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      永磁定向懸浮輪-軸承的制作方法

      文檔序號(hào):5799812閱讀:172來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):永磁定向懸浮輪-軸承的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬輪-軸承技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及永磁懸浮軸承技術(shù)與機(jī)械輥限位 技術(shù)。
      背景技術(shù)
      永磁懸浮軸承因無(wú)磨損、功率損耗低、力學(xué)緩沖效果好.,而受到業(yè)內(nèi) 的歡迎,又因永磁懸浮軸承在工作過(guò)程中需要電磁及其微機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)助 工作,而增加了設(shè)備的復(fù)雜程度,降低了工作的可靠性,所以限制了其工
      業(yè)用途。例如《一種機(jī)械-永磁懸浮復(fù)合軸〉〉(專(zhuān)利號(hào):200410097928.2)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于提供一種永磁定向懸浮輪-軸承裝置,以做到在轉(zhuǎn)動(dòng) 軸的主壓力方向無(wú)磨損、無(wú)功率損耗、力學(xué)緩沖效果好,以及工作安全可 靠,軸承非工作面漏磁(Br) 3%。
      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的永磁定向懸浮輪-軸承,包括 一內(nèi)懸浮圈,其外圈緣設(shè)有內(nèi)環(huán)形槽,其中央開(kāi)設(shè)一圓孔; 一外懸浮圈,其內(nèi)圈緣設(shè)有一T型環(huán)槽;
      外懸浮圈套設(shè)在內(nèi)懸浮圈的外圓上,兩者之間設(shè)有懸浮氣隙; 內(nèi)環(huán)形槽和T型環(huán)槽的槽口內(nèi)均并列鑲嵌有若干排環(huán)磁瓦,各排環(huán)磁
      瓦為異極間隔地朝向槽口;
      內(nèi)環(huán)形槽的槽口內(nèi)的環(huán)磁瓦和T型環(huán)槽的槽口內(nèi)的環(huán)磁瓦為同極相
      對(duì),彼此之間產(chǎn)生斥力;
      同一槽口內(nèi)并列的各排環(huán)磁瓦之間設(shè)有非鐵磁性嵌體;
      內(nèi)環(huán)形槽和T型環(huán)槽的側(cè)面槽壁與各自槽口內(nèi)相鄰的兩排環(huán)磁瓦之
      間設(shè)有側(cè)磁瓦,側(cè)磁瓦的磁化方向與各自接觸的環(huán)磁瓦的磁化方向垂直,
      S極朝向槽口的環(huán)磁瓦一側(cè)的側(cè)磁瓦N極朝向側(cè)面槽壁;N極朝向槽口的環(huán)磁瓦一側(cè)的側(cè)磁瓦S極朝向側(cè)面槽壁; 一懸臂輥限位盤(pán),其中央為軸套孔;
      一軸套栓,穿過(guò)懸臂輥限位盤(pán)的軸套孔和內(nèi)懸浮圈的圓孔,將懸臂輥 限位盤(pán)擰固在內(nèi)懸浮圈和外懸浮圈的兩側(cè)面上,且該懸臂輥限位盤(pán)與外懸 浮圈的側(cè)面之間有一間隙;
      該軸套栓的中央設(shè)有軸孔;
      懸臂輥限位盤(pán)對(duì)應(yīng)于外懸浮圈槽口內(nèi)環(huán)磁瓦的位置上,懸臂輥限位盤(pán) 的盤(pán)面上呈放射狀地開(kāi)設(shè)有若干懸臂輥口,每一懸臂輥口內(nèi)徑向地套設(shè)一 懸臂輥,懸臂輥通過(guò)輥軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在懸臂輥限位盤(pán)上,由懸臂輥將外 懸浮圈限制在與內(nèi)懸浮圈平行對(duì)正的位置上;
      內(nèi)懸浮圈和外懸浮圈的槽壁、側(cè)磁瓦、環(huán)磁瓦和非鐵磁性嵌體的厚度 相等。
      本發(fā)明的永磁定向懸浮輪-軸承,在軸的主壓力方向采用永磁懸浮以 做到無(wú)磨損、無(wú)功率損耗、力學(xué)緩沖效果好;在與軸主壓力垂直的側(cè)向, 采用限位輥限位,在保證永磁懸浮軸承內(nèi)、外環(huán)對(duì)正的同時(shí),也因發(fā)生了 輥動(dòng)接觸而消耗了少量功率,但與軸的主壓力直接作用到機(jī)械軸承上相 比,可減少功率損耗卯%,同時(shí)也極大地提高了永磁懸浮軸承工作的可靠 性,利于在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。


      圖1為永磁定向懸浮輪-軸承正面示意圖。 圖2為圖1B-B剖面示意圖。 圖3為圖2A-A剖面示意圖。
      具體實(shí)施例方式
      本發(fā)明由內(nèi)懸浮圈、外懸浮圈、懸臂輥限位盤(pán)三部分構(gòu)成。其中 內(nèi)懸浮圈部分由內(nèi)環(huán)形槽、環(huán)磁瓦、非鐵磁性嵌體三部分構(gòu)成。內(nèi) 環(huán)形槽的槽口向圓心的外側(cè),槽底圍成軸套孔,由鐵磁性材料比如但不限 于碳鋼制造。環(huán)磁瓦分別由N極和S極朝向內(nèi)環(huán)形槽的槽口 (即N極環(huán) 磁瓦與S極環(huán)磁瓦相間隔排列)排列成的N極環(huán)磁瓦和S極環(huán)磁瓦組成。在N極環(huán)磁瓦與S極環(huán)磁瓦之間設(shè)有非鐵磁性嵌體環(huán),其厚度0.5-3毫米,
      以1毫米為佳,其作用是既減少軸向斥力,又對(duì)徑向斥懸浮力不產(chǎn)生大的 影響。在內(nèi)環(huán)形槽的側(cè)面槽壁與環(huán)磁瓦之間設(shè)有側(cè)磁瓦,側(cè)磁瓦的磁化方
      向與環(huán)磁瓦垂直,當(dāng)環(huán)磁瓦的N極朝向槽口時(shí),側(cè)磁瓦的N極向N極環(huán) 磁瓦,側(cè)磁瓦的S極向內(nèi)環(huán)形槽的側(cè)面槽壁;當(dāng)環(huán)磁瓦的S極朝向槽口時(shí), 側(cè)磁瓦的S極向S極環(huán)磁瓦,側(cè)磁瓦的N極朝向內(nèi)環(huán)形槽的側(cè)面槽壁,以 提高環(huán)磁瓦的懸浮力。環(huán)磁瓦由硬磁材料比如但不限于釹鐵硼制造,其體 積大小視永磁懸浮輪-軸承所需懸浮力大小而定,其計(jì)算公式是公知的,也 可用市售商業(yè)軟件求解,故不詳述。非鐵磁性嵌體由非鐵磁性金屬比如但 不限于鋁合金制造。當(dāng)對(duì)永磁懸浮輪-軸承的懸浮力有較大的要求時(shí),也可 通過(guò)增加環(huán)磁瓦的環(huán)數(shù)來(lái)滿(mǎn)足,但N極環(huán)磁瓦與S極環(huán)磁瓦要相間隔排列, 兩環(huán)磁瓦之間的非鐵磁性嵌體的厚度要相等。
      外懸浮圈部分由T形環(huán)槽、環(huán)磁瓦、非鐵磁性嵌體三部分構(gòu)成。T 形環(huán)槽的槽口向圓心的內(nèi)側(cè),槽底圍成輪緣,由鐵磁性材料比如但不限于 碳鋼制造。環(huán)磁瓦分別由N極和S極朝向內(nèi)環(huán)形槽的槽口 (即N極環(huán)磁 瓦與S極環(huán)磁瓦相間隔排列)排列成的N極環(huán)磁瓦和S極環(huán)磁瓦組成。在 N極環(huán)磁瓦與S極環(huán)磁瓦之間設(shè)有非鐵磁性嵌體環(huán),其厚度0.5-3毫米, 以1毫米為佳,其作用是既減少軸向斥力,又對(duì)徑向斥懸浮力不產(chǎn)生大的 影響。在T形環(huán)槽的側(cè)面槽壁與環(huán)磁瓦之間設(shè)有側(cè)磁瓦,側(cè)磁瓦的磁化方 向與環(huán)磁瓦垂直,當(dāng)環(huán)磁瓦的N極朝向槽口時(shí),側(cè)磁瓦的N極向N極環(huán) 磁瓦,側(cè)磁瓦的S極向T形環(huán)槽的側(cè)面槽壁;當(dāng)環(huán)磁瓦的S極朝向槽口時(shí), 側(cè)磁瓦的S極向S極環(huán)磁瓦,側(cè)磁瓦的N極朝向T形環(huán)槽的側(cè)面槽壁, 以提高環(huán)磁瓦的懸浮力。環(huán)磁瓦由硬磁材料比如但不限于釹鐵硼制造,其 體積大小視永磁懸浮輪-軸承所需懸浮力大小而定,其計(jì)算公式是公知的, 也可用市售商業(yè)軟件求解,故不詳述。非鐵磁性嵌體由非鐵磁性金屬比如 但不限于鋁合金制造。當(dāng)對(duì)永磁懸浮輪-軸承的懸浮力有較大的要求時(shí),也 可通過(guò)增加環(huán)磁瓦的環(huán)數(shù)來(lái)滿(mǎn)足,但N極環(huán)磁瓦與S極環(huán)磁瓦要相間隔排 列,兩環(huán)磁瓦之間的非鐵磁性嵌體的厚度要相等。
      懸臂輥限位盤(pán)部分由懸臂輥、盤(pán)座、軸套栓三部分構(gòu)成。懸臂輥通 過(guò)輥軸與盤(pán)座相連結(jié)。懸臂輥限位盤(pán)的盤(pán)座通過(guò)軸栓套固定在內(nèi)懸浮圈的
      軸套孔上,懸臂輥的輥軸為徑向安裝(即指向圓心)。兩側(cè)盤(pán)座上的懸臂 輥對(duì)應(yīng)安裝,將外懸浮圈限制在兩側(cè)懸臂輥的中央。使外懸浮圈只能轉(zhuǎn)動(dòng) 和沿徑向變化懸浮氣隙(移動(dòng)),不能沿軸向串動(dòng)。懸臂輥、盤(pán)座、輥軸 由金屬比如但不限于鋁合金制造。
      永磁定向懸浮輪-軸承的工作原理是,內(nèi)懸浮圈和與其對(duì)應(yīng)的外懸浮圈 的槽壁、側(cè)磁瓦、環(huán)磁瓦、嵌體的厚度相等,且同性磁極環(huán)磁對(duì)應(yīng)。其斥 懸浮力將內(nèi)懸浮圈懸在外懸浮圈的中央,兩者之間氣隙可視實(shí)際工程需求
      而定。當(dāng)無(wú)特殊要求時(shí)可定在4-20毫米之間,以10毫米為佳。懸臂輥的
      作用是對(duì)外懸浮圈進(jìn)行軸向限位,使之只能轉(zhuǎn)動(dòng)和沿徑向變化懸浮氣隙 (以適應(yīng)不同的軸壓),不能沿軸向串動(dòng)。當(dāng)外懸浮圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),限位懸臂 輥跟著轉(zhuǎn)動(dòng),因徑向懸浮力遠(yuǎn)大于軸向限位力,所以限位輥的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力
      很小,與同型號(hào)輥珠軸承相比可節(jié)能90%,使用壽命至少長(zhǎng)2倍。
      以下所述內(nèi)容是結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明,而不應(yīng)被理解為 是對(duì)本發(fā)明的限定。
      請(qǐng)參見(jiàn)圖1,懸臂輥限位盤(pán)3設(shè)置在外懸浮圈2的中央,懸臂輥限位 盤(pán)3的中央為軸套栓4,該懸臂輥限位盤(pán)3通過(guò)軸套栓4固定(螺紋)在 內(nèi)懸浮圈1上,軸套栓4的中央設(shè)有軸孔4a。懸臂輥3a通過(guò)輥軸3a,,與 限位盤(pán)座3b連結(jié)牢固。請(qǐng)參見(jiàn)圖2,懸臂輥限位盤(pán)3通過(guò)軸套栓4擰固在 內(nèi)懸浮圈1的兩側(cè)面上,限位盤(pán)3的懸臂端不與外懸浮圈2接觸(兩者之 間設(shè)有氣隙)以避免兩者之間發(fā)生摩擦。只有懸臂輥3a與外懸浮圈2輥 動(dòng)接觸。懸臂輥3a將外懸浮圈2限制在與內(nèi)懸浮圈1平行對(duì)正的設(shè)計(jì)位 置上,即軸向限位,使其只能轉(zhuǎn)動(dòng)和沿徑向發(fā)生氣隙變化(移動(dòng))。從圖2 中還可以看出,內(nèi)懸浮圈1的內(nèi)環(huán)形槽la與外懸浮圈2的T形環(huán)槽2a的 槽口相對(duì)應(yīng)。內(nèi)環(huán)形槽la內(nèi)的中央鑲嵌有S極與N極環(huán)磁瓦lc,在兩個(gè) 相鄰環(huán)磁瓦lc之間設(shè)有非鐵磁性嵌體ld。在內(nèi)環(huán)形槽la的側(cè)面槽壁la' 與N極環(huán)磁瓦lc之間設(shè)有側(cè)磁瓦lb。側(cè)磁瓦lb的磁化方向與環(huán)磁瓦lc 的磁化方向垂直,因環(huán)磁瓦lc的N極朝向槽口,故側(cè)磁瓦lb的N極朝 向N極環(huán)磁瓦lc,側(cè)磁瓦lb的S極朝向側(cè)面槽壁la,。 T形環(huán)槽2a內(nèi)的 中央鑲嵌有S極與N極環(huán)磁瓦2c,在兩個(gè)相鄰環(huán)磁瓦之間設(shè)有非鐵磁性 嵌體2d。在T形環(huán)槽2a的側(cè)面槽壁2a'與N極環(huán)磁瓦2c之間設(shè)有側(cè)磁瓦
      2b,側(cè)磁瓦2b的磁化方向與環(huán)磁瓦2c的磁化方向垂直;因環(huán)磁瓦2c的N 極朝向槽口,故側(cè)磁瓦2b的N極朝向N極環(huán)磁瓦2c,側(cè)磁瓦的S極朝向 側(cè)面槽壁2a,。內(nèi)懸浮圈1的槽壁la'、側(cè)磁瓦lb、環(huán)磁瓦lc、非鐵磁性 嵌體ld與外懸浮圈2的槽壁2a'、側(cè)磁瓦2b、環(huán)磁瓦2c、非鐵磁性嵌體 2d相對(duì)應(yīng),其厚度相等。請(qǐng)參見(jiàn)圖3,內(nèi)、外懸浮圈的環(huán)磁瓦lc、 2c同 極相對(duì),彼此之間產(chǎn)生斥力。由圖3還可知環(huán)磁瓦lc、 2c,側(cè)磁瓦lb、 2b,非鐵磁性嵌體ld、 2d是連續(xù)布置的。
      使用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為主受力方向無(wú)磨損、力學(xué)緩沖效果好、工作安全 可靠、使用壽命長(zhǎng)、比輥動(dòng)珠軸承節(jié)能90%,既可當(dāng)輪子使用,也可當(dāng)軸 承使用。
      權(quán)利要求
      1、一種永磁定向懸浮輪-軸承,包括一內(nèi)懸浮圈,其外圈緣設(shè)有內(nèi)環(huán)形槽,其中央開(kāi)設(shè)一圓孔;一外懸浮圈,其內(nèi)圈緣設(shè)有一T型環(huán)槽;外懸浮圈套設(shè)在內(nèi)懸浮圈的外圓上,兩者之間設(shè)有懸浮氣隙;內(nèi)環(huán)形槽和T型環(huán)槽的槽口內(nèi)均并列鑲嵌有若干排環(huán)磁瓦,各排環(huán)磁瓦為異極間隔地朝向槽口;內(nèi)環(huán)形槽的槽口內(nèi)的環(huán)磁瓦和T型環(huán)槽的槽口內(nèi)的環(huán)磁瓦為同極相對(duì),彼此之間產(chǎn)生斥力;同一槽口內(nèi)并列的各排環(huán)磁瓦之間設(shè)有非鐵磁性嵌體;內(nèi)環(huán)形槽和T型環(huán)槽的側(cè)面槽壁與各自槽口內(nèi)相鄰的兩排環(huán)磁瓦之間設(shè)有側(cè)磁瓦,側(cè)磁瓦的磁化方向與各自接觸的環(huán)磁瓦的磁化方向垂直,S極朝向槽口的環(huán)磁瓦一側(cè)的側(cè)磁瓦N極朝向側(cè)面槽壁;N極朝向槽口的環(huán)磁瓦一側(cè)的側(cè)磁瓦S極朝向側(cè)面槽壁;一懸臂輥限位盤(pán),其中央為軸套孔;一軸套栓,穿過(guò)懸臂輥限位盤(pán)的軸套孔和內(nèi)懸浮圈的圓孔,將懸臂輥限位盤(pán)擰固在內(nèi)懸浮圈和外懸浮圈的兩側(cè)面上,且該懸臂輥限位盤(pán)與外懸浮圈的側(cè)面之間有一間隙;該軸套栓的中央設(shè)有軸孔;懸臂輥限位盤(pán)對(duì)應(yīng)于外懸浮圈槽口內(nèi)環(huán)磁瓦的位置上,懸臂輥限位盤(pán)的盤(pán)面上呈放射狀地開(kāi)設(shè)有若干懸臂輥口,每一懸臂輥口內(nèi)徑向地套設(shè)一懸臂輥,懸臂輥通過(guò)輥軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在懸臂輥限位盤(pán)上,由懸臂輥將外懸浮圈限制在與內(nèi)懸浮圈平行對(duì)正的位置上;內(nèi)懸浮圈和外懸浮圈的槽壁、側(cè)磁瓦、環(huán)磁瓦和非鐵磁性嵌體的厚度相等。
      2、 如權(quán)利要求1所述的永磁定向懸浮輪-軸承,其中,環(huán)磁瓦、側(cè)磁 瓦及非鐵磁性嵌體是連續(xù)設(shè)布置的。
      3、 如權(quán)利要求1所述的永磁定向懸浮輪-軸承,其中,環(huán)磁瓦和側(cè)磁 瓦為釹鐵硼制成。
      4、 如權(quán)利要求l所述的永磁定向懸浮輪-軸承,其中,懸臂輥限位盤(pán)、 懸臂輥及非鐵磁性嵌體為鋁合金制成。
      5、 如權(quán)利要求1所述的永磁定向懸浮輪-軸承,其中,內(nèi)懸浮圈和外 懸浮圈為碳鋼制成。
      全文摘要
      一種永磁定向懸浮輪-軸承,由內(nèi)懸浮圈、外懸浮圈、懸臂輥限位盤(pán)三部分構(gòu)成,內(nèi)懸浮圈和與對(duì)應(yīng)的外懸浮圈的T形環(huán)槽的槽壁、側(cè)磁瓦、環(huán)磁瓦、嵌體的厚度相等,且同性磁極環(huán)磁對(duì)應(yīng)。其斥懸浮力將內(nèi)懸浮圈懸在外懸浮圈的中央,兩者之間設(shè)有氣隙。懸臂輥的作用是對(duì)外懸浮圈進(jìn)行軸向限位,使之只能轉(zhuǎn)動(dòng)和沿徑向變化懸浮氣隙(以適應(yīng)不同的軸壓),不能沿軸向串動(dòng)。當(dāng)外懸浮圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),限位懸臂輥跟著轉(zhuǎn)動(dòng),因徑向懸浮力遠(yuǎn)大于軸向限位力,所以限位輥的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力很小。
      文檔編號(hào)F16C32/04GK101344120SQ20081011897
      公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
      發(fā)明者李嶺群 申請(qǐng)人:李嶺群
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