一种径向永磁悬浮轴承制造技术

本发明专利技术提供一种径向永磁悬浮轴承，包括环形的转子基体和至少三个套在转子基体外部轴向相邻之间紧密贴合的环形的转子永磁体，且相邻的转子永磁体的外圆周的磁极极性相反，径向永磁悬浮轴承还包括环形的定子基体及环绕设在定子基体内壁上的多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体，多个第一定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，磁极极性相反构成拉推磁路；多个第二定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，磁极极性相同构成斥推磁路。本发明专利技术提供的径向永磁悬浮轴承，不再需要机械轴承作为辅助微支点，可以克服现有的永磁悬浮轴承不能完全摆脱摩擦力的影响，同时其可承受的径向力也较小的缺点。同时其可承受的径向力也较小的缺点。同时其可承受的径向力也较小的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种径向永磁悬浮轴承


[0001]本专利技术涉及磁悬浮领域，具体为一种径向永磁悬浮轴承。

技术介绍

[0002]磁悬浮在各行业都具有广阔的应用前景，但电磁悬浮的结构及控制比较复杂，且需要消耗大量的电能。超导悬浮则需要有液氮参与，成本很高。根据恩绍定理，永磁体的静态稳定悬浮是不可实现的，由于电磁悬浮的控制系统太复杂，超导悬浮要有液氮，成本昂贵，因而，探索永磁悬浮就有了吸力型和斥力型的许多专利。本申请专利技术人李国坤的永磁能论冲破了该理论，永磁能论认为永磁系统的静磁能越低就越稳定，通过数万次的实验验证了永磁的静态悬浮的实现，并应用在了一些领域，永磁悬浮轴承即是一项重要的应用，但目前的径向永磁悬浮轴承还是属于有支点微摩擦的轴承，不能完全摆脱摩擦力的影响，同时其可承受的径向力也较小。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种径向永磁悬浮轴承，不再需要机械轴承作为辅助微支点，可以克服现有的永磁悬浮轴承不能完全摆脱摩擦力的影响，同时其可承受的径向力也较小的缺点。
[0004]本专利技术的径向永磁悬浮轴承，包括环形的转子基体和至少三个套在所述转子基体外部轴向相邻之间紧密贴合的环形的转子永磁体，且相邻的转子永磁体的外圆周的磁极极性相反，所述径向永磁悬浮轴承还包括环形的定子基体及环绕设在所述定子基体内壁上的多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体，第一定子永磁体和转子永磁体两种磁体的数量和贴合方式均相同，且两种磁体的轴向尺寸也相同，所述第二定子永磁体的轴向尺寸小于所述转子永磁体的轴向尺寸，所述第一定子永磁体和第二定子永磁体位于同一环形体上且均相对于同一个通过定子基体的轴线的垂直截面对称，所述垂直截面与水平面垂直，第一定子永磁体位于环形体的上部，第二定子永磁体位于环形体的下部，第二定子永磁体圆心角大于或等于195
°
且第二定子永磁体的径向尺寸大于所述第一定子永磁体的径向尺寸，第二定子永磁体的磁能积大于第一定子永磁体的磁能积，多个所述第一定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，所述第一定子永磁体内壁的磁极极性和与其相对的转子永磁体的外壁的磁极极性相反，多个转子永磁体和与其对应的第一定子永磁体构成拉推磁路；多个第二定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，且第二定子永磁体在轴向上相对于与其相对应的转子永磁体居中设置，所述第二定子永磁体内壁的磁极极性和与其相对的转子永磁体的外壁的磁极极性相同，多个转子永磁体和与其对应的第二定子永磁体构成斥推磁路。
[0005]作为优选，所述第一定子永磁体的内径大于所述第二定子永磁体的内径。
[0006]作为优选，所述第二定子永磁体的最大磁能积为第一定子永磁体的最大磁能积的1.2及以上。
[0007]作为优选，第二定子永磁体采用45SH钕铁硼磁铁，第一定子永磁体采用35SH钕铁硼磁铁。
[0008]作为优选，所述第一定子永磁体的圆心角115
°‑
130
°
，所述第二定子永磁体的圆心角为195
°‑
205
°
。
[0009]作为优选，所述第二定子永磁体的圆心角为200
°
，所述第一定子永磁体的圆心角为130
°
。，
[0010]本专利技术的径向永磁悬浮轴承与现有技术相比具有以下有益效果：
[0011]1、本专利技术的径向永磁悬浮轴承的第一定子永磁体和第二定子永磁体均相对于同一个通过定子基体的轴线的轴向截面对称。当本专利技术的永磁悬浮轴承安装在水平的旋转轴上时，第一定子永磁体位于第二定子永磁体上方，且上述轴向截面此时为垂直于水平面的平面。在转子基体的重力+转子永磁体的重力+旋转轴重力+负载重力的作用下(没有其它外力作用)，转子永磁体的轴线、旋转轴的轴线和定子基体的轴线重合，即转子永磁体位于定子基体的中心。本专利技术的径向永磁悬浮轴承在应用时，其转子基体的内壁与水平的旋转轴固定，并在可旋转轴的带动下与旋转轴同步旋转。转子的受力情况如下，在向下的方向上，转子基体的重力+转子永磁体的重力+旋转轴重力+负载重力＝G，向上的力为第一定子永磁体对多个转子永磁体组成的拉推磁路产生的异极吸力F吸和第二定子永磁体对多个转子永磁体组成的斥推磁路产生的同极斥力F斥，F吸+F斥＝G，两个向上的力大大增加了悬浮力和稳定刚度。当旋转轴受到向下的外力而向下移动时，F斥增大阻止旋转轴继续向下移动，当受到向上的外力时，F斥减少阻止旋转轴继续向上移动。本专利技术的径向永磁悬浮轴承通过第一定子永磁体对转子永磁体产生的F吸和第二定子永磁体对转子永磁体产生的F斥共同作用，可明显提高其承受的负载及在轴向向下的方向的外力。本专利技术中第一定子永磁体位于环形的上部，第二定子永磁体位于环形的下部，第二定子永磁体圆心角大于或等于195
°
且径向尺寸大于所述第一定子永磁体，根据本申请专利技术人的永磁能论，永磁系统力图其永磁能最低。因而，水平方向有轴向斥力左右自稳定；上下靠上面拉推磁路吸力薄、小角度、低性(磁)能因而其负刚度小，绝对值大大小于斥力磁路的正刚度而稳定。轴向设计让下斥推磁路轴向窄一些，因而轴向也是正刚度，实现永磁悬浮。
[0012]2、本专利技术的径向永磁悬浮轴承的第一定子永磁体的圆心角115
‑
130
°
，第二定子永磁体的圆心角为195
°‑
205
°
，当本专利技术的永磁悬浮轴承安装在水平的旋转轴上时，第一定子永磁体在上，第二定子永磁体在下，上述轴向截面此时为垂直于水平面的平面，第二定子永磁体的两端伸至通过轴线的水平面的上方。此特征结合“增大第二定子永磁体的体积、使第二定子永磁体更靠近转子永磁体及使第二永磁体采用具有较高的最大磁能积的材料”这三种措施中的一种或两种或三种，当旋转轴受到水平方向上的外力而在水平方向上偏移时，第二定子永磁体对转子永磁体产生的与外力相反方向的斥力可更大，更容易阻止旋转轴进一步偏移，因而转子永磁体在水平方向上可获得更大的稳定性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一实施例的径向永磁悬浮轴承的轴向剖面示意图。
[0014]图2为本专利技术一实施例的径向永磁悬浮轴承的径向剖面示意图。
[0015]图3为本专利技术另一实施例的径向永磁悬浮轴承的轴向剖面示意图。
[0016]图4为本专利技术另一实施例的径向永磁悬浮轴承的径向剖面示意图。
[0017]附图标记
[0018]1转子基体，2转子永磁体，3定子基体，4第一定子永磁体，5第二定子永磁体，6旋转轴。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供一种径向永磁悬浮轴承，可应用于水平轴，如图1和图2所示，径向永磁悬浮轴承包括环形的转子基体1和至少三个套在所述转子基体1外部轴相邻之间紧密贴合的环形的转子永磁体2，多个转子永磁体2沿所述转子基体1的轴线排列，且相邻的转子永磁体2的外圆周的磁极极性相反，所述径向永磁悬浮轴承还包括环形的定子基体3及环绕设在所述定子基体3内壁上的多个第一定子永磁体4和多个第二定子永磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种径向永磁悬浮轴承，其特征在于，包括环形的转子基体和至少三个套在所述转子基体外部轴向相邻之间紧密贴合的环形的转子永磁体，且相邻的转子永磁体的外圆周的磁极极性相反，所述径向永磁悬浮轴承还包括环形的定子基体及环绕设在所述定子基体内壁上的多个第一定子永磁体和多个第二定子永磁体，第一定子永磁体和转子永磁体两种磁体的数量和贴合方式均相同，且两种磁体的轴向尺寸也相同，所述第二定子永磁体的轴向尺寸小于所述转子永磁体的轴向尺寸，所述第一定子永磁体和第二定子永磁体位于同一环形体上且均相对于同一个通过定子基体的轴线的垂直截面对称，所述垂直截面与水平面垂直，第一定子永磁体位于环形体的上部，第二定子永磁体位于环形体的下部，第二定子永磁体圆心角大于或等于195
°
且第二定子永磁体的径向尺寸大于所述第一定子永磁体的径向尺寸，第二定子永磁体的磁能积大于第一定子永磁体的磁能积，多个所述第一定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，所述第一定子永磁体内壁的磁极极性和与其相对的转子永磁体的外壁的磁极极性相反，多个转子永磁体和与其对应的第一定子永磁体构成拉推磁路；多个第二定子永磁体与多个转子永磁体在轴向上一一对应设置，且第二定子永...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国坤，陈朝闻，张磊，
申请(专利权)人：陈朝闻，
类型：发明
国别省市：