，不需外供润滑油子系统和其它机械密封子系统。中国知网上的另一篇论文《磁流体润滑滑动轴承的研制和性能研究》中的实验结果指出：磁性流体润滑轴承在磁场的作用下，其在水平方向和竖直方向的油膜厚度都大于30号机油的厚度，说明磁流体润滑轴承的承载能力大于同等条件下的30号机油润滑轴承的承载能力，而且磁流体润滑的摩擦力小于相同条件下的传统轴承的摩擦力。中国知网上的再一篇论文《均匀磁场中铁磁流体润滑的轴颈轴承》中的计算和实验结果表明：当均匀外加磁场强度从0增加到0.12MA/m时，在高剪切速率下铁磁流体润滑膜的承载能力提高25%，而在低剪切速率下，承载能力提高35%。因此，磁流体轴承具有密封性能好、承载能力高、损耗少、体积小、防震能力强、回转精度高、噪声低、适合高速运转的特点。

近几年，基于磁性流体技术在旋转支撑、密封、润滑及冷却方面的应用得到了不断发展，但由于现有磁流体轴承仍然存在结构性缺陷和不足，如：在高速、重载情况下转轴或轴套会对磁流体会产生很大的离心力，从而使磁流体在轴颈的两端面处产生抛甩泄漏、油膜破坏、温度上升、承载能力下降、密封能力降低、永磁励磁体退磁等问题。因此磁性流体轴承及其相关应用仍然存在不少需要解决的问题：

（1）为了提高承载能力和润滑性能，人们采用磁流体作为润滑剂的同时，还利用励磁磁场对磁流体中磁性粒子的聚集并产生张力的作用，提高承载能力。但对比文件1（CN202010343564.0）的“一种磁性流体轴承”，由于其轴承内轴颈对励磁永磁体会产生磁路短路，造成永磁体的磁场对磁流体的磁化吸附作用大大降低，承载能力比预想的要小的多。该文献对其冷却散热主要靠涡轮风扇进行，但涡轮风扇所安装的位置无法形成空气换流，对提高散热效果是极其有限的；在高速、高温时，油膜会被破坏，磁流体粘度下降，永磁体退磁失效，其承载能力和润滑性能会下降或失效。对比文件2（CN201711483127.3）的“磁流体滑动轴承”，由于其锥形轴承内套和轴承外套都是导磁材料，励磁线圈产生的磁场方向是轴向的，经过磁性流体的径向磁通很少，因此，磁场对磁流体的激磁作用很小，承载能力并不高。要提高对磁流体的激磁作用，即提高承载能力，必须采用很大的励磁电流，这又造成能耗增加及轴承温度升高。另外，其锥形轴承内套两侧的唇形密封圈和转轴采用陶瓷材料时对磁回路会产生很大的磁阻。尽管磁流体轴承能提高一定的承载能力，但在重载条件下仍不能满足对承载能力的要求。

（2）磁流体密封轴承，一般是在轴承的一侧或两侧设置磁流体密封装置，包括对轴承内润滑剂的密封和对轴承外部的隔离密封。磁流体密封处的磁流体只受磁场力，不承受载荷力，载荷由支撑轴承承受。对比文件3（CN202110098974.8）的“一种磁流体密封轴承”是一种典型的结构，轴承的磁流体密封部分在轴承的一侧，轴承的承载、润滑部分在另一侧，承载区域和密封区域是分离开的；该发明的优点是可实现零泄漏密封，缺点是轴向尺寸较大。对比文件4（专利号CN201711031588.7）的“一种新型的阶梯式磁流体密封装置”能够有效地防止磁流体抛甩泄漏，确保密封效果，但该发明只是用于密封，无承载功能、目的和效果。

此外，轴承技术与密封技术属于两个不同的技术领域，尽管磁流体密封和磁流体轴承都是主要由外套、内套或轴颈、磁势源组成，但两者的功能、作用和使用目的不同。而且一般轴承需要设置耐磨衬套或轴瓦，密封需要设置支撑装置。两者的外套与内套之间的间隙尺度不同，磁流体密封的平均间隙尺度在0.05mm~0.2mm时密封能力较好，随间隙的增大密封能力减小，密封间隙与轴颈尺寸关系不大，密封间隙与磁场强度、轴颈波动变形量、齿槽相关尺寸、装配条件有关。而轴承的内套与外套之间的平均间隙c与轴颈半径r的大小有关，一般用间隙比ψ=c/r来定义，ψ的范围在0.0001~0.003之间，一般半径r越大，ψ值越大，转速越大，ψ值越大，轴承精度要求越高，ψ值越小，载荷越大，ψ值越小。

（3）对于高速、重载的磁流体轴承会严重发热，没有冷却时，永磁体会出现退磁，磁流体会被稀化，从而造成承载能力、密封能力和润滑性能大大下降。为了解决磁流体轴承的冷却散热，人们采取了各种不同的方法，例如：对比文件5（专利号为CN03228086.6）的“磁流体滑动轴承散热风扇”，冷却散热是靠在轮毂上外加风扇实现的。又如：上述对比文件2（专利号为CN201711483127.3）的“磁流体滑动轴承”和对比文件6（专利号为CN201810312388.7）的“一种磁流体滑动轴承”，都没有冷却散热结构和措施，热量经过油基磁性流体传导，导热系数较低，冷却效果差。再如：对比文件7（中国专利申请号为CN200820155225.4）的“磁流体冷却结构及相应的磁流体密封装置”，是靠外部泵送冷却液冷却磁流体及永磁体的。

（4）为了综合解决轴承的密封、润滑、承载、冷却等方面的问题，本发明人提供了若干技术方案，例如对比文件8（中国专利申请号为CN202111453492.6）的“一种磁性流体轴承”，及对比文件9（中国专利申请号为CN202210187674.1）的“一种轴承”，这些技术方案的结构在样机实验时仍发现存在如下缺陷和不足：①当存在轴向不平衡力或装配内套或圆盘不能保证居中时，由于无轴向和径向定位支撑，轴承的内套或圆盘会被励磁体吸附到一侧，造成摩擦损耗急剧增加。当“在外套的筒体的内圆面上与泵轮的盖板的外圆面上，或在外套的端盖的内侧端面上与泵轮的盖板的外侧端面上开设有环形滚动沟槽，环形滚动沟槽内设有滚动体，滚动体上设有保持架。”时，由于保持架要有一定宽度和厚度，不仅造成外套的内表面与泵轮的盖板之间的间隙大小远远超过了密封齿槽所需要的间隙大小和磁流体短路，大大降低了磁流体的密封能力，而且，还增加了保持架与钢球之间的摩擦损耗。②对比文件9中采用磁流体密封结构时，泵轮上的流道的进流口设在内轮毂外圆面与圆盘侧面齿槽的内圆面之间，泵轮两侧的轴向流道的两个进流口连通，造成泵轮轴向两侧密封结构失效或一侧密封失效，失去了泵轮侧面与外套之间的齿槽与磁流体的密封作用，大大降低了密封能力，只能用于低压或无压差状态。③对比文件9中，外套的承载区和非承载区均设有流道，使得泵轮对润滑剂产生的离心力在承载区和非承载区各对应点上基本大小相等，方向相反，起不到提高对负载的承载能力的作用，且该技术方案所设置的流道主要目的是为了提高散热能力，而不是为了提高承载能力。

五、磁悬浮轴承

磁悬浮轴承属于非接触轴承，磁悬浮轴承本身无需润滑剂，因而磁悬浮轴承本身也无需密封，磁悬浮轴承本体也没有密封能力。但为其配套的保护轴承需要润滑、密封。而且，当所使用磁悬浮轴承的设备存在内外较大压差并需要隔离时，设备上还是需要额外增加密封结构。此外，被动磁悬浮轴承无法实现六个自由度的稳定悬浮，且受磁场强度和磁路饱和的影响其刚度较低，承载能力较小；主动磁悬浮轴承需要复杂的电磁控制系统和安装保护轴承，结构复杂，成本高昂。此外纯磁悬浮轴承，在运行时，由于转子的共振，转轴的弯曲，加工精度不够等因素的影响，经常会出现转子与轴承定子、机匣之间发生碰撞，造成稳定性降低，损耗增加。

对比文件10（专利号201410190835.8）的“三角形截面永磁环构成的Halbach锥形永磁轴承”、对比文件11（中国专利申请号CN202220748731.4）的“一种磁悬浮轴承”和对比文件12（中国专利申请号CN202110142688.7）的“一种磁悬浮密封轴承”，这些都属于纯粹的被动磁悬浮轴承，由于磁场强度的限制和磁路饱和的影响，其刚度较低，承载能力较低，抗冲击能力弱，无自密封能力或静态自密封能力极低。

六、在电机、电器所需的集电环应用方面。在大功率、高速情况下，集电环要承受大电流，高线速度。采用固态电刷的许用线速度，根据不同材质在40~90米/秒以下，电流密度在12~47安/厘米^2以下。采用液态金属集电极的许用线速度最高可达150米/秒，电流密度300~40000安/厘米^2。目前最佳的方式是采用液态金属集电极。但由于受到高速时的离心力及摩擦发热的影响，集电环液态金属的防泄漏和冷却成为关键问题，对比文献13（中国知网论文）《单极电机液态金属集电装置研究》提出的解决方案，其结构十分复杂，且不具有自支撑能力。要解决集电环的润滑、密封、支撑等问题，必须采取综合解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有轴承存在的各种缺陷和不足，提供一种承载能力高、刚度高、静态和动态密封能力强、全液体（润滑）摩擦，承载、密封、保护为一体的新型轴承。本发明提供的技术方案如下：

一种润滑与密封一体化轴承，包括：外套、圆盘、密封结构，所述外套由筒体、筒体两侧的端盖构成，其中一侧的端盖是中心带有通孔的板体，另一侧的端盖是实心板体或中心带有通孔或盲孔的板体，所述圆盘中心是设有轴孔的盘体，所述外套包围在圆盘外，所述外套的内表面轮廓形状与圆盘外表面轮廓形状相吻合对应并间隔一间隙，所述外套上设有润滑剂加注放气阀，所述密封结构设在外套内表面与圆盘外表面之间或设在外套端盖的中心通孔与转轴之间，所述圆盘外表面或外套内表面上设有至少一条环形齿槽；在所述外套内表面上或圆盘上设有密封励磁体；所述位于外套内表面的外套密封励磁体是位于两端盖的两内侧面或位于筒体内圆面上的外套密封励磁体；所述圆盘外表面或外套内表面上的环形齿槽是设在两端盖内侧面上或外套密封励磁体内表面上或圆盘外侧面上或圆盘外圆面上的环形齿槽。

所述圆盘由内圆盘和外圆盘构成，外圆盘套在内圆盘外圆面上，构成一个整体可旋转圆盘；内圆盘与外圆盘之间可以是过盈密封直接连接；也可以是在内圆盘外圆面与外圆盘内圆面之间设置一个或两个对装的环形弹性垫环，在内圆盘和外圆盘上沿圆周均布设置至少2个定位孔，定位孔内设置定位销轴，销轴的一端与内圆盘的定位孔过盈连接或螺纹连接固定，销轴的另一端外套一弹性管，弹性管与外圆盘的定位孔之间保留一定间隙配合；还可以是内圆盘外圆面与外圆盘内圆面之间不设置环形弹性垫环，只用销轴间隙连接。设置环形弹性垫环和弹性管具有减震、密封和调整内外圆盘轴心的作用。内圆盘的外圆面与外圆盘的内圆面可以是圆形平面，也可以是圆形弧面。环形弹性垫环也可以是设置在内圆盘内圆面与转轴外圆面或轮毂外圆面之间，销轴设置在内圆盘与转轴或轮毂之间。这种结构不仅具有自动调心作用，而且可以减小由于转轴震动、弯曲产生的对外圆盘的干扰冲击作用，提高轴承的稳定性，还能减少由于轴弯曲造成的密封间隙的不均匀性。

在所述圆盘上沿圆周设有至少两条均布的圆盘流道，所述圆盘流道的进流口设在外圆盘的内圆处的侧面上或内圆盘的外圆处的侧面上，圆盘流道的进流口可以是设在外圆盘的一个侧面上或外圆盘的两个侧面上，圆盘流道的出流口设在外圆盘的外圆面上或外圆盘的外圆面上和外圆盘的一个或两个侧面上，每个圆盘流道的出流口可以是一个出流口，也可以是多个出流口，圆盘流道的进流口与出流口连通。圆盘流道可以是直线弯曲的流道，也可以是曲线弯曲流道，圆盘流道的进流口与出流口连通。

圆盘旋转时，圆盘流道内的润滑剂不断被离心到外套与圆盘之间的径向间隙内，可提高轴承的刚度、稳定性和悬浮力。

相比对比文件9中采用磁流体密封结构，流道的进流口、出流口的设定位置不同（即：对比文件9中泵轮上的流道的进流口设在圆盘侧面密封齿槽的内圆面处，详见对比文件9及附图2、3、4)。本发明的技术方案中的圆盘流道的进流口设在外圆盘内圆处的侧面上或内圆盘外圆处的侧面上，并且外套流道的进、出流口与圆盘的出、进流口相对应，即本发明的圆盘流道的进流口设在圆盘侧面的密封齿槽的外圆面处。从而消除了对比文件9中的泵轮两侧的轴向流道的两个进流口连通，轴向密封失效或一侧密封失效的问题。从而有效发挥内圆盘侧面齿槽或外套端盖上的齿槽与磁流体的密封作用，提高轴承的静态和动态密封能力。

所述圆盘外表面或外套内表面上设有至少一条环形齿槽，是指所述环形齿槽设在内圆盘的两个侧面上或外套端盖的内侧面上或外圆盘的外圆面上。

在所述外套内表面上或圆盘上设有密封励磁体，是指密封励磁体设在内圆盘侧面上的环形齿槽对应的外套端盖内侧面上，或是密封励磁体设在外套端盖内侧面上的环形齿槽对应的内圆盘的侧面上，或是密封励磁体设在外圆盘外圆面上的环形齿槽对应的外套的筒体内表面上。

在所述轴承的非承载区域内的外套上或通过管路经过外套上设有至少一条外套卸压流道，外套卸压流道的进流口设在外套的筒体的内圆面上并与圆盘流道的出流口对应，外套卸压流道的出流口设在外套的端盖的内侧面上并与圆盘流道的进流口对应；外套泄压流道可以是设在轴承非承载区的一侧，也可以设在轴承非承载区的两侧，外套泄压流道可以是直线弯曲的流道，也可以是曲线弯曲流道，外套泄压流道的进流口与出流口连通。

对比文件9中的流道是在外套的承载区和非承载区内任意设置流道，设置流道的目的是为了散热。当在外套的承载区和非承载区内对称或基本对称设置流道时，泵轮对润滑剂产生的离心力在承载区和非承载区各对应点上基本大小相等，方向相反，起不到提高对负载的承载能力的作用，只是起到提高散热能力作用。本发明的技术方案中的仅在所述轴承的非承载区域内的外套上或通过管路经过外套上设有至少一条外套卸压流道，设置流道的目的既为了泄压及提高承载能力，同时起到散热的作用。泄压流道使得非承载区域的润滑剂静压降低（接近类似于水泵0扬程状态的输出），可基本消除在非承载区域内圆盘对润滑剂所产生的离心力对圆盘外圆面的反作用力，从而减小圆盘非承载区外圆面对承载区的压力，提高轴承的承载区域内对负载的承载能力，同时使润滑剂产生对流散热，提高散热效果。圆盘两侧面也会由于对润滑剂的黏附效应对润滑剂产生一定的离心作用，但由于外套与圆盘之间的间隙较小，具有节流作用及黏附力较小，使得间隙中的流量较小，处于承载区域内的润滑剂靠间隙与承载区内圆盘流道循环，承载区域内圆盘外圆面和外套内圆面上的静压力较大（接近类似于泵的出口处于关闭状态的输出），可使圆盘托起，提高承载能力。同时，磁流体在密封磁场作用下不仅刚度较高，而且当负载震荡变化时磁流体还可起到阻尼作用，吸收部分震荡能量。

圆盘流道的进流口、出流口分别与外套泄压流道的出流口、进流口通过所述外套内表面与圆盘外表面之间的间隙连通。

在外套内表面与圆盘外表面之间或在外套的端盖的通孔与转轴之间设有定位支撑结构。

在外套内表面与圆盘外表面之间的间隙内、外套卸压流道内及圆盘流道内加注有磁流体润滑剂；

所述密封结构是由外套、密封励磁体及与圆盘、齿槽和磁流体构成的磁流体密封结构。

所述润滑剂加注放气阀是一种既能加注润滑剂，又能放出流道内和间隙内气体的阀门。设置润滑剂加注放气阀的数量和位置，可根据工况需要、润滑剂品种及轴承尺寸大小进行选择和配置。

所述内圆盘的半径截面形状可以是矩形，也可以是梯形或阶梯形等形状。

当密封励磁体设在外套上时，外套密封励磁体可以是永磁体，或是直流电励磁体。

所述外套包括与上述外套类同和等效的、可组装的、带有内腔的各种壳体。如：一侧端盖与筒体是一体，另一端盖可独立安装的结构等。

所述外套可以是带有安装座的一体化结构，也可以是安装在轴承座内或机械设备的端盖内的圆筒形外套等，外套可以是整体外套，也可以是分瓣式外套。

所述圆盘的外表面上或外套的内表面上设有的环形齿槽的齿的截面轮廓形状是对称或不对称的三角形或矩形或梯形等。

相比现有的液体静压轴承，本发明的技术方案中，使圆盘浮起的静压能来自于圆盘旋转对润滑剂的离心力，圆盘旋转的动力来自于设备本身。不同于现有静压轴承的静压能来自于外部接入的加压泵。该技术方案与现有的静压轴承从外部安装循环泵的泵送效果是不同的，区别是：传统静压轴承在外部安装循环泵的压力过高时会在轴端面的间隙处造成润滑剂沿轴向泄漏，需要加装接油装置。而本发明的轴承，由于圆盘被包围在外套内部，泵送力产生在内部，按照流体力学的连续性原理、帕斯卡原理及U形管的静压平衡原理，润滑剂会取向外圆空间，不会在内圆盘两端处被抛甩到外部。转速越高，承载和密封能力越大。

外套承载包括圆盘外表面对外套内表面的径向投影面或圆盘外表面对外套内表面的轴向投影面。

本申请文件中，所述承载区域是指施加载荷后圆盘外缘旋转面与外套内圆面之间间隙较小的区域，所述非承载区域是指施加载荷后圆盘外缘旋转面与外套内圆面之间间隙较大的区域。所述至少一条环形齿槽是指最少一个环形齿和一个环形槽。

所述励磁体是为密封或悬浮提供磁场的永磁体或电磁体或永磁体与电磁体组成的复合磁体。外套励磁体采用电磁励磁模式时，可连接励磁控制系统。对于大型轴承采用电励磁体时，可采用半超导或超导电励磁体。

所述“左”、“右”是对应于卧式放置或安装时要素的相对位置的习惯性表述，对于立式放置或安装则属于“上”、“下”关系；所述“内”、“外”或“内侧”、“外侧”是相对于某一要素或某一零件而言。所述某种要素“处”，均包括在该要素上或该要素附近的一定范围内。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在泄压流道上设置节流阀。节流阀可调整流道内压力大小。节流阀可以是电动节流阀，也可以是手动节流阀。采用电动节流阀可连接自动控制系统。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在外圆盘的外圆处的两个侧面或一个侧面上设置圆盘流道出流口。在外圆盘的外圆处的两个侧面或一个侧面上设置出流口，可产生推力轴承的效果。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述定位支撑结构是在外套的内表面上或圆盘的外表面上的同一环形面上设置至少三个对称均布的球坑，在球坑内设置有刚性球，在与球坑对应的圆盘外表面上或外套的内表面上对应设置环形沟槽；所述定位支撑结构可以是设置在筒体内圆面与圆盘外圆面之间，也可以是设置在端盖的一个内侧面或两个内侧面与圆盘的一个外侧面或两个外侧面之间。这种定位支撑结构无需刚性球保持架，可实现圆盘外表面与外套内表面之间较小的间隙，提高密封能力，减小摩擦阻力，减少成本。对比文件9中的定位支撑结构设有钢球保持架，保持架需要一定的宽度和厚度，不仅对间隙中的磁流体造成短路，而且造成密封间隙较大，明显降低了密封间隙内的磁场强度，大大减小了密封能力，旋转时还增加了保持架与钢球的摩擦损耗和噪声。

所述外套密封励磁体的非磁极面上设有非导磁材料。非导磁材料可大大减少两个磁极之间的漏磁。

所述外套密封励磁体可以是设置在筒体内圆面上的径向辐射充磁的环形励磁体，也可以是设置在外套的两端盖内侧面上的轴向励磁的环形励磁体。

所述外套密封励磁体可以是永磁体，也可以是直流电励磁体，设置在筒体上的直流电励磁体的线圈是沿圆周分布的径向辐射的单极性磁场线圈，单极性磁场线圈可以是沿圆周均布的，也可以是非承载区内的线圈匝数密度大于承载区域内的线圈匝数密度。设置在两端盖上的线圈可以是集中式线圈，线圈内设置磁极极靴。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套的两端盖的内侧面上设有外套悬浮励磁体，所述内圆盘是半径截面为矩形或梯形或阶梯型的环形导磁体或非导磁体，所述外圆盘是半径截面为矩形或梯形的环形外圆盘悬浮励磁体，所述外圆盘悬浮励磁体是完全由永磁体组成的环形外圆盘励磁体或由永磁体与导磁体构成的环形外圆盘励磁体；所述外圆盘悬浮励磁体是与外套悬浮励磁体对应且表面之间形成的等间隙斥力布置结构；当外套悬浮励磁体和外圆盘悬浮励磁体分别是整块环形励磁体时，其中一侧为S-S磁极相对，另一侧是N-N磁极相对；当外套悬浮励磁体的半径方向高度大于外圆盘的半径方向高度时外套悬浮励磁体可代替外套密封励磁体（即外套悬浮励磁体与外套密封励磁体两者励磁体合二为一）；或当圆盘悬浮励磁体的半径方向高度大于外套悬浮励磁体的半径方向高度时圆盘悬浮励磁体可代替圆盘密封励磁体（即圆盘悬浮励磁体与圆盘密封励磁体两者励磁体合二为一）。采用截面为矩形的环形励磁体或采用截面为矩形的环形励磁体与导磁体极靴相配合的截面为梯形的励磁体可大大降低充磁工艺难度，提高成品率，降低励磁体成本。

所述定位支撑结构是指由外套悬浮励磁体与外圆盘悬浮励磁体构成的斥力定位支撑结构；圆盘悬浮励磁体设在外圆盘上增大了斥力及力臂长度，可有效提高斥力扭矩，使得外圆盘承受的斥力及力矩大于内圆盘所承受的吸力及力矩，从而提高轴承的抗冲击干扰能力，也有利于磁体散热。

所述外套的筒体是非导磁材料或导磁材料，当所采用非导磁材料处不承受载荷时，非导磁材料也可以是空气隙。所述外套的端盖是导磁材料或非导磁材料。

所述外圆盘悬浮励磁体是与外套悬浮励磁体等间隙同名磁极相对，当其中一侧为S-S磁极相对，另一侧是N-N磁极相对时，可形成闭合磁路，同时磁力线一进、一出圆盘两侧表面，沿圆盘径向感应电势方向相同，避免内圆盘上产生感应电流。

位于外套上的悬浮励磁体，可以是永磁体，或是直流电励磁体。

位于外套上的悬浮励磁体，在非承载区域内悬浮励磁体的厚度及其磁场强度可以大于承载区域内悬浮励磁体的厚度及其磁场强度。

为了防止旋转运行时圆盘或外套上产生感应电流，外套和圆盘上的导磁材料可以采用涂有绝缘膜的矽钢片或高电阻率的非晶金属材料。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当磁流体润滑剂是导电性磁流体时，圆盘表面设有绝缘层，以防止出现感应电流。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当外套端盖上的两侧密封励磁体同极性相对安装时，圆盘径向中间设有绝缘体，或当圆盘两侧设有密封励磁体同极性相对安装时，外套上设有绝缘环。以防止出现感应电流。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当外套两侧端盖上的密封励磁体或圆盘两侧的密封励磁体是异极性相对安装时，圆盘中间可加隔磁体，以减小密封励磁体对圆盘的吸力。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述定位支撑结构是刚性球支撑与悬浮磁场支撑构成的混合支撑。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述圆盘的外缘旋转面与外套的筒体的内圆面之间的承载区域内的间隙处接出至少一条储能管路，储能管路的一端口与承载区域内的间隙连通，储能管路的另一端口连通有单向阀、开关阀或压力流量控制阀、储能器，单向阀的进流口与所述储能管路的出流口连通，单向阀的出流口与储能器的进流口连通，开关阀或压力流量控制阀并联在单向阀的进流口和出流口上。该技术方案可实现在运行时储能，在起动时打开开关阀可保证圆盘浮起，消除起动时圆盘对筒体的磨损。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当轴承一侧的外部压力较高时，在外部压力较高的一侧外套泄压流道内和压力较高一侧的圆盘进流口内加装单向阀，单向阀的出流口对向磁流体润滑剂的高压方向。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在对应于非承载区域内的外套的筒体的内圆面上设有径向辐射充磁的半圆环形悬浮励磁体，半圆环形悬浮励磁体的非磁极面上设置高磁阻的非磁性体。该半圆形励磁体可在非承载区域内沿径向吸引圆盘悬浮，从而提高对负载的承载能力。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套卸压流道上串接有散热器或同时串接有节流阀或过滤器和散热器。包括在轴承的一侧或两侧独立设置回路并分别串接节流阀、过滤器和散热器，也包括由两侧回路并联连接的联合回路，并串接节流阀、过滤器和散热器。节流阀可用于调整泄压能力，从而获得不同刚度和承载能力，过滤器可过滤磁流体中的杂质，散热器可为轴承散热。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套的筒体的内圆面上设置衬套或在所述圆盘的外圆面上设有衬套或加固体。所述加固体是为了克服高速轴承的圆盘的较大离心力。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：仅在轴承的一侧（一般是外部高压侧）的非承载区域的外套上设外套流道，同时仅在外圆盘对应的该侧的（一般是高压侧）设圆盘流道进流口，在外圆盘的一个侧面或两个侧面上设置径向辐射均布的沟槽。该技术方案的低压侧不设圆盘进流口，同时在外圆盘低压侧设辐射沟槽，有利于提高低压侧的动态密封能力。特别是低压侧是真空时，低压侧外圆盘上的辐射沟槽对润滑剂的离心趋势作用会降低低压侧密封齿槽两侧的压差，确保低压侧的密封能力。在高压侧由于通过泄压流道回流的润滑剂带有一定压力，会抵消一部分外部压力，降低高压侧密封齿槽两侧的压力差，确保高压侧的密封能力。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述圆盘流道每间隔一个出流口的两个出流口之间或外套卸压流道各进流口之间设有连通槽。连通槽有利于均衡非承载区范围内的压力或承载区域内的压力，消除压力震荡干扰。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述各种励磁体是单块永磁体或是推拉磁阵列磁体或是Halbach（海尔贝克）磁阵列磁体构成的永磁环。推拉磁阵列磁体或Halbach（海尔贝克）磁阵列磁体可有效提高磁体的端面的磁场强度。

所述推拉磁阵列磁体是指所述外套励磁体和外圆盘励磁体由多块励磁体之间N、S极面紧密靠近排列而组成的励磁体，其特点是可实现磁场聚集。

所述Halbach（海尔贝克）磁阵列磁体是将径向充磁磁体与轴向（平行）充磁磁体间隔排列组合在一起，是工程上近似理想的磁体结构，可实现用最少的量的磁体产生最强的磁场。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：外圆盘的外缘两侧设有磁体挡环，外圆盘悬浮励磁体镶嵌在磁体挡环内，防止由于离心力较大损坏外圆盘悬浮励磁体。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述内圆盘轴孔的两侧设有圆柱形或锥台形凸台，凸台穿过外套的两侧端盖，凸台与端盖之间设有密封结构，所述密封结构是设置在凸台外圆面上的螺旋齿槽或斜齿组，包括在凸台上设置一组螺旋齿槽或斜齿组，或设置两组螺旋方向相反的齿槽或斜齿组。所述螺旋齿槽或斜齿组可以将润滑剂或液体介质赶回去，防止旋转时轴承内部的润滑剂与外部液态介质混合。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套内表面或圆盘外表面的环形齿槽的槽沟内填充有非磁性材料。对于截面为梯形或三角形的齿槽，填充非磁性材料可减少高速旋转时对磁流体的抛甩。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在外套与圆盘之间的间隙处连接出一条管路，管路的一端口与间隙连通，管路的另一端口与一储油器或油杯连通。储油器或油杯内储存有润滑剂。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述外圆盘的截面轮廓形状是左右对称的三角形或矩形或梯形或M形或倒W形，或是左右不对称的三角形或矩形或梯形或阶梯形或M形或倒W形，在所述外圆盘的外圆轮廓面上设有环形齿槽，所述外套的筒体的内圆面的截面轮廓形状与外圆盘的外圆的截面轮廓形状相吻合对应。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在圆盘外圆面上设有加固层。加固层可以是不锈钢或碳钎维等，以防止高速时圆盘及其永磁体损坏。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在外套泄压流道的各出流口之间设有汇流沟槽。汇流沟槽可以保证润滑剂的有效流动。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述圆盘外圆面和所述外套的筒体的内圆面是弧形面或半圆环面，轴承可以自动调心，可作为关节轴承使用。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：内圆盘与转轴之间可以是过盈密封直接连接；也可以是在内圆盘内圆面与转轴外圆面之间设置一环形弹性垫环，在内圆盘和转轴上沿圆周均布设置至少2个定位孔，定位孔内设置定位销轴，销轴的一端与转轴的定位孔过盈连接或螺纹连接固定，销轴的另一端与内圆盘的定位孔之间保留一定间隙配合。设置环形弹性垫环具有减震、密封和调整内圆盘轴心的作用。这种结构不仅具有自动调心作用，而且可以减小由于转轴震动、弯曲产生的对圆盘的干扰冲击作用。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套的内表面上或圆盘的外表面上，可以根据不同工况需要，选择设置现有液体动压或静压润滑轴承采用的不同结构的油楔或油腔。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在外套的端盖上设置至少两个螺孔，在拆卸时装上螺钉，方便拆卸。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当外套的外表面是圆面时，在外套的外圆面上设置定位孔或定位沟槽或键槽。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在端盖内侧端面与内圆盘外侧端面之间的间隙内加装环形垫片，垫片用于调整轴向间隙，同时可降低圆盘与润滑剂之间的摩擦损耗。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述外套的筒体的内圆面上或外套的端盖内侧端面上设有轴瓦或内衬套。根据工况的不同需要，轴瓦或内衬套的内轮廓面上设置现有液体动静压润滑轴承采用的不同结构的油楔或油腔或油槽。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在外套上通过一管路装有油位计。管路的一端口与圆盘的底部的间隙连通，管路的另一端口与油位计的进口连通。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，所述磁流体润滑剂加注量可依据工况情况调节加注量，当工况是高速、低载荷时，可只在密封齿槽处加注磁流体，有利于减少圆盘摩擦损耗。当工况是低、中速、重载时可加满磁流体，有利于提高轴承的承载能力和稳定性。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：当采用导电性较好的磁性流体时，如液态金属磁性流体，同时外套、圆盘是导电体，在外套和内圆盘上各接有电极，内圆盘与转轴绝缘处理，该轴承可单独作为具有承载、密封功能的旋转电极或电器旋转接头或电机集电环使用。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可单独作为具有承载和冷却散热能力的密封装置使用。

上述磁流体或磁流体润滑剂包括：水基、有机载液基、液态金属基等磁性流体润滑油和磁性润滑脂。对于高载荷、高速轴承优先采用镓基液态金属磁流体。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在端盖的轴孔处与转轴之间设置磁流体密封结构。该磁流体密封结构包括在端盖轴孔的内圆面上设置的齿槽，在端盖上设置的密封励磁体及在齿槽上充注的磁流体。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述端盖的轴孔的外侧面处设置防尘环。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：可同时在外套流道和圆盘流道内设置节流阀。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述端盖带有法兰，以方便安装固定和实施静密封。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述轴承可作为一个轴承单元，由多个轴承单元并联组成一轴承组，每两个体轴承单元之间可以是相互紧贴叠置；也可以是间隔一空间安装。两个轴承间隔一空间安装时，其两个轴承的外套之间通过一连接筒体密封连接，连接筒体上设有与其空间连通的管路和介质注入阀，注入的介质可以根据需要选择惰性气体、液态金属、冷却液体或抽成真空等，以起到隔离保护或密封能力的作用。连接筒体上还可以设有与其空间连通的管路、散热器和循环泵并注入液态金属或导热介质，以提高散热能力。或者在一旋转转子的转轴两端分别安装一组间隔一空间的轴承组，两组轴承组的连接筒体上通过管路连通有散热器和循环泵，管路与两组轴承组的空间连通；转子或转轴上设有冷却介质流道，冷却介质流道与两空间连通，可实现对转子体的冷却。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：所述内圆盘轴孔的两侧带有圆柱形或锥台形凸台，凸台穿过外套的两侧端盖，凸台与端盖之间设有密封结构，所述密封结构是设置在凸台外圆面上的螺旋齿槽或斜齿组，包括在凸台上设置一组螺旋齿槽或斜齿组，或设置两组螺旋方向相反的齿槽或斜齿组。所述螺旋齿槽或斜齿组可以将润滑剂或液体介质赶回去，防止旋转时轴承内部的润滑剂与外部液态介质混合。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：仅在轴承外部高压侧的非承载区域的外套上设外套流道，仅在外圆盘的高压侧设圆盘流道进流口，在外圆盘的一个侧面或两个侧面上设置径向辐射均布的沟槽。该技术方案的低压侧不设圆盘进流口，同时在低压侧外圆盘低压侧设辐射沟槽，有利于提高低压侧的动态密封能力。特别是低压侧是真空时，低压侧辐射沟槽对润滑剂的离心趋势作用会降低低压侧密封齿槽两侧的压差，确保低压侧密封的可靠性。在高压侧由于通过泄压流道回流的润滑剂带有一定压力，会抵消一部分外部压力，降低高压侧密封齿槽两侧的压力差，确保高压侧密封的可靠性。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可供选择的技术方案是：在所述轴承的外套上或通过管路经过外套上设有至少一条外套散热流道，散热流道上设置流量压力调节阀、循环泵，外套散热流道可以是设在轴承的一侧，也可以设在轴承的两侧。

上述的一种润滑与密封一体化轴承，可将圆盘与外套之间及各流道内抽成真空，以减少汽蚀现象的发生。

上述各技术方案的主要特点和机理是：

①上述技术方案与现有普通润滑剂滑动轴承和磁流体润滑剂滑动轴承相比，上述轴承的承载、润滑、密封都处于同一区域范围内，即该轴承的承载、润滑、密封、散热是融合为一体的结构。承载功能由外套与圆盘之间的定位支撑结构的轴向投影分力和径向投影分力来实现，这些承载支撑力包括钢珠的定位支撑力、圆盘旋转时对磁流体的离心力和密封励磁体对磁流体产生的张力。润滑功能由位于外套与圆盘之间的磁流体润滑剂实现。密封功能由密封励磁体、磁流体润滑剂及外套内表面或圆盘外表面上的齿槽形成的磁流体密封结构实现。散热功能由圆盘旋转时圆盘及其圆盘流道对磁流体产生的泵送作用，使磁流体在外套流道和圆盘流道内循环来实现。上述技术方案不同于单一的磁流体密封装置，只起到密封作用，不能承受载荷，工程应用时，磁流体密封装置还需要额外的支撑轴承；也不同于一般的磁流体轴承，高速运行工况下，需要额外设置密封装置，以防止润滑剂被抛甩泄漏。

②相比对比文件8（本发明人之前申请的中国专利申请号为CN202111453492.6）的“一种磁性流体轴承”）和对比文件9（本发明人之前申请的中国专利申请号为CN202210187674.1）的“一种轴承”）的定位支撑结构，本发明的技术方案中的圆盘旋转时圆盘流道对润滑剂的离心作用及支撑定位结构（包括：圆盘悬浮励磁体与外套悬浮励磁体之间的斥力作用或设在外套端盖上的球坑，球坑内设置钢球，在与球坑对应的圆盘外表面上设置环形沟槽的滚动支撑作用，并且无需钢球保持架，可减小外套与与圆盘之间的间隙，从而大大提高密封能力，消除保持架的摩擦损耗，降低成本），可实现运行承载区域内的全油膜润滑，消除半油膜润滑或干摩擦现象，降低摩擦损耗和轴承损坏率。

③相比对比文件9（本发明人之前申请的中国专利申请号为CN202210187674.1）的“一种轴承”）中的流道布置，两者的设置流道的目的和安排位置不同。（即：对比文件9中的流道是在外套的承载区和非承载区内任意设置流道，设置流道的目的是为了散热。当在外套的承载区和非承载区内对称或基本对称设置流道时，泵轮对润滑剂产生的离心力在承载区和非承载区各对应点上基本大小相等，方向相反，起不到提高对负载的承载能力的作用，只是起到提高散热能力作用），本发明的技术方案中的仅在所述轴承的非承载区域内的外套上或通过管路经过外套上设有至少一条外套卸压流道，设置流道的目的既为了泄压，同时为了散热。泄压流道使得非承载区域的润滑剂静压降低（接近类似于水泵0扬程状态的输出），可基本消除在非承载区域内圆盘对润滑剂所产生的离心力对圆盘外圆面的反作用力，从而减小圆盘非承载区外圆面对承载区的压力，提高轴承的承载区域内对负载的承载能力，同时使润滑剂产生对流散热，提高散热效果。圆盘两侧面也会由于对润滑剂的黏附效应对润滑剂产生一定的离心作用，但由于外套与圆盘之间的间隙较小，具有节流作用及黏附力较小，使得间隙中的流量较小，处于承载区域内的润滑剂靠间隙与承载区内圆盘流道循环，承载区域内圆盘外圆面和外套内圆面上的静压力较大（接近类似于泵的出口处于关闭状态的输出），可使圆盘托起，提高承载能力。同时，磁流体在密封磁场作用下不仅刚度较高，而且当负载震荡变化时磁流体还可起到阻尼作用，吸收部分震荡能量。

④相比对比文件9（本发明人之前申请的中国专利申请号为CN202210187674.1）的“一种轴承”）中，流道的进流口、出流口的设定位置不同（即：对比文件9中泵轮上的流道的进流口设在圆盘侧面密封齿槽的内圆面处，详见对比文件9及附图2、3、4)。本发明的技术方案中的圆盘流道的进流口设在外圆盘内圆处的侧面上或内圆盘外圆处的侧面上，并且外套流道的进、出流口与圆盘的出、进流口相对应，即本发明的圆盘流道的进流口设在圆盘侧面的密封齿槽的外圆面上。从而消除了对比文件9中的泵轮两侧的轴向流道的两个进流口连通，轴向密封失效或一侧密封失效的问题。从而有效发挥内圆盘侧面齿槽与磁流体的密封作用，提高轴承的静态和动态密封能力。

⑤相比对比文件8、对比文件9，本发明的技术方案中的钢球或磁斥力定位支撑结构可有效防止圆盘被外套励磁体吸附到外套的内侧面上，消除平面摩擦或保持架与钢球的摩擦，可大大减少摩擦损耗。

⑥相比现有的液体静压轴承，本发明的技术方案中，使圆盘浮起的静压能来自于圆盘旋转对润滑剂的离心力，圆盘旋转的动力来自于设备本身。不同于现有静压轴承的静压能来自于外部接入的加压泵。该技术方案与现有的静压轴承从外部安装循环泵的泵送效果是不同的，区别是：传统静压轴承在外部安装循环泵的压力过高时会在轴端面的间隙处造成润滑剂沿轴向泄漏，需要加装接油装置。而本发明的轴承，由于圆盘被包围在外套内部，泵送力产生在内部，按照流体力学的连续性原理、帕斯卡原理及U形管的静压平衡原理，润滑剂会取向外圆空间，不会在内圆盘两端处被抛甩到外部。转速越高，承载和密封能力越大。

上述技术方案中的各零件上的各种流道可通过钻削并设置工艺孔，工艺孔上设置堵塞实现，或通过3D打印方式直接实现。

上述技术方案中的外套的端盖、筒体可以是整体端盖或筒体，也可以分瓣式端盖或筒体。

上述技术方案中的外套外设有轴承座，轴承座是整体式或分瓣式轴承座。

上述技术方案中的外套的筒体的内圆面上或外套的端盖内侧端面上，可以根据不同工况需要，选择设置现有液体动压润滑轴承或液体静压轴承采用的不同结构的油楔或油腔或瓦靴。

上述技术方案中的各种环形永磁励磁体可以是单块成形充磁，也可以是由多块弧形磁体充磁后拼装成环形永磁励磁体。

上述技术方案的轴承外套的外圆面和内圆盘的轴孔内圆面上及外圆盘的内圆面或内圆盘的外圆面上可以加工有环形沟槽，沟槽内充填膨胀胶或密封圈。

上述技术方案的轴承体上可设有温度传感器，泄压流道内及外套承载区的内圆面处可设置压力传感器，以便随机检测轴承的温度和压力变化情况。

该发明中的圆盘的目的和作用与现有离心泵的泵轮的主要目的和作用有所不同，现有离心泵的泵轮的主要目的和作用是对外提升或循环液体，而该发明中的圆盘是实现润滑剂在轴承内产生离心力，在非承载区内泄压流道的作用下，提高承载能力，同时实现对润滑剂的循环并提高轴承的散热能力，在圆盘离心力的作用下，承载区域内的圆盘流道内的润滑剂使圆盘浮起，实现全油膜润滑，提高轴承的润滑性能。该发明中的外套与现有离心泵的泵壳结构不同，现有离心泵的泵壳内腔是涡旋形，并需要设有隔舌，而该发明中的外套的筒体的内腔面是圆筒形或非圆筒形，不需要设置隔舌，而且筒体需要承受圆盘上的载荷。现有离心泵的叶轮进流口位于轴心，而该发明中圆盘的进流口位于外圆盘的内圆面处或内圆盘的外圆面处。

有益效果：

①摩擦损耗低。本发明中的圆盘流道对润滑剂的离心作用和磁悬浮定位支撑作用可实现运行时全油膜润滑，消除半油膜润滑或干摩擦现象，降低摩擦损耗和轴承损坏率。

②承载能力高，刚度高，稳定性好。本发明中仅在所述轴承的非承载区域内的外套上或通过管路经过外套上设有外套卸压流道，可基本消除在非承载区域圆盘圆盘流道内的润滑剂产生的离心力对圆盘外圆面的反作用力，从而减小圆盘非承载区外圆面对承载区的压力；同时，处于承载区域内的润滑剂靠很小间隙与承载区内圆盘流道循环，圆盘流道排出静压力较大，可使圆盘托起，从而进一步提高轴承的承载区域内对负载的承载能力，同时使润滑剂产生对流散热，提高散热效果。另外，由于圆盘对磁流体的离心力作用及密封励磁体对磁流体的张力作用提高了轴承在各个自由度上的抗冲击能力和稳定性。

③密封能力强。本发明中的圆盘流道的进流口设在外圆盘内圆处的侧面上或内圆盘外圆处与内圆盘侧面齿槽之间的侧面上，即本发明的圆盘流道的进流口设在圆盘侧面的密封齿槽的外圆面上，可有效发挥外套的端盖内侧面上齿槽或内圆盘外侧面齿槽与磁流体的密封作用；同时，由于圆盘被包围在外套的内部空间，旋转时，由于圆盘及其沟槽对磁性流体产生的离心力的作用使磁性流体沿圆盘表面流动，不会沿轴向两端被抛甩到外部产生泄漏，提高轴承的静态和动态密封能力。

④同时具有轴向和径向承载能力。本发明的外圆盘截面是矩形或梯形或W形或M形或倒M形结构，具有轴向和径向支撑作用力，从而具备轴向和径向承载能力。

⑤承载能力可调。采用不同形状尺寸的圆盘、不同布局的外套流道及通过调整节流阀的开度，可以实现不同大小的轴向和径向承载能力，以适应不同工况的要求。

⑥轴承的寿命延长，可靠性大大提高。相比于普通滚动轴承和滑动轴承，由于该轴承始终处于无硬接触运行，吸收震动能力强，不易出现磨损，轴承寿命长，从而大大降低了设备的故障率，提高设备的有效使用率，降低运行成本。

⑦制造工艺较简单，成本较低。该轴承的各种技术方案相比静压轴承和主动磁悬浮轴承其结构简单、制造工艺简单，成本较低，刚度和承载能力较高，易于实现系列化、标准化及工业化生产。

⑧多种功能用途。该轴承，可单独作为密封装置使用。当采用导电性较好的磁性流体时，如液态金属磁流体，同时圆盘和外套是导体，在外套和内圆盘上各接有电极，内圆盘与转轴绝缘处理，该轴承可作为具有承载、润滑、密封能力的旋转电极或电器旋转接头或电机集电环使用。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

附图1为本发明的一种采用磁体悬浮定位支撑的润滑与密封一体化轴承结构原理示意图。

附图2为本发明的一种采用钢球定位支撑的润滑与密封一体化轴承结构原理示意图。

附图3为本发明的一种带外循环散热回路的润滑与密封一体化轴承结构原理示意图。

附图4为本发明的一种仅在一侧设置泄压流道且悬浮励磁体带极靴的润滑与密封一体化轴承结构原理示意图。

附图5为本发明的一种圆盘外圆轮廓面为倒W形的润滑与密封一体化轴承的非承载区域的结构原理示意图。

附图6的附图6a、附图6b为本发明的一种外套悬浮励磁体和圆盘悬浮励磁体为推拉磁阵列且非承载区外套上设有半圆弧形悬浮磁体的润滑与密封一体化轴承结构原理截面示意图，附图6b为附图6a的A-A方向的侧视图。

附图中各序号标示及对应的名称如下：

附图1中：100-外套，包括：110-左端盖、120-右端盖、130-筒体、140-左外套悬浮励磁体、150-右外套悬浮励磁体、160-左外套泄压流道、170-右外套泄压流道、161-左外套泄压流道出流口、171-右外套泄压流道出流口、167-外套泄压流道进流口、180-左外套齿槽、190-右外套齿槽、191-左润滑剂加注放气阀、192-右润滑剂加注放气阀。200-圆盘，包括：210-外圆盘、220-内圆盘、211-左圆盘悬浮励磁体、212-右圆盘悬浮励磁体、267-左圆盘密封励磁体、268-右圆盘密封励磁体、213-外圆盘导磁体、230-圆盘流道、231-圆盘流道左进流口、232-圆盘流道右进流口、233-圆盘流道出流口、265-圆盘左凸台、266-圆盘右凸台、261-左凸台螺旋齿槽、262右凸台螺旋齿槽。

附图2中：100-外套，包括：110-左端盖、120-右端盖、130-筒体、143-外套密封励磁体、151-左隔磁体、152-右隔磁体、160-左外套泄压流道、170-右外套泄压流道、161-左外套泄压流道出流口、171-右外套泄压流道出流口、167-外套泄压流道进流口、180-左外套齿槽、190-右外套齿槽、191-左润滑剂加注放气阀、192-右润滑剂加注放气阀。200-圆盘，包括：210-外圆盘、220-内圆盘、230-圆盘流道、231-圆盘流道左进流口，232-圆盘流道右进流口、233-圆盘流道出流口、234-圆盘齿槽。301-左定位支撑钢珠、302-右定位支撑钢珠。

附图3中：100-外套，包括：110-左端盖、120-右端盖、130-筒体、501-左管路、502-右管路、503-中间管路、504-节流阀、505-左散热器、506-右散热器、507-左过滤器、508-右过滤器、180-左外套齿槽、190-右外套齿槽、191-左润滑剂加注放气阀、192-右润滑剂加注放气阀、267-左圆盘密封励磁体、268-右圆盘密封励磁体，其它编号同图1。

附图4中：100-外套，包括：110-左端盖、120-右端盖、130-筒体、140-左外套悬浮励磁体、140a-左外套密封励磁体、142-左外套悬浮极靴、143-左外套悬浮极靴齿槽、150-右外套悬浮励磁体、150a-右外套密封励磁体、152-右外套悬浮极靴、145-右外套悬浮极靴齿槽、160-左外套泄压流道、161-左外套泄压流道出流口、167-外套流道进流口。200-圆盘，包括：210-外圆盘、220-内圆盘、181-左圆盘齿槽、182-右圆盘齿槽、600-外圆盘悬浮永磁体、601-圆盘悬浮励磁体左极靴、602-圆盘悬浮励磁体右极靴、603-外圆盘沟槽、230-圆盘流道、231-圆盘流道左进流口、233-圆盘流道出流口。

附图5中：100-外套，包括：110-左端盖、120-右端盖、130-筒体、140-左外套第一悬浮励磁体、146-左外套第二悬浮励磁体、150-右外套第一悬浮励磁体156-右外套第二悬浮励磁体、160-左外套泄压流道、170-右外套泄压流道、161-左外套泄压流道出流口、171-右外套泄压流道出流口、167-外套泄压流道进流口、180-左外套齿槽、190-右外套齿槽、191-左节流阀、192-右节流阀。200-圆盘，包括：210-外圆盘、220-内圆盘、211-圆盘第一左悬浮励磁体、211a-圆盘第二左悬浮励磁体、212-圆盘第一右悬浮励磁体、212a-圆盘第二右悬浮励磁体、230-圆盘流道、231-圆盘流道左进流口、232-圆盘流道右进流口、233-圆盘流道出流口、181-左圆盘齿槽、182-右圆盘齿槽、267-左圆盘密封励磁体、268-右圆盘密封励磁体。

附图6中的附图6a、6b中：140-左外套悬浮励磁体、150-右外套悬浮励磁体、167-外套泄压流道进流口、210-外圆盘、220-内圆盘、211-左圆盘悬浮励磁体、212-右圆盘悬浮励磁体、213-外圆盘导磁体、230-圆盘流道、231-圆盘流道左进流口、232-圆盘流道右进流口、233-圆盘流道出流口、181-左圆盘齿槽、182-右圆盘齿槽、800半圆弧形励磁体。

图中带箭头的虚线是励磁体的磁力线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明的进一步限定。

实施例1：如附图1所示的一种采用磁体悬浮定位支撑的润滑与密封一体化轴承，包括：外套100、圆盘200，外套由筒体130、筒体130两侧的左端盖110、右端盖120和位于外套100内表面的左外套悬浮励磁体140、右外套悬浮励磁体150构成，外套100包围在圆盘200外，外套100的内表面轮廓形状与圆盘200的外表面轮廓形状相吻合对应并间隔一间隙，外套100上设有左润滑剂加注放气阀191、右润滑剂加注放气阀192，外套100内表面上设有环形左外套齿槽180、右外套齿槽190。

圆盘200由内圆盘部分220和外圆盘部分210构成，外圆盘210位于内圆盘220外圆处，构成一个整体圆盘200；内圆盘220是半径截面为矩形的环形导磁体，内圆盘220两侧设有左圆盘密封励磁体267、右圆盘密封励磁体268，外圆盘210的半径截面为梯形，外圆盘210是由左圆盘悬浮永磁体211、右圆盘悬浮永磁体212与外圆盘导磁体213构成的环形圆盘励磁体。

左圆盘悬浮励磁体211与左外套悬浮励磁体140，右圆盘悬浮励磁体212与右外套悬浮励磁体150等间隙同名磁极相对。在外套100内表面与圆盘200外表面之间的间隙内、左外套卸压流道160、右外套卸压流道170内及圆盘流道230内加注有磁流体润滑剂。

在圆盘200上沿圆周设有六条均布的圆盘流道230，圆盘流道230的左进流口231、右进流口232设在外圆盘210的内圆处的侧面上，圆盘流道230的出流口233设在外圆盘210的外圆面上，圆盘流道230的左进流口231、右进流口232与圆盘流道230的出流口233连通。圆盘流道230的径向流道相当于高压直叶片泵的流道。

仅在轴承的非承载区域内的外套100上的两侧的端盖110、120及筒体130上沿半圆周分别设有三条（或合并成一条）左外套卸压流道160、右外套卸压流道170，外套卸压流道160、170的进流口167设在外套100的筒体130的内圆面上并与圆盘流道230的出流口233对应，外套卸压流道160、170的出流口161、171设在外套100的左右端盖110、120的内侧面上并与圆盘流道230的进流口231、232同半径对应。仅在轴承的非承载区域内的外套200上设有外套卸压流道160、170，使得非承载区域的润滑剂静压较低（相当于水泵接近0扬程、最大流量状态的输出），可基本消除在非承载区域内圆盘流道230内的润滑剂所产生的离心力对圆盘200的外圆面的反作用力，从而减小圆盘200的非承载区外圆面对承载区的压力，提高轴承的承载区域内对负载的承载能力，同时使润滑剂产生对流散热，提高散热效果。圆盘200两外侧面也会由于对润滑剂的黏附效应而对润滑剂产生一定的离心作用，但由于外套100与圆盘200之间的间隙较小，具有节流作用及黏附力较小，使得间隙中的流量较小，处于承载区域内的润滑剂靠间隙与承载区内的圆盘流道230循环，圆盘流道230内的润滑剂排出静压力较高（相当于水泵处于接近0流量、最高扬程状态的输出），可使圆盘200托起，进一步提高承载能力。同时，磁流体在磁场作用下不仅刚度较高，而且当负载震荡变化时磁流体还可起到阻尼作用，吸收部分震荡能量。

内圆盘220两侧还分别带有圆盘左凸台265、圆盘右凸台266，左凸台265上设有左螺旋齿槽261，右凸台266上设有右螺旋齿槽262。螺旋齿槽的螺旋方向根据所需要驱赶的外部介质的方向要求设定。

轴承静止时，圆盘200靠外圆盘悬浮励磁体211、212与外套悬浮励磁体140、150之间的斥力和励磁体对磁流体油膜张力定位支撑及承载，即实现磁力、磁液张力双定位支撑及承载。轴承旋转时，除了圆盘200受到外圆盘悬浮励磁体211、212与外套悬浮励磁体140、150之间的磁斥力和励磁体对磁流体油膜的张力的定位支撑及承载外，还在承载区域内受到圆盘200对圆盘流道230内的磁流体离心力的反作用力的定位支撑及承载，即实现磁力、磁液张力、液体离心力三种力的定位支撑及承载，从而实现全油膜润滑。圆盘悬浮励磁体211、212设在外圆盘210上增大了磁力和力臂，可有效提高斥力扭矩，提高轴承的抗冲击干扰能力，也有利于对轴承的散热。

由外套端盖110、120、外套密封励磁体267、268及其齿槽180、190与圆盘200和磁流体构成磁流体密封结构。由于外套泄压流道160、170的出流口161、171和圆盘流道230的进流口231、232都设置在密封齿槽180、190的外圆处，因此，圆盘流道230的进流口231、232连通不会影响齿槽180、190的密封能力。

外套100的筒体130是非导磁材料或导磁材料，内圆盘220、外圆盘导磁体213是导磁材料，外套100的端盖110、120是导磁材料。

筒体130是非导磁材料时可使外套悬浮励磁体的磁通绝大部分经过齿槽180、190和内圆盘220。

当外套悬浮励磁体140、150与圆盘悬浮励磁体211、212磁极面垂直于轴向布置时，可作为推力轴承使用；当外套悬浮励磁体140、150与圆盘悬浮励磁体211、212磁极面平行于轴向布置时，可作为径向轴承使用。

上述实施例，既可作为轴承使用，也可单独作为具有承载能力的密封装置使用。当在外套100上和与圆盘200的凸台265、266上各接有电极时，且转轴与圆盘200绝缘处理，各间隙和流道内注入液态金属磁流体，该轴承可作为具有承载、润滑、密封能力的旋转电极或电器旋转接头或电机集电环使用。

实施例2：如附图2所示的一种带钢球定位支撑的润滑与密封一体化轴承，包括：外套100、圆盘200，外套由筒体130、筒体130两侧的端盖110、120和位于外套100内圆表面的外套密封励磁体143构成，外套密封励磁体143的非磁极面上设有非导磁材料的隔磁板151、152，外套密封励磁体143是径向辐射磁体，外套100包围在圆盘200外，外套100的内表面轮廓形状与圆盘200的外表面轮廓形状相吻合对应并间隔一间隙，外套100上设有润滑剂加注放气阀191、192，所述外套100内表面上设有环形齿槽180、190，圆盘200的外圆面上设有环形齿槽234。

圆盘200由内圆盘部分220和外圆盘部分210构成，外圆盘210位于内圆盘220外圆处，构成一个整体圆盘200；所述内圆盘220是半径截面为矩形的环形导磁体，外圆盘210是半径截面也为矩形的环形导磁体。

在圆盘200上沿圆周设有六条均布的圆盘流道230，圆盘流道230的进流口231、232设在外圆盘210的内圆处的侧面上，圆盘流道230的出流口233设在外圆盘210的外圆面上，圆盘流道230的进流口231、232与圆盘流道230的出流口233连通。圆盘流道230的径向流道相当于高压直叶片泵的流道。

仅在轴承的非承载区域内的外套100上的两侧的端盖110、120及筒体130上沿半圆周分别设有六条（或合并成一条）外套卸压流道160、170，外套卸压流道160、170的进流口167设在外套100的外套密封励磁体143的内圆面上并与圆盘流道230的出流口233对应，外套卸压流道160、170的出流口161、171设在外套100的左右端盖110、120的内侧面上并与圆盘流道230的进流口231、232对应。仅在轴承的非承载区域内的外套200上设有外套卸压流道160、170，使得非承载区域的润滑剂静压较低（相当于水泵接近0扬程、最大流量状态的输出），可基本消除在非承载区域内圆盘200对润滑剂所产生的离心力对圆盘200的外圆面的反作用力，从而减小圆盘200的非承载区外圆面对承载区的压力，提高轴承的承载区域内对负载的承载能力，同时使润滑剂产生对流散热，提高散热效果。圆盘200两外侧面也会由于对润滑剂的黏附效应对润滑剂产生一定的离心作用，但由于外套100与圆盘200之间的间隙较小，具有节流作用及黏附力较小，使得间隙中的流量较小，处于承载区域内的润滑剂靠间隙与承载区内圆盘流道230循环，排出静压力较高（相当于水泵处于接近0流量、最高扬程状态的输出），可使圆盘200托起，提高承载能力。同时，磁流体在磁场作用下不仅刚度较高，而且当负载震荡变化时磁流体还可起到阻尼作用，吸收部分震荡能量。

在外套100的两端盖110、120的内表面上的同一环形面上分别设置三个对称布置的球坑、位于球坑内设置钢球301、302，在与球坑对应的圆盘外表面上设置环形沟槽，球坑、钢球、和环形沟槽组成对圆盘的轴向和径向定位支撑结构。

在外套100内表面与圆盘200外表面之间的间隙内、外套卸压流道160、170内及圆盘流道230内加注有磁流体润滑剂。

轴承静止时，圆盘200靠球坑、钢球301、302和环形沟槽的机械定位支撑力和外套密封励磁体对磁流体油膜的张力的两种力定位支撑。轴承旋转时，圆盘200既受到球坑、钢球301、302和环形沟槽机械定位支撑力和外套密封励磁体对磁流体油膜的张力的两种力的定位支撑，又受到承载区域内圆盘200对圆盘流道230内的磁流体离心力的反作用力的定位支撑，实现三种力的定位支撑，从而实现全油膜润滑。

由外套端盖110、120、外套密封励磁体143及其齿槽180、190与圆盘200的齿槽234和磁流体构成磁流体密封结构。

所述外套100的筒体130和端盖110、120是导磁材料。

实施例3：如附图3所示的一种带外循环散热回路的润滑与密封一体化轴承。包括外套100，圆盘200，外套100的左端盖110上连接有左管路501，右端盖120上连接有右管路502，筒体130上连接有中间管路503；左管路501上串接左散热器505和左过滤器507，右管路502上串接右散热器506和右过滤器508，中间管路503上串接节流阀504，左管路501的出流口161与圆盘流道230的进流口231对应，右管路502的出流口171与圆盘流道230的进流口232对应，中间管路503的进流口167与圆盘流道230的出流口233对应。左管路501，右管路502，中间管路503通过散热器505、506、过滤器507、508和节流阀504相互连通。圆盘200旋转时，磁流体会在圆盘200的离心力作用下在各管路和器件中循环泄压、散热、过滤。调节节流阀504的开度可达到调节承载力大小的目的。圆盘密封励磁体267、268及外套齿槽180、190与圆盘200和磁流体构成磁流体密封结构。

其他方面与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例4：如附图4所示的一种仅在非承载区一侧设置泄压流道且悬浮励磁体带极靴的润滑与密封一体化轴承，对比图1，其图4的特征是：①仅在非承载区的高压侧设置外套泄压流道160。在高压侧由于通过泄压流道160回流的润滑剂带有一定压力，会抵消一部分外部高压侧的压力，降低高压侧密封齿槽181两侧的压力差，确保高压侧密封的可靠性。②圆盘悬浮励磁体设在外圆盘210上，由外圆盘悬浮永磁体600、左极靴601、右极靴602组成，外套悬浮励磁体由左外套永磁体140、左极靴142、右外套永磁体150、右极靴152组成。永磁体140、150与外圆盘悬浮永磁体600通过极靴142、601、152、602起到悬浮作用，密封永磁体140a、150a与齿槽181、182及磁流体起到励磁密封作用。外套永磁体140、140a、150、150a的截面是矩形结构，方便制造和充磁，可大大降低成本。③在低压侧的外圆盘励磁体600的右极靴602上设置有外圆盘辐射沟槽603。低压侧不设圆盘进流口，同时在外圆盘低压侧设均布的辐射沟槽603，有利于提高低压侧的动态密封能力。特别是低压侧是真空时，低压侧辐射沟槽603对润滑剂的离心趋势作用会降低低压侧密封齿槽182两侧的压差，确保低压侧密封的可靠性。④在内圆盘220的两侧面上设置有环形齿槽181、182，与在永磁体140a、150a上设置齿槽可以得到相同的密封效果。⑤在外套悬浮极靴142、152上设置环形沟槽143、145，有利于提高磁流体的密封能力。

其他方面与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例5：如附图5所示的一种圆盘外圆轮廓面为倒W形的磁悬浮润滑与密封一体化轴承的非承载区域的局部结构示意图，外套100，包括：左端盖110、右端盖120、筒体130、左外套第一悬浮励磁体140、右外套第一悬浮励磁体150、左外套第二悬浮励磁体146、右外套第二悬浮励磁体156、左外套泄压流道160、右外套泄压流道170、左外套泄压流道出流口161、右外套泄压流道出流口171、外套泄压流道进流口167、左外套齿槽180、右外套齿槽190、左节流阀191、右节流阀192。圆盘200，包括：外圆盘210、内圆盘220、圆盘第一左悬浮励磁体211、圆盘第二左悬浮励磁体211a、圆盘第一右悬浮励磁体212、圆盘第二右悬浮励磁体212a、圆盘左密封励磁体267、圆盘右密封励磁体268、圆盘流道230、圆盘流道左进流口231、圆盘流道右进流口232、圆盘流道出流口233、左圆盘齿槽181、右圆盘齿槽182。筒体130、外圆盘210、端盖110、120是导磁体或非导磁体，内圆盘220是导磁体。各励磁体可以是整块永磁体，也可以是由多块圆弧形永磁体拼接成的环形永磁体，还可以是由多块永磁体拼成的推拉磁阵列或Halbach磁阵列。该技术方案可有效提高轴承的承载能力和密封能力。

该实施例，既可作为轴承使用，也可单独作为具有承载能力的密封装置使用。当在外套100上和与圆盘200上各接有电极时，且转轴与圆盘200绝缘处理，各间隙和流道内注入液态金属磁流体，该轴承可作为具有承载、润滑、密封能力的旋转电极或电器旋转接头或电机集电环使用。

实施例6：如附图6中的附图6a、6b（图6b是图6a的A-A方向剖切图）并结合附图1中所示本发明的一种外套悬浮励磁体和圆盘悬浮励磁体为推拉磁阵列，且非承载区外套上设有半圆弧形磁体的润滑与密封一体化轴承结构，左外套悬浮励磁体140、右外套悬浮励磁体150、左圆盘悬浮励磁体211、右圆盘悬浮励磁体212都是由推拉阵列磁路组成并镶嵌在外圆盘210的导磁体213上，同时，非承载区外套上设有半圆弧形辐射充磁的悬浮励磁体800，悬浮励磁体800上设有5条外套泄压流道167，其进流口与圆盘流道230的出流口对应，内圆盘220的两侧面上设有左圆盘齿槽181、右圆盘齿槽182，在左圆盘齿槽181、右圆盘齿槽182的外圆侧设置圆盘流道左进流口231和圆盘流道右进流口232。左外套悬浮励磁体140、右外套悬浮励磁体150、左圆盘悬浮励磁体211、右圆盘悬浮励磁体212都采用推拉磁阵列可以产生更大的斥力。半圆弧形辐射充磁的励磁体800可以对圆盘产生向上浮起的吸力，从而提高承载能力。

其他方面与实施例1或实施例3或实施例4相同，此处不再赘述。

尽管已结合优选实施方案描述了本发明装置及扩展用途，但是本发明不限于本文及附图中所表述的具体结构及组合形式，相反，其目的在于覆盖所述权利要求书限定的本发明范围内的各种替代方式、各种特征要素的再组合所衍生的等同体和装置。

Claims (10)

1.一种润滑与密封一体化轴承，包括：外套、圆盘、密封结构，所述外套由筒体、筒体两侧的端盖构成，两侧端盖的一侧端盖是中心带有通孔的板体，另一侧的端盖是实心板体或中心带有通孔或盲孔的板体，所述圆盘中心设有轴孔，所述外套包围在圆盘外，所述外套的内表面轮廓形状与圆盘外表面轮廓形状相吻合对应并间隔一间隙，所述外套上设有润滑剂加注放气阀，所述密封结构设在外套内表面与圆盘外表面之间或设在外套端盖的中心通孔与转轴之间，所述圆盘外表面或外套内表面上设有至少一条环形齿槽；在所述外套内表面上或圆盘上设有密封励磁体；其特征在于：

所述圆盘由内圆盘和外圆盘构成，外圆盘套装在内圆盘外圆面上，构成一个整体可旋转圆盘；

在所述圆盘上沿圆周设有至少两条均布的圆盘流道，所述圆盘流道的进流口设在外圆盘内圆处的侧面上或内圆盘外圆处的侧面上，圆盘流道的出流口设在外圆盘的外圆面上或外圆盘的外圆面上和外圆盘的一个或两个侧面上，圆盘流道的进流口与出流口连通；

所述圆盘外表面或外套内表面上设有至少一条环形齿槽，是所述环形齿槽设在内圆盘的两个侧面上或外套端盖的内侧面上或外圆盘的外圆面上；

在所述外套内表面上或圆盘上设有密封励磁体，是密封励磁体设在内圆盘侧面上的环形齿槽对应的外套端盖内侧面上，或是密封励磁体设在外套端盖内侧面上的环形齿槽对应的内圆盘的侧面上，或是密封励磁体设在外圆盘外圆面上的环形齿槽对应的外套的筒体内表面上；

在所述润滑与密封一体化轴承的非承载区域内的外套上或通过管路经过外套上设有至少一条外套卸压流道，外套卸压流道的进流口设在外套的筒体的内圆面上，外套卸压流道的出流口设在外套的端盖的内侧面上，外套卸压流道的出流口与圆盘流道的进流口对应；外套泄压流道的进流口与出流口连通；

所述圆盘流道的进流口、出流口分别与外套泄压流道的出流口、进流口通过所述外套内表面与圆盘外表面之间的间隙连通；

在所述外套内表面与圆盘外表面之间或在外套的端盖的通孔与转轴之间设有定位支撑结构；

在所述外套内表面与圆盘外表面之间的间隙内、外套卸压流道内及圆盘流道内加注有磁流体润滑剂；

所述密封结构是由外套、密封励磁体、圆盘、齿槽和磁流体构成的密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：

所述定位支撑结构是在外套的内表面上或圆盘外表面上的同一环形面上设置至少三个对称均布的球坑，球坑内设置有刚性球，在与球坑对应的圆盘外表面上或外套的内表面上对应设置环形沟槽；

所述密封励磁体是设置在所述筒体内圆面上的径向辐射充磁的环形励磁体，或是设置在外套的两端盖内侧面上的轴向励磁的环形励磁体，所述密封励磁体的非磁极面上设有非导磁材料。

3.根据权利要求1所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：

在所述外套的两端盖的内侧面上设有外套悬浮励磁体，所述内圆盘是半径截面为矩形或梯形的环形导磁体或非导磁体，所述外圆盘是半径截面为矩形或梯形或阶梯形的环形外圆盘悬浮励磁体，所述外圆盘悬浮励磁体是完全由永磁体组成的环形外圆盘励磁体或是由永磁体与导磁体构成的环形外圆盘励磁体；所述外圆盘悬浮励磁体与外套悬浮励磁体对应且表面之间形成等间隙斥力布置结构；所述定位支撑结构是指由外套悬浮励磁体与外圆盘悬浮励磁体构成的斥力定位支撑结构；

所述外套的筒体是非导磁材料或导磁材料，所述外套的端盖是导磁材料或非导磁材料。

4.根据权利要求3所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：在对应于非承载区域内的外套的筒体的内圆面上设有径向辐射充磁的半圆环形径向悬浮励磁体，半圆环形径向悬浮励磁体的非磁极面上设置高磁阻的非导磁体。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：在所述外套卸压流道上串接有散热器、节流阀。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：在所述外套的筒体的内圆面上设置衬套或在所述圆盘的外圆面上设有衬套或加固体。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：仅在轴承的非承载区域的外套的一侧上设外套泄压流道；并且仅在该侧的外圆盘上设置圆盘流道进流口，在外圆盘的一个侧面或两个侧面上设置径向辐射均布的沟槽。

8.根据权利要求5所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：仅在轴承非承载区域的外套的一侧上设外套泄压流道；并且仅在该侧的外圆盘上设置圆盘流道进流口，在外圆盘的一个侧面或两个侧面上设置径向辐射均布的沟槽。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：在所述内圆盘的两侧的轴孔处设有圆柱形或锥台形凸台，凸台穿过外套的两侧端盖，凸台与端盖之间设有密封结构，所述密封结构是设置在凸台外圆面上的螺旋齿槽或斜齿组。

10.根据权利要求5所述的一种润滑与密封一体化轴承，其特征在于：所述内圆盘的两侧的轴孔处设有圆柱形或锥台形凸台，凸台穿过外套的两侧端盖，凸台与端盖之间设有密封结构，所述密封结构是设置在凸台外圆面上的螺旋齿槽或斜齿组。