【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及永磁轴承，尤其是涉及一种径向永磁轴承、用于轴承承载力测试的装置和方法。
技术介绍
1、被动永磁悬浮轴承的研究较早于主动电磁悬浮轴承，并由于磁性材料性能受限，其产生的悬浮力有限，限制了其应用范围，因而人们转向研究主动电磁悬浮轴承。然而，主动磁悬浮轴承需额外控制系统支持，且存在能耗大、体积大等问题，因此对永磁悬浮轴承的研究并未中止。1968年成功研制出衫钴永磁材料后，一系列性能优越的稀土永磁材料迅速商业化，重新激活了永磁悬浮轴承的研究。其中，ndfeb永磁材料能吸起相当于自身重量640倍的重物，制成轴承后推动永磁轴承朝着小型化、轻量化方向发展。永磁悬浮轴承也可与电磁悬浮轴承、机械轴承、空气轴承、超导体磁轴承等组合使用，形成各种磁轴承系统，展现出广阔的发展前景。
2、测径向永磁轴承承载力装置的技术背景主要围绕永磁式磁轴承的结构原理、关键技术、以及对其承载力进行准确测试和评估的需求。永磁式磁轴承的结构原理及关键技术：永磁式磁轴承利用了永磁铁产生的磁场力来承载转子重量，一般由永磁轴承和机械轴承组成。它具有转速高、寿命长、无需润滑、摩擦功耗低等特点。承载能力是永磁轴承的一项重要指标，直接影响其工作性能和可靠性。准确测量和评估永磁轴承的承载力，对于优化其设计、提高其性能、以及确保其在各种工作条件下的稳定运行具有重要意义。
3、目前，对于永磁轴承承载力的计算，主要采用了静磁能法、等效电流法、有限元法等多种计算方法。这些方法各有优缺点，但目的都是为了更准确地获取永磁轴承的承载力和刚度。理论计算的承载力是否准确
4、经过检索，中国专利技术专利公开号cn 106124110 b公开了一种轴向永磁悬浮轴承磁力测量装置，包括螺纹杆、第一沉头螺钉、压力传感器、上顶板、第二沉头螺钉、上外套筒、下内套筒、静磁环、动磁环、第三沉头螺钉、卡棒、下底板、下外套筒、垫圈、螺母、压力显示器。所述卡棒塞入螺纹杆下端圆柱孔内，用来限定下底板位置；所述下内套筒通过沉头螺钉与下底板固定；所述上外套筒通过沉头螺钉与上顶板固定；所述压力传感器通过沉头螺钉与上顶板固定；所述压力显示器与压力传感器通过螺纹连接。该现有专利存在只适用于轴向永磁悬浮轴承承载力测试的问题。
5、如何实现径向永磁轴承以及承载力测试，成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种径向永磁轴承、用于轴承承载力测试的装置和方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本专利技术的一个方面，提供了一种径向永磁轴承，该轴承包括径向永磁悬浮轴承内圈转动系统、径向永磁轴承外圈系统和定子磁环系统；
4、所述径向永磁悬浮轴承内圈转动系统包括内圈转子磁环座，以及套在内圈转子磁环座上的转子磁环和内圈转子磁环挡环；
5、所述径向永磁轴承外圈系统包括外圈左辅助轴承及定子磁环座和外圈右辅助轴承及定子磁环座；
6、所述定子磁环系统内嵌在外圈左辅助轴承及定子磁环座和外圈右辅助轴承及定子磁环座之间；
7、所述定子磁环系统与转子磁环之间产生统一向上的磁吸力和磁斥力，这两种向上的力用于平衡向下作用在转子磁环的外载荷。
8、优选地，该轴承还包括辅助控制保护轴承，所述辅助控制保护轴承包括两套面对面安装的高速角接触球轴承。
9、所述辅助控制保护轴承的内圈径向过渡配合套在径向永磁悬浮轴承内圈转子磁环座轴上，内圈轴向顶在径向永磁轴承内圈转子磁环座上，外圈安装在所述径向永磁轴承外圈系统内。
10、优选地，所述外圈左辅助轴承及定子磁环座和外圈右辅助轴承及定子磁环座用内六角螺栓连接。
11、优选地，所述的定子磁环系统包括磁性相反的上半定子磁环和下半定子磁环，内嵌式放置在所述径向永磁轴承外圈系统中。
12、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于径向永磁轴承承载力测试的装置，该装置包括主轴、调节单元、配重单元以及用于放置径向永磁轴承的轴承座和轴承座盖；
13、所述主轴穿过径向永磁轴承中径向永磁悬浮轴承内圈转动系统的内孔，并连接所述调节单元和所述配重单元。
14、优选地，所述调节单元包括位移精密测量仪调节杆、滑块、移动连接块和主轴连接块；所述主轴连接块分别与主轴和移动连接块连接，所述移动连接块与滑块相连，所述滑块滑槽内装有位移精密测量仪的滑轨；旋转位移精密测量仪上设置的位移精密测量仪调节杆用来调节主轴的上下位移坐标。
15、更加优选地，所述配重单元包括配重轴和套在配重轴上的配重块，所述主轴两端均安装配重单元。
16、根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于径向永磁轴承承载力测试的方法，该方法包括以下步骤：
17、步骤1)将径向永磁轴承装配到测试装置上的轴承座和轴承座盖之间；
18、步骤2)旋转调节单元的位移精密测量仪调节杆使转子磁环位于上半定子磁环内的垂直移动距离最上方位置，逐步调整配重单元的配重块，使得径向永磁轴承的转子磁环即将发生位移时，此时的配重块的重量与转子移动部分的总重量之和即为此时的永磁轴承承载力大小；
19、步骤3)继续旋转位移精密测量仪调节杆，使转子磁环向下移动设定步长，使用步骤2)逐步调整配重块的方法测量出此位移下永磁轴承承载力大小并记录；
20、步骤4)重复步骤3)，直至转子磁环位于下半定子磁环内的垂直移动距离最下方位置，测量出此位移下永磁轴承承载力大小并记录，得到径向永磁轴承在不同垂直位移的实际承载力；
21、步骤5)将径向永磁轴承在不同垂直位移的实际承载力与理论计算承载力进行比较，评估理论计算承载力的准确性。
22、优选地，所述步骤1)具体为：从径向永磁轴承上去掉辅助控制保护轴承，将主轴穿过径向永磁轴承中径向永磁悬浮轴承内圈转动系统的内孔进行装配，装配好之后将其放在轴承座上再用轴承座盖固定好，主轴与调节单元以及配重单元连接好。
23、优选地，所述转子移动部分的总重量包括转子磁环、内圈转子磁环座、内圈转子磁环挡环、滑块、移动连接块、主轴连接块、主轴和配重轴的总重量。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、1)本专利技术的径向永磁轴承利用永磁体的斥力浮升原理，使转子悬浮在磁场中而不接触任何实体部件，因此不存在机械接触导致的摩擦与磨损，具有极高的运转速度、效率和寿命；结构简单、不需要使用任何油脂或润滑剂，免维护特性大大降低了运行成本；无接触运转的悬浮轴承低噪音和低振动，可满足对噪音和振动有严格要求的应用场合。
26、2)本专利技术的径向永磁轴承设计为内圈和外圈的结构，方便通过主轴连接调节单元和配置单元进行承载力测试，解决了以往无法实现径向永磁轴承承载力测试的难题。
27、3)本专利技术的测试装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种径向永磁轴承，其特征在于，该轴承包括径向永磁悬浮轴承内圈转动系统、径向永磁轴承外圈系统和定子磁环系统；
2.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，该轴承还包括辅助控制保护轴承(309)，所述辅助控制保护轴承(309)包括两套面对面安装的高速角接触球轴承；
3.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，所述外圈左辅助轴承及定子磁环座(301)和外圈右辅助轴承及定子磁环座(302)用内六角螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，所述的定子磁环系统包括磁性相反的上半定子磁环(303)和下半定子磁环(307)，内嵌式放置在所述径向永磁轴承外圈系统中。
5.一种用于权利要求1至4中任一项所述的径向永磁轴承承载力测试的装置，其特征在于，该装置包括主轴(4)、调节单元、配重单元以及用于放置径向永磁轴承(3)的轴承座(2)和轴承座盖(5)；
6.根据权利要求5所述的一种用于径向永磁轴承承载力测试的装置，其特征在于，所述调节单元包括位移精密测量仪调节杆(7)、滑块(8)、移动连接块(9
7.根据权利要求6所述的一种用于径向永磁轴承承载力测试的装置，其特征在于，所述配重单元包括配重轴(11)和套在配重轴(11)上的配重块(12)，所述主轴(4)两端均安装配重单元。
8.一种利用权利要求7所述用于径向永磁轴承承载力测试的装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：从径向永磁轴承(3)上去掉辅助控制保护轴承(309)，将主轴(4)穿过径向永磁轴承(3)中径向永磁悬浮轴承内圈转动系统的内孔进行装配，装配好之后将其放在轴承座(2)上再用轴承座盖(5)固定好，主轴(4)与调节单元以及配重单元连接好。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述转子移动部分的总重量包括转子磁环(304)、内圈转子磁环座(305)、内圈转子磁环挡环(306)、滑块(8)、移动连接块(9)、主轴连接块(10)、主轴(4)和配重轴(11)的总重量。
...【技术特征摘要】
1.一种径向永磁轴承，其特征在于，该轴承包括径向永磁悬浮轴承内圈转动系统、径向永磁轴承外圈系统和定子磁环系统；
2.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，该轴承还包括辅助控制保护轴承(309)，所述辅助控制保护轴承(309)包括两套面对面安装的高速角接触球轴承；
3.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，所述外圈左辅助轴承及定子磁环座(301)和外圈右辅助轴承及定子磁环座(302)用内六角螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种径向永磁轴承，其特征在于，所述的定子磁环系统包括磁性相反的上半定子磁环(303)和下半定子磁环(307)，内嵌式放置在所述径向永磁轴承外圈系统中。
5.一种用于权利要求1至4中任一项所述的径向永磁轴承承载力测试的装置，其特征在于，该装置包括主轴(4)、调节单元、配重单元以及用于放置径向永磁轴承(3)的轴承座(2)和轴承座盖(5)；
6.根据权利要求5所述的一种用于径向永磁轴承承载力测试的装置，其特征在于，所述调节单元包括位移精密测量仪调节杆(7)、滑块(8)、移动连接块(9)和主轴连接块(10)；所述主轴连接块(10)分别与主轴(4)...
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