CN220475510U - 磁悬浮轴承电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁悬浮轴承电机。该磁悬浮轴承电机包括：外壳、转轴、推力盘、键和锁紧件。其中，外壳内设置有安装腔。转轴可转动地安装在安装腔内，转轴上设置有止挡台阶和第一键槽。推力盘与转轴分体设置，推力盘套设在转轴上，且推力盘的第一端面与止挡台阶抵接，推力盘上有第二键槽。键插设于第一键槽和第二键槽内。锁紧件设置于推力盘的与第一端面相对的第二端面并将推力盘锁止于转轴上。本申请的磁悬浮轴承电机解决了现有技术中的磁悬浮轴承电机的推力盘和转轴一体成形加工难度大，成本高的问题。

Description

磁悬浮轴承电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种磁悬浮轴承电机。

背景技术

磁悬浮轴承电机利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。由于定子、转子不直接接触，因此磁悬浮轴承摩擦损耗较小，可以长时间连续工作。同时，由于转子、定子之间几乎没有摩擦，磁悬浮轴承电机内无需润滑系统，因此，在超净、真空环境时，磁悬浮轴承电机相较于其他电机具有明显优势。

通常在带轴向推力盘结构的磁悬浮轴承电机中，推力盘与转轴一体成形。然而，这样的结构中，推力盘和转轴一体成形加工难度大，成本高。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种磁悬浮轴承电机，以至少解决现有技术中的推力盘和转轴一体成形加工难度大，成本高的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种磁悬浮轴承电机，该磁悬浮轴承电机包括：

外壳，外壳内设置有安装腔；

转轴，转轴可转动地安装在安装腔内，转轴上设置有止挡台阶和第一键槽；

推力盘，推力盘与转轴分体设置，推力盘套设在转轴上，且推力盘的第一端面与止挡台阶抵接，推力盘上有第二键槽；

键，键插设于第一键槽和第二键槽内；

锁紧件，锁紧件设置于推力盘的与第一端面相对的第二端面并将推力盘锁止于转轴上。

进一步地，锁紧件包括螺母，转轴上设置有螺纹段，螺纹段和止挡台阶分别位于第一键槽的两端，螺母套设在螺纹段上以将推力盘锁定于止挡台阶和螺母之间。

进一步地，第二键槽沿转轴的轴线方向贯通推力盘，螺纹段与止挡台阶之间的间距不大于第二键槽沿转轴的轴线方向的长度。

进一步地，转轴为具有预定弹性变形能力的转轴，螺母在转轴受轴向预拉力后套设于螺纹段上。

进一步地，转轴包括42CrMo转轴。

进一步地，键与第一键槽和/或第二键槽间隙配合。

进一步地，转轴的外周设置有多个锁止孔，多个锁止孔沿转轴的同一圆周间隔布置，锁紧件包括多个锁止销，多个锁止销一一对应地插设于锁止孔内。

进一步地，磁悬浮轴承电机还包括磁轴承，磁轴承套设在转轴的外周，且磁轴承为两个，两个磁轴承分别设置在推力盘两侧。

进一步地，磁悬浮轴承电机还包括隔磁桥，隔磁桥连接在两个磁轴承之间，且隔磁桥与两个磁轴承围设形成容置腔，容置腔内设置有推力盘。

进一步地，隔磁桥与两个磁轴承之间通过焊接、紧固件连接、插拔连接三种中的至少一种连接。

相对于现有技术而言，本申请中磁悬浮轴承电机的推力盘与转轴分体设置，且转轴和推力盘上分别设置有第一键槽和第二键槽。第一键槽和第二键槽之间用键连接。同时，锁紧件用于将推力盘锁紧在转轴上，保证推力盘和转轴之间的连接稳定性。本申请的结构在一定程度上降低了推力盘和转轴一体成形的加工难度与加工成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请公开的磁悬浮轴承电机的结构示意图；

图2为本申请公开的磁悬浮轴承电机的转轴的结构示意图；

图3为本申请公开的磁悬浮轴承电机的推力盘的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、外壳；20、转轴；21、第一键槽；22、止挡台阶；23、螺纹段；30、推力盘；31、第二键槽；32、环形凸台；33、通孔；40、键；50、锁紧件；60、磁轴承；70、隔磁桥；80、保护轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，提供了一种磁悬浮轴承电机。该磁悬浮轴承电机包括：外壳10、转轴20、推力盘30、键40和锁紧件50。其中，外壳10内设置有安装腔。转轴20可转动地安装在安装腔内，转轴20上设置有止挡台阶22和第一键槽21。推力盘30与转轴20分体设置，推力盘30套设在转轴20上，且推力盘30的第一端面与止挡台阶22抵接，推力盘30上有第二键槽31。键40插设于第一键槽21和第二键槽31内。锁紧件50设置于推力盘30的与第一端面相对的第二端面并将推力盘30锁止于转轴20上。

具体而言，本实施例的磁悬浮轴承电机在装配时，先将键40设置在转轴20的第一键槽21中，随后将推力盘30套设在转轴20上，且键40装配在推力盘30的第二键槽31内，最后再用锁紧件50将推力盘30锁紧在转轴20上，以完成装配。在本实施例中，推力盘30用于对转轴20提供限位力，以保证磁悬浮轴承电机中转轴20工作的稳定性。

相对于现有技术而言，本实施例中推力盘30与转轴20分体设置，且转轴20和推力盘30上分别设置有第一键槽21和第二键槽31。第一键槽21和第二键槽31之间用键40连接。同时，锁紧件50用于将推力盘30锁紧在转轴上，保证推力盘30和转轴20之间的连接稳定性。本实施例的结构在一定程度上降低了推力盘30和转轴20一体成形的加工难度与加工成本。

进一步地，如附图2所示，锁紧件50包括螺母，转轴20上设置有螺纹段23，螺纹段23和止挡台阶22分别位于第一键槽21的两端，螺母套设在螺纹段23上以将推力盘30锁定于止挡台阶22和螺母之间。为了防止推力盘30在转轴20施加外力的作用下与转轴20脱落，即键40与第二键槽31分离。因此，本实施例中在转轴20上设置螺纹段23，并用螺母将推力盘30锁止在止挡台阶22和螺母之间。

在本申请的一种未示出的实施例中，转轴20的外周设置有多个锁止孔，多个锁止孔沿转轴20的同一圆周间隔布置，锁紧件50包括多个锁止销，多个锁止销一一对应地插设于锁止孔内。在本实施例中，可用锁止销将推力盘30锁紧在止挡台阶22和锁止孔之间，也可以采用螺钉固定的方式将推力盘30锁紧。示例性地，本实施例中的锁止孔可以是两个、三个、或者三个以上。

进一步地，第二键槽31沿转轴20的轴线方向贯通推力盘30，螺纹段23与止挡台阶22之间的间距不大于第二键槽31沿转轴20的轴线方向的长度。也即是说，当将推力盘30套设在转轴20上时，螺纹段23靠近止挡台阶22的一端可以延伸至推力盘30的内部。

在本实施例的一个具体实施例中，如附图3所示，推力盘30为空心圆盘，空心圆盘中心处设置有通孔33，且推力盘30沿通孔33向第一端面的方向上和沿通孔33向第二端面的方向上均设置有环形凸台32，第二键槽31设置在通孔33的内壁面上，推力盘30通过该通孔33套设在转轴20上，第二键槽31沿转轴20的轴线方向贯通设置于推力盘30上的通孔33的内壁上，使得在将推力盘30装配到转轴20上时，可沿推力盘30的第一端面至第二端面方向装配，也可沿推力盘30的第二端面至第一端面方向装配，便于推力盘30安装。

同时，为了防止当螺母在螺纹段23拧紧时，螺母仍不能对推力盘30施加支撑力或螺母对推力盘30施加的支撑力较小。因此，本实施例将螺纹段23与止挡台阶22之间的间距设置为不大于第二键槽31沿转轴20的轴线方向的长度，当利用螺母锁紧推力盘30时，可以保持螺母能够沿螺纹段23持续向靠近止挡台阶22的方向旋拧，便于将推力盘30稳定地锁紧在止挡台阶22和螺母之间。同样的，螺母的尺寸应保证螺母在螺纹段23上拧紧时，螺母能抵顶在推力盘环形凸台32上，以避免螺母无法对推力盘30施加支撑力。

进一步地，转轴20为具有预定弹性变形能力的转轴20，螺母在转轴20受轴向预拉力后套设于螺纹段23上。具体而言，在装配磁悬浮轴承电机时，需要将转轴20在其弹性范围内拉长，随后将推力盘30装配到转轴20上，之后通过螺母锁紧推力盘30。最终，在转轴20回弹后，转轴20会对螺母施加一个与推力盘30对螺母施加支撑力方向相反的作用力，以防止螺母在推力盘30的作用下发生松动或损坏。

进一步地，转轴20包括42CrMo转轴。得益于42CrMo转轴良好的力学性能与抗疲劳性能，使得转轴20能在其弹性范围内拉伸，且不易在拉伸过程中损坏。同时，42CrMo转轴为高强度转轴20，且耐冲击性和韧性好，能有效提升磁悬浮轴承电机的使用寿命。

进一步地，键40与第一键槽21和/或第二键槽31间隙配合。

需要说明的是“键40与第一键槽21和/或第二键槽31间隙配合”是指键40与第一键槽21间隙配合、键40与第二键槽31间隙配合以及键40与第一键槽21和第二键槽31间隙配合三种情况中的一种情况。在本实施例的一个具体实施例中，键40与第一键槽21和第二键槽31间隙配合。具体而言，第一键槽21和第二键槽31的槽深和不大于键40的高度，且键40的两端能分别装配到第一键槽21和第二键槽31中，且装配到第一键槽21和第二键槽31的键40的两端分别与第一键槽21的槽底以及第二键槽31的槽底之间存在一定的小间隙。如此设置，更适于将推力盘30快速安装在转轴20上。

进一步地，磁悬浮轴承电机还包括磁轴承60，磁轴承60套设在转轴20的外周，且磁轴承60为两个，两个磁轴承60分别设置在推力盘30两侧。本实施例中磁轴承60包括定子组件(图中未示出)和转子组件(图中未示出)，转子组件套设在转轴20的外周，以带动转轴20转动。两个磁轴承60配合推力盘可对转轴20施加限位力，以保证转轴20在工作中不发生偏移。

进一步地，磁悬浮轴承电机还包括隔磁桥70，隔磁桥70连接在两个磁轴承60之间，且隔磁桥70与两个磁轴承60围设形成容置腔，容置腔内设置有推力盘30。在本实施例中，一方面，隔磁桥70将两个磁轴承60连接成一个机械整体，增强了两个磁轴承60之间的刚性强度。另一方面，通过隔磁桥70的作用，隔磁桥70处漏磁通的饱和限制了磁轴承60的漏磁。同时，两个磁轴承60与隔磁桥70之间围设的容置腔内设置有推力盘30，并用于固定推力盘30在转轴20轴线上的位置，从而在一定程度上保证转轴20在轴线方向上不发生偏移。

进一步地，隔磁桥70与两个磁轴承60之间通过焊接、紧固件连接、插拔连接三种中的至少一种连接。在本实施例的一个具体实施例中，隔磁桥70与两个磁轴承60之间通过螺丝连接，且螺丝穿过两个磁轴承60与隔磁桥70固定到外壳10上。在本实施例中，磁悬浮轴承电机还包括保护轴承80，保护轴承80套设在转轴20上，保护轴承80用于减小转轴20在工作时受到的摩擦力，以避免转轴20过劳损坏。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁悬浮轴承电机，其特征在于，包括：

外壳(10)，所述外壳(10)内设置有安装腔；

转轴(20)，所述转轴(20)可转动地安装在所述安装腔内，所述转轴(20)上设置有止挡台阶(22)和第一键槽(21)；

推力盘(30)，所述推力盘(30)与所述转轴(20)分体设置，所述推力盘(30)套设在所述转轴(20)上，且所述推力盘(30)的第一端面与所述止挡台阶(22)抵接，所述推力盘(30)上有第二键槽(31)；

键(40)，所述键(40)插设于所述第一键槽(21)和所述第二键槽(31)内；

锁紧件(50)，所述锁紧件(50)设置于所述推力盘(30)的与所述第一端面相对的第二端面并将所述推力盘(30)锁止于所述转轴(20)上。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述锁紧件(50)包括螺母，所述转轴(20)上设置有螺纹段(23)，所述螺纹段(23)和所述止挡台阶(22)分别位于所述第一键槽(21)的两端，所述螺母套设在所述螺纹段(23)上以将所述推力盘(30)锁定于所述止挡台阶(22)和所述螺母之间。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述第二键槽(31)沿所述转轴(20)的轴线方向贯通所述推力盘(30)，所述螺纹段(23)与所述止挡台阶(22)之间的间距不大于所述第二键槽(31)沿所述转轴(20)的轴线方向的长度。

4.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述转轴(20)为具有预定弹性变形能力的转轴(20)，所述螺母在所述转轴(20)受轴向预拉力后套设于所述螺纹段(23)上。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述转轴(20)包括42CrMo

转轴。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述键(40)与所述第一键槽(21)和/或所述第二键槽(31)间隙配合。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述转轴(20)的外周设置有多个锁止孔，多个所述锁止孔沿所述转轴(20)的同一圆周间隔布置，所述锁紧件(50)包括多个锁止销，多个所述锁止销一一对应地插设于所述锁止孔内。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述磁悬浮轴承电机还包括磁轴承(60)，所述磁轴承(60)套设在所述转轴(20)的外周，且所述磁轴承(60)为两个，两个所述磁轴承(60)分别设置在所述推力盘(30)两侧。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述磁悬浮轴承电机还包括隔磁桥(70)，所述隔磁桥(70)连接在两个所述磁轴承(60)之间，且所述隔磁桥(70)与两个所述磁轴承(60)围设形成容置腔，所述容置腔内设置有所述推力盘(30)。

10.根据权利要求9所述的磁悬浮轴承电机，其特征在于，所述隔磁桥(70)与两个所述磁轴承(60)之间通过焊接、紧固件连接、插拔连接三种中的至少一种连接。