專利名稱:一種永磁磁懸浮軸承的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種永磁磁懸浮軸承，包括軸承座（4）、內圈（2）和外圈（3），在內圈（2）和外圈（3）上相對設置磁極極性相同的永磁體以給軸承提供徑向懸浮力、相對設置極性相同或極性相異的永磁體以給軸承提供軸向推力或軸向引力；所述外圈（3）的外端面與軸向穿過軸承座（4）端面上的螺紋孔的調整螺栓（5）的前端相接觸，調整螺栓（5）通過旋進或旋退以調整外圈（3）相對于軸承座（4）的軸向位置。本實用新型通過調整螺栓調整內圈、外圈之間的軸向推力或軸向引力以控制轉軸的軸向竄動量，徑向懸浮力不會因軸向氣隙的調整而改變，能夠為轉軸提供穩定可靠的懸浮力，結構簡單、體積小、可靠性高且便于安裝和調整，故適宜推廣使用。
【專利說明】一種永磁磁懸浮軸承
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種軸承，具體地說是一種結構簡單、穩定性強且能夠同時提供徑向懸浮力和可調節軸向推力的永磁磁懸浮軸承。
【背景技術】
[0002]磁懸浮軸承利用磁力作用將轉子懸浮，使轉子與定子之間不存在機械接觸。與傳統滾動軸承、滑動軸承等機械式軸承相比，磁懸浮軸承具有無機械磨損、發熱少、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點，可支承高速轉動的軸。
[0003]磁懸浮軸承按懸浮方式可分為主動式、被動式和組合式。主動式和組合式磁懸浮軸承的磁場主要由電磁鐵提供，系統包含傳感器、控制電路等，結構復雜、運行成本高、可靠性低。被動式磁懸浮軸承完全采用永磁體提供懸浮力，具有結構簡單、運行可靠、壽命長等優點。中國專利1177066A號公開的名稱為“磁懸浮軸承”提出了一種徑向懸浮結構磁懸浮軸承，即利用內外環形磁鐵相互排斥所產生的徑向力使轉子懸浮。該種磁懸浮軸承沒有設置軸向排斥力，其作用相當于圓柱滾子軸承。中國專利CN202451603U介紹了一種組合式磁懸浮軸承，不僅利用永磁環間的徑向斥力使轉軸保持懸浮狀態，還可以通過軸向磁環之間的作用力形成雙向的軸向限位，其作用相當于深溝球軸承。中國專利CN102062148A公開了一種錐形磁懸浮軸承，定、轉子上的錐形永磁體間的斥力可分解為軸向力和徑向力，且可以通過調整氣隙的大小來改變定、轉子間的斥力大小。該軸承結構簡單，但錐形永磁體的產生軸向和徑向分力較小，且加工非常困難，不適合工業生產。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有磁懸浮軸承存在的問題，提供一種結構簡單、穩定性強且能夠同時提供徑向懸浮力和可調節軸向推力的永磁磁懸浮軸承。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案解決的:
[0006]一種永磁磁懸浮軸承，包括軸承座、內圈和外圈，其特征在于:所述的軸承座內嵌置有盆狀結構的外圈，外圈內設有插套式不接觸轉動配合的筒狀結構的內圈，在內圈的外圓周面和外圈的內圓周面上相對設置磁極極性相同的永磁體以給軸承提供徑向懸浮力，且在內圈朝向外圈內端面的軸向端面上和外圈的內端面上相對設置極性相同或極性相異的永磁體以給軸承提供軸向推力或軸向引力；所述外圈的外端面與軸向穿過軸承座端面上的螺紋孔的調整螺栓的前端相接觸，調整螺栓通過旋進或旋退以調整外圈相對于軸承座的軸向位置來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制固定在內圈上的轉軸的軸向竄動量。
[0007]所述內圈的軸向端面和外圈的內端面之間設有軸向氣隙且內圈的外圓周面和外圈的內圓周面之間設有徑向氣隙。
[0008]所述的調整螺栓通過調整外圈相對于軸承座的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制轉軸的軸向竄動量，且在此過程中徑向氣隙的大小和徑向懸浮力的大小不會變化。
[0009]所述的調整螺栓上設有貼附在軸承座端面上的鎖緊螺母。
[0010]所述的內圈包括內圈磁座、徑向內磁環和軸向內磁環，內圈磁座的外圓周面上設有固定設置徑向內磁環的徑向外臺階，且內圈磁座朝向外圈內端面的軸向端面上設有固定設置軸向內磁環的軸向外臺階；所述的外圈包括外圈磁座、徑向外磁環和軸向外磁環，在外圈磁座的內圓周面上設有固定設置徑向外磁環的徑向內臺階，且外圈磁座的內端面上設有固定設置軸向外磁環的軸向內臺階。
[0011 ] 所述的徑向內磁環、徑向外磁環、軸向內磁環與軸向外磁環均為整體圓環狀永磁體。
[0012]所述的徑向內磁環和徑向外磁環均徑向充磁，且徑向內磁環外圓周面的磁極極性與徑向外磁環內圓周面的磁極極性相同。
[0013]所述的軸向內磁環和軸向外磁環軸向充磁，軸向內磁環與軸向外磁環相對的端面磁極極性相同或極性相異。
[0014]該永磁磁懸浮軸承成對使用時，兩個軸承相對設置且位于同一個轉軸的兩端，此時軸向內磁環與軸向外磁環相對的端面磁極極性相同或極性相異；所述軸向內磁環與軸向外磁環相對的端面磁極極性相同時，調整螺栓通過調整外圈相對于軸承座的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而限制轉軸的軸向位置；所述軸向內磁環與軸向外磁環相對的端面磁極極性相異時，調整螺栓通過調整外圈相對于軸承座的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙來增強或減弱該軸承的軸向引力并進而限制轉軸的軸向位置。
[0015]該永磁磁懸浮軸承單獨使用時，此時軸向內磁環與軸向外磁環相對的端面磁極極性相同，調整螺栓通過調整外圈相對于軸承座的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而控制轉軸的軸向竄動量。
[0016]本實用新型相比現有技術有如下優點:
[0017]本實用新型所提供的永磁磁懸浮軸承利用徑向磁環產生徑向懸浮力、利用軸向磁環產生軸向推力或軸向引力，永磁磁懸浮軸承成對使用能夠進行軸向限位；軸向磁環間的軸向氣隙能夠通過調整螺栓進行螺紋調整，進而調整內圈、外圈之間的軸向推力或軸向引力，進而控制轉軸的軸向竄動量。
[0018]本實用新型的永磁磁懸浮軸承的徑向懸浮力不會因軸向氣隙的調整而改變，能夠為轉軸提供穩定可靠的懸浮力；且具有結構簡單、體積小、可靠性高、便于安裝和調整的優點，故適宜推廣使用。
【附圖說明】
[0019]附圖1為本實用新型的永磁磁懸浮軸承結構示意圖；
[0020]附圖2為附圖1的垂直于軸線的A-A截面結構示意圖。
[0021]其中:I一軸承座；2—內圈；3—外圈；4一軸承座；5—調整螺檢；6—鎖緊螺母；7—徑向內磁環；8—徑向外磁環；9—軸向內磁環；10—軸向外磁環；11—內圈磁座；12—外圈磁座；13—徑向外臺階；14一軸向外臺階；15—徑向內臺階；16—軸向內臺階；17—徑向氣隙；18—軸向氣隙。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0023]如圖1、圖2所示:一種永磁磁懸浮軸承，包括軸承座4、內圈2和外圈3，在軸承座4內嵌置有盆狀結構的外圈3，外圈3內設有插套式不接觸轉動配合的筒狀結構的內圈2，在內圈2的外圓周面和外圈3的內圓周面上相對設置磁極極性相同的永磁體以給軸承提供徑向懸浮力，且在內圈2朝向外圈3內端面的軸向端面上和外圈3的內端面上相對設置極性相同或極性相異的永磁體以給軸承提供軸向推力或軸向引力；上述結構中內圈2和外圈3上的永磁體具體設置方式如下:其中內圈2包括內圈磁座11、徑向內磁環7和軸向內磁環9，內圈磁座11的外圓周面上設有固定設置徑向內磁環7的徑向外臺階13，且內圈磁座11朝向外圈3內端面的軸向端面上設有固定設置軸向內磁環9的軸向外臺階14 ;而外圈3包括外圈磁座12、徑向外磁環8和軸向外磁環10，在外圈磁座12的內圓周面上設有固定設置徑向外磁環8的徑向內臺階15，且外圈磁座12的內端面上設有固定設置軸向外磁環10的軸向內臺階16 ;徑向內磁環7、徑向外磁環8、軸向內磁環9與軸向外磁環10均為整體圓環狀永磁體且安裝后軸向中心線同軸設置，徑向內磁環7和徑向外磁環8均徑向充磁，且徑向內磁環7外圓周面的磁極極性與徑向外磁環8內圓周面的磁極極性相同從而產生排斥的磁力為該永磁磁懸浮軸承提供徑向懸浮力；軸向內磁環9和軸向外磁環10軸向充磁，軸向內磁環9與軸向外磁環10相對的端面磁極極性相同或極性相異從而產生排斥或相吸的磁力為該永磁磁懸浮軸承提供軸向推力或軸向引力。
[0024]在上述結構中，外圈3的外端面與軸向穿過軸承座4端面上的螺紋孔的調整螺栓5的前端相接觸，調整螺栓5通過旋進或旋退以調整外圈3相對于軸承座4的軸向位置來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制固定在內圈2上的轉軸I的軸向竄動量。具體來說，內圈2的軸向端面和外圈3的內端面之間設有軸向氣隙18且內圈2的外圓周面和外圈3的內圓周面之間設有徑向氣隙17，即軸向內磁環9的端面與軸向外磁環10的端面相對安裝且留有軸向氣隙18且徑向內磁環7的外圓周面與徑向外磁環8的內圓周面相對安裝且留有徑向氣隙17，此時調整螺栓5通過調整外圈3相對于軸承座4的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙18來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制轉軸I的軸向竄動量，且在此過程中徑向氣隙17的大小和徑向懸浮力的大小不會變化，即該永磁磁懸浮軸承的徑向懸浮力能夠為轉軸I提供穩定可靠的懸浮力，而不會因軸向氣隙18的調整而改變。另外在調整螺栓5上設有貼附在軸承座4端面上的鎖緊螺母6以對調整螺栓5進行限位。且為了能夠得到最好最平穩的調整效果，需要將軸承座4上加工的螺紋孔軸向中心線與轉軸I的軸向中心線同軸設置，該螺紋孔用于安裝調整螺栓5和鎖緊螺母6，此時調整螺栓5的前端抵在外圈3外端面的中心位置，旋轉調整螺栓5即可改變外圈3相對于內圈2的軸向位置。
[0025]本實用新型的永磁磁懸浮軸承能夠單獨使用或成對使用，當永磁磁懸浮軸承單獨使用時，此時軸向內磁環9與軸向外磁環10相對的端面磁極極性相同，調整螺栓5通過調整外圈3相對于軸承座4的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙18來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而控制轉軸I的軸向竄動量。當永磁磁懸浮軸承成對使用時，兩個軸承相對設置且位于同一個轉軸I的兩端，此時軸向內磁環9與軸向外磁環10相對的端面磁極極性相同或極性相異；軸向內磁環9與軸向外磁環10相對的端面磁極極性相同時，調整螺栓5通過調整外圈3相對于軸承座4的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙18來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而限制轉軸I的軸向位置；軸向內磁環9與軸向外磁環10相對的端面磁極極性相異時，調整螺栓5通過調整外圈3相對于軸承座4的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙18來增強或減弱該軸承的軸向引力并進而限制轉軸I的軸向位置。
[0026]本實用新型所提供的永磁磁懸浮軸承利用徑向磁環產生徑向懸浮力、利用軸向磁環產生軸向推力或軸向引力，永磁磁懸浮軸承成對使用能夠進行軸向限位；軸向磁環間的軸向氣隙18能夠通過調整螺栓5進行螺紋調整，進而調整內圈2、外圈3之間的軸向推力或軸向引力，進而控制轉軸I的軸向竄動量，且永磁磁懸浮軸承的徑向懸浮力不會因軸向氣隙18的調整而改變，能夠為轉軸I提供穩定可靠的懸浮力；該永磁磁懸浮軸承具有結構簡單、體積小、可靠性高、便于安裝和調整的優點，故適宜推廣使用。
[0027]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內；本實用新型未涉及的技術均可通過現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種永磁磁懸浮軸承，包括軸承座(4)、內圈(2)和外圈(3)，其特征在于:所述的軸承座(4)內嵌置有盆狀結構的外圈(3)，外圈(3)內設有插套式不接觸轉動配合的筒狀結構的內圈(2)，在內圈(2)的外圓周面和外圈(3)的內圓周面上相對設置磁極極性相同的永磁體以給軸承提供徑向懸浮力，且在內圈(2)朝向外圈(3)內端面的軸向端面上和外圈(3)的內端面上相對設置極性相同或極性相異的永磁體以給軸承提供軸向推力或軸向引力；所述外圈(3)的外端面與軸向穿過軸承座(4)端面上的螺紋孔的調整螺栓(5)的前端相接觸，調整螺栓(5)通過旋進或旋退以調整外圈(3)相對于軸承座(4)的軸向位置來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制固定在內圈(2)上的轉軸(I)的軸向竄動量。2.根據權利要求1所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述內圈(2)的軸向端面和外圈(3)的內端面之間設有軸向氣隙(18)且內圈(2)的外圓周面和外圈(3)的內圓周面之間設有徑向氣隙(17)。3.根據權利要求2所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的調整螺栓(5)通過調整外圈(3 )相對于軸承座(4 )的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙(18 )來增強或減弱該軸承的軸向推力或軸向引力并進而控制轉軸(I)的軸向竄動量，且在此過程中徑向氣隙(17)的大小和徑向懸浮力的大小不會變化。4.根據權利要求1或3所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的調整螺栓(5)上設有貼附在軸承座(4)端面上的鎖緊螺母(6)。5.根據權利要求1所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的內圈(2)包括內圈磁座(11)、徑向內磁環(7)和軸向內磁環(9)，內圈磁座(11)的外圓周面上設有固定設置徑向內磁環(7)的徑向外臺階(13)，且內圈磁座(11)朝向外圈(3)內端面的軸向端面上設有固定設置軸向內磁環(9)的軸向外臺階(14);所述的外圈(3)包括外圈磁座(12)、徑向外磁環(8)和軸向外磁環(10)，在外圈磁座(12)的內圓周面上設有固定設置徑向外磁環(8)的徑向內臺階(15)，且外圈磁座(12)的內端面上設有固定設置軸向外磁環(10)的軸向內臺階(16)。6.根據權利要求5所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的徑向內磁環(7)、徑向外磁環(8 )、軸向內磁環(9 )與軸向外磁環(10 )均為整體圓環狀永磁體。7.根據權利要求5或6所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的徑向內磁環(7)和徑向外磁環(8 )均徑向充磁，且徑向內磁環(7 )外圓周面的磁極極性與徑向外磁環(8 )內圓周面的磁極極性相同。8.根據權利要求5或6所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:所述的軸向內磁環(9)和軸向外磁環(10)軸向充磁，軸向內磁環(9)與軸向外磁環(10)相對的端面磁極極性相同或極性相異。9.根據權利要求8所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:該永磁磁懸浮軸承成對使用時，兩個軸承相對設置且位于同一個轉軸(I)的兩端，此時軸向內磁環(9)與軸向外磁環(10)相對的端面磁極極性相同或極性相異；所述軸向內磁環(9)與軸向外磁環(10)相對的端面磁極極性相同時，調整螺栓(5)通過調整外圈(3)相對于軸承座(4)的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙(18)來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而限制轉軸(I)的軸向位置；所述軸向內磁環(9)與軸向外磁環(10)相對的端面磁極極性相異時，調整螺栓(5)通過調整外圈(3 )相對于軸承座(4 )的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙(18 )來增強或減弱該軸承的軸向引力并進而限制轉軸(I)的軸向位置。10.根據權利要求8所述的永磁磁懸浮軸承，其特征在于:該永磁磁懸浮軸承單獨使用時，此時軸向內磁環(9 )與軸向外磁環(10 )相對的端面磁極極性相同，調整螺栓(5 )通過調整外圈(3)相對于軸承座(4)的軸向位置以擴大或減小軸向氣隙(18)來增強或減弱該軸承的軸向推力并進而控制轉軸(I)的軸向竄動量。
【文檔編號】F16C32-04GK204267531SQ201420742091
【發明者】王向東, 周麗萍 [申請人]南京艾凌永磁調速技術研究有限公司