一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承制造技术

本发明专利技术提供了一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，属于磁悬浮电机技术领域，解决了轴承使用寿命低，不能保证转子的同轴度，同时也不具备缓冲减震的功能的技术问题，其技术方案为：一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，包括内圈组件、外圈油室、阀控组件和蓄能器，内圈组件由内向外依次设置有硅陶瓷垫片、垫片基座和滚珠；外圈油室设置在内圈组件外侧，且包括外凹圆盘、内凹圆盘、聚氨酯内密封圈和氟橡胶外密封圈，阀控组件包括并联设置的节流阀和单向阀，本发明专利技术的有益效果为：既保证电机转子工作时所需的刚性支撑，又缓和衰减了停车后转子引起的冲击与振动，极大的保护了转子的同轴度。极大的保护了转子的同轴度。极大的保护了转子的同轴度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承


[0001]本专利技术涉及磁悬浮电机
，尤其涉及一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承。

技术介绍

[0002]轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证回转精度；而保护轴承作为轴承的一个分支其应用于高速磁悬浮电机，当电机运转时转子与保护轴承是无接触的，当电机停车时转子将跌落至保护轴承上。
[0003]中国专利技术专利CN101307798A公开了一种活塞式液压轴承，通过连接高压油道的活塞体抵紧相对转动的转轴与轴承内圈，该专利技术专利虽能解决转轴与轴承的轴向偏移，但并不能缓解转轴的冲击与振动，且利用高压油道的工作方式显然具有较高的能耗，性价比过低；中国专利技术专利CN102792051B公开了一种自适应发动机轴承，其通过设置油室以及单向阀和节流孔达到抑制低高频振动，但是其只能抑制轴向的振动，工作方式较为单一，且复杂的工艺与结构令其成本较高；中国专利技术专利CN115727090A公开了一种液压轴承，通过在内芯与外鞘之间设置第一、二工作室，通过改变其油液容积大小调整内心的方向位移，虽然能够宽频率范围内实现高阻尼功率，但是其采用的弹性材料取代传统的滚珠(柱)，在恶劣工况下寿命可见一般，且无法在转轴运转时提供较大的刚性支撑。
[0004]因此，当前保护轴承的设计上还存在如下一些缺点：
[0005]1、仍然采用单一机械结构，可保护磁悬浮轴承避免损坏的次数较少，使用寿命低；
>[0006]2、由于保护轴承作为刚性原件，其在受到冲击时对转子的反作用力亦不能保证转子的同轴度，同时也不具备缓冲减震的功能；
[0007]3、对于转子引起的摩擦热也无法高效的散热。
[0008]因此，亟需一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承来解决以上技术问题。

技术实现思路

[0009]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，通过采用油气减振、双工况控制油路、氮化硅陶瓷承载面和变刚度的结构，既保证电机转子工作时所需的刚性支撑，又缓和了停车后转子引起的冲击与振动，极大的保护了转子的同轴度，也避免了因停车冲击造成保护轴承承载面和磁悬浮轴承损伤的情况，同时散热效果好。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用技术方案具体为：一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，包括内圈组件、外圈油室、阀控组件和蓄能器，所述内圈组件由内向外依次设置有硅陶瓷垫片、垫片基座和滚珠；所述外圈油室设置在内圈组件外侧，且包括外凹圆盘、内凹圆盘、聚氨酯内密封圈和氟橡胶外密封圈，所述聚氨酯内密封圈和氟
橡胶外密封圈设置在外凹圆盘与内凹圆盘之间，并与外凹圆盘和内凹圆盘密接形成封闭油室，所述外凹圆盘与内凹圆盘之间相对滑动设置，用于改变封闭油室的容积大小。
[0011]所述阀控组件包括并联设置的节流阀和单向阀，所述节流阀与单向阀的一端与蓄能器连接，且另一端连接有电磁阀，所述电磁阀通过油管与封闭油室连通，所述外圈油室通过电磁阀的开合与蓄能器形成减振油路。
[0012]进一步地，所述内凹圆盘与外凹圆盘的截面均为U型结构。
[0013]进一步地，所述外凹圆盘包括外凹公盘
‑
和外凹母盘
‑
，所述外凹公盘
‑
和外凹母盘之间过盈配合。
[0014]进一步地，所述垫片基座包括基座母片
‑
与基座公片
‑
，所述基座母片
‑
与基座公片
‑
过盈配合。
[0015]进一步地，所述垫片基座与滚珠为点接触。
[0016]进一步地，所述氮化硅陶瓷垫片与垫片基座埋头铆接，可在不更换主体结构的情况下更换磨损的氮化硅陶瓷垫片。
[0017]进一步地，所述电磁阀采用二位二通电磁阀，所述二位二通电磁阀当电机停车时得电形成通路，电机工作时失电形成断路；所述蓄能器中的弹性介质采用氮气，其根据冲击载荷可自适应非线性改变刚度，更有利于缓和冲击，节流阀作为阻尼原件可更好的衰减振动。
[0018]进一步地，所述电机转子与保护轴承通过氮化硅陶瓷垫片直接接触，氮化硅陶瓷垫片由高耐磨氮化硅陶瓷材料构成。
[0019]进一步地，所述氮化硅陶瓷垫片与垫片基座为铆接连接。
[0020]进一步地，所述油管是由橡胶材料组成的橡胶管，且接头类型为扣压接头，扣压接头的设置，一方面具有高密封性，可有效阻止液体泄漏，另一方面可以快速进行安装和拆卸。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、采用油气减振和双工况控制油路的结构，既保证电机转子工作时所需的刚性支撑，又缓和了停车后转子引起的冲击与振动，极大的保护了转子的同轴度，也避免了因停车冲击造成保护轴承承载面和磁悬浮轴承损伤的情况；
[0023]2、采用氮化硅陶瓷承载面的结构和铆接的方式联接氮化硅陶瓷垫片与垫片基座，极大的提高了轴承的使用寿命，避免了轴承内芯面的电蚀，且后期的维护较为方面；
[0024]3、采用的蓄能器中的氮气气室作为弹性介质，其根据冲击载荷可自适应非线性改变刚度，更有利于缓和冲击；
[0025]4、阀控组件中油液的流通，可以将轴承产生的热量带走，大大提高轴承的散热效果。
附图说明
[0026]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0027]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0028]图2为本专利技术内圈组件与外腔油室的三维半剖视图。
[0029]图3为本专利技术垫片基座的三维半剖视图。
[0030]图4为本专利技术外凹圆盘的三维半剖视图。
[0031]其中，附图标记为：1、氮化硅陶瓷垫片，2、垫片基座，2
‑
1、基座母片，2
‑
2、基座公片，3、滚珠，4、外凹圆盘，4
‑
1、外凹公盘，4
‑
2、外凹母盘，5、聚氨酯内密封圈，6、氟橡胶外密封圈，7、内凹圆盘，8、蓄能器，9、节流阀，10、单向阀，11、电磁阀，12、油管，13、封闭油室。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]如图1至图4所示，一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，包括：内圈组件、外圈油室、阀控组件、蓄能器8和油管12。
[0034]内圈组件包括氮化硅陶瓷垫片1、垫片基座2和滚珠3，垫片基座2由基座母片2
‑
1与基座公片2
‑
2过盈联接组成，氮化硅陶瓷垫片1与垫片基座2埋头铆接，垫片基座2与滚珠3为点接触；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，其特征在于：包括内圈组件、外圈油室、阀控组件和蓄能器(8)；所述内圈组件包括由内向外依次设置的硅陶瓷垫片(1)、垫片基座(2)和滚珠(3)；所述外圈油室设置在内圈组件外侧，且包括外凹圆盘(4)、内凹圆盘(7)、聚氨酯内密封圈(5)和氟橡胶外密封圈(6)，所述聚氨酯内密封圈(5)和氟橡胶外密封圈(6)设置在外凹圆盘(4)与内凹圆盘(7)之间，并与外凹圆盘(4)和内凹圆盘(7)接触，共同形成封闭油室(13)，所述外凹圆盘(4)与内凹圆盘(7)之间相对滑动设置，用于改变封闭油室(13)的容积大小；所述阀控组件包括电磁阀(11)，相互并联的节流阀(9)和单向阀(10)，所述节流阀(9)与单向阀(10)的一端均与蓄能器(8)连接，且另一端均与电磁阀(11)的一端连接，所述电磁阀(11)的另一端通过油管(12)与封闭油室(13)连通，所述外圈油室通过电磁阀(11)的开合控制其与蓄能器(8)之间的导通或关闭，形成减振油路。2.根据权利要求1所述的一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，其特征在于，所述内凹圆盘(7)与外凹圆盘(4)的截面均为半圆形型结构。3.根据权利要求2所述的一种基于变刚度减振的高耐磨高速磁悬浮电机保护轴承，其特征在于，所述外凹圆盘(4)包括外凹公盘(4
‑
1)和外凹母盘(4
‑
2)，所述外凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：方树鹏，谢方伟，刘飞，闫慧晴，沈春丰，田祖织，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：