一种气悬浮轴承的动平衡转子系制造技术

本技术涉及一种气浮轴承的动平衡转子系，包括一个轴芯和一个套在所述轴芯上组成的转子铁芯组件以及转子铁芯组件的端面盖板；转子铁芯组件在轴芯上的位置，是由轴表面上根据需要设置的一个限位台阶来限定的；所述的转子铁芯组件包括一个铁芯，在转子铁芯的圆柱面上沿轴向有若干均布的孔，所述的孔内插入充磁的磁钢；在所述磁钢插入转子铁芯的孔后，所述转子铁芯的端面有盖板盖住孔内的磁钢，并一起同轴安装在所述轴芯上，尤其是转子铁心组件安装在轴芯上时，必须在轴芯低温的同时铁芯及其盖板高温时来完成过盈配合，整个转子系表面光滑，动平衡效果好，制作成本和周期都得到优化，适用于各种悬浮轴承支撑的转轴上。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于气悬浮旋转领域，尤其涉及一种气悬浮轴承的动平衡转子系。

技术介绍

1、气浮轴承鼓风机中安装叶轮的气浮轴一般是由动压气浮轴承支撑的，也可能是气悬浮轴承与磁悬浮轴承混合支撑的，这类气浮轴存在一个起飞转速，只有转速高到一定程度，气浮轴承与轴芯之间的空气间隙才能达到足够的压力将轴浮起，这势必导致气浮轴承对轴芯的转速及轴芯所在的转子系的动平衡要求高，由此导致转子系的结构和制作工艺较为复杂，比如，转子系中与电机定子配合的电机转子铁芯中的磁钢，在充磁后装入轴中，再用焊接方式封起来，然后还要去应力。如此麻烦的工艺下对轴进行精加工，使之具备较低的不平衡量，以满足转子系高速旋转所需要的稳定性，对各零部件的材料、结构都有要求，并且加工周期长，成本高昂。

技术实现思路

1、本技术旨在解决焊接工艺下的低动平衡量转子系各零部件的材料、结构要求高，制作工艺困难导致加工周期长、成本高的问题。

2、本技术公开的一种气悬浮轴承的动平衡转子系，外表看起来像一体成型的，光滑无焊缝，实际所述的气悬浮轴承的动平衡转子系，是一个装配组件，包括一个轴芯和一个套在所述轴芯上组成的转子铁芯组件以及转子铁芯组件的端面盖板；所述的转子铁芯组件在轴芯上的位置由一个限位台阶设定；所述的转子铁芯组件包括一个铁芯，在转子铁芯的圆柱面上沿轴向有若干均布的孔，所述的孔内插入充磁的磁钢；在所述磁钢插入转子铁芯的孔后，所述转子铁芯的端面有盖板盖住孔内的磁钢，并一起同轴安装在所述轴芯上。

3、一种优选的技术方案是，所述若干均布的孔都是贯穿铁芯柱面的通孔，并在每一个通孔内插入两片相同的磁钢，所述两片相同的磁钢沿轴向相接，并且两端都不高出转子铁芯的端面；所述转子铁芯的两个端面都用盖板盖住磁钢。

4、一种优选实施的技术方案是，所述磁钢材质为耐温130℃的钕铁硼；所述转子铁芯采用屈服强度不小于430mpa的硅钢片；所述盖板由铝合金加工而成；所述轴芯材质为95cr18；所述磁钢的外型与所述转子铁芯柱面内的通孔的形状相同，并且径向截面间隙为0.1mm~0.16mm；所述盖板的端面尺寸与铁芯端面的形状尺寸相同。

5、对上述转子系的制造工艺，都是通过如下步骤做成的：

6、第一步，为满足转子系的动平衡要求，先通过理论计算以及仿真计算，来确定磁钢与转子铁芯、转子铁芯组件、磁钢盖板与轴芯的相关尺寸及其配合间隙；

7、第二步，对磁钢充磁并涂满胶水后插入转子铁芯的孔中；将组装好的转子铁芯组件放置在压紧工装中，使用压机压紧，压紧压力为1吨，保压时间为2小时。2小时后取出转子铁芯组件，放置在洁净处静置不低于22小时，使得胶水固化；

8、第三步，设计时转子铁芯组件与轴芯之间选择过盈配合，然后用热胀冷缩的原理进行过盈配合的装配：将轴芯进行降温，将包括了磁钢的转子铁芯组件和盖板分别进行升温，然后再依次把盖板、转子铁芯组件、盖板装配在轴芯上，完成转子系的预装配；

9、第四步，使用工装和压机将组装了的转子系压紧，压紧力为1吨，待转子系温度平衡至室温后取出，静置，时长不低于12小时；

10、第五步，把整个转子系放入加热箱中烤水，烤水温度为100℃，烤水的时长至少4小时，随后自然或风冷至室温，再对转子系进行动平衡测试以验证所有的设计和工艺效果。

11、一种优选的技术方案是，在实施上述工艺方案的第三步时，所述轴芯的温度降低到-190°c，所述盖板的温度升到180°c，所述转子铁芯组件的温度升到80°c；其中优选液氮浸泡的方式降温。

12、本技术的技术效果是：本技术在改进了转子铁芯的结构和制作方式后，可以大大降低气浮轴承鼓风机的转子系的制作难度，极大缩短轴的制作周期和成本，包括材料成本；同时，由于不需要焊接，转子不平衡量极小，初始动平衡比原有结构小一个数量级，转子状态稳定，有利于转子动平衡；经过实践验证：同款机型在采用专利技术的动平衡转子系后，可以降低30%材料和工艺成本，减少生产周期3-5天。

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【技术保护点】

1.一种气悬浮轴承的动平衡转子系，其特征在于，包括一个轴芯和一个套在所述轴芯上组成的转子铁芯组件以及转子铁芯组件的端面盖板；转子铁芯组件在轴芯上的位置，是由轴表面上根据需要设置的一个限位台阶来限定的；所述的转子铁芯组件包括一个铁芯，在转子铁芯的圆柱面上沿轴向有若干均布的孔，所述的孔内插入充磁的磁钢；在所述磁钢插入转子铁芯的孔后，所述转子铁芯的端面有盖板盖住孔内的磁钢，并一起同轴安装在所述轴芯上。

2.如权利要求1所述的气悬浮轴承的动平衡转子系，其特征在于，所述若干均布的孔都是贯穿铁芯柱面的通孔，并在每一个通孔内插入两片相同的磁钢，所述两片相同的磁钢沿轴向相接，并且两端都不高出转子铁芯的端面；所述转子铁芯的两个端面都用盖板盖住磁钢。

【技术特征摘要】

1.一种气悬浮轴承的动平衡转子系，其特征在于，包括一个轴芯和一个套在所述轴芯上组成的转子铁芯组件以及转子铁芯组件的端面盖板；转子铁芯组件在轴芯上的位置，是由轴表面上根据需要设置的一个限位台阶来限定的；所述的转子铁芯组件包括一个铁芯，在转子铁芯的圆柱面上沿轴向有若干均布的孔，所述的孔内插入充磁的磁钢；在所述磁钢插入转子铁芯的孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李记东，许仁涛，
申请(专利权)人：精效悬浮苏州科技有限公司，
类型：新型
国别省市：