[实用新型]用于高速旋转的组合轴承系统

说明书

本实用新型提供了一种用于高速旋转的组合轴承系统，涉及轴承技术领域，包括：主轴和套设在主轴上的主动磁悬浮轴承和空气动压轴承。通过主动磁悬浮轴承和空气动压轴承的配合使用，低速时主动磁悬浮轴承支撑主轴，高速时空气动压轴承支撑主轴，有效避免了空气动压轴承在起停过程中与主轴处于直接无润滑的干摩擦状态，增加了轴承寿命和运行稳定性，也避免了主动磁悬浮轴承在高速运转时控制难度加剧，具有较高的实用价值。

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，尤其是涉及一种用于高速旋转的组合轴承系统。

背景技术

在高速运转环境中，往往采用主动磁悬浮轴承或空气动压轴承。其中主动磁悬浮轴承利用电磁或永磁与电磁复合方法，通过可主动控制的磁力作用于主轴上，使旋转的主轴与静止的轴承室形成非接触相对运动，由于全过程主动控制，在高速段，电磁频率随转速越来越高，对传感器响应和控制带宽的要求随之升高，使得控制难度非线性增加。另外，作用在主轴的高频磁场，使得主轴表面的涡流急剧增大，发热严重，散热恶化。主轴的高速旋转带来的集肤效应也会使主轴的磁场向表层积聚，导致失磁，无法控制。

而空气动压轴承利用箔片结构在主轴高速旋转过程中，利用气体的动压效应，在高速段会形成比较完美的浮力和稳定性，而且无需外加控制。但是在起停过程中，箔片与主轴处于直接无润滑的干摩擦状态，磨损严重，直接影响轴承寿命和运行稳定性，特别不适合频繁起停场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于高速旋转的组合轴承系统，通过主动磁悬浮轴承和空气动压轴承的配合使用，低速时主动磁悬浮轴承支撑主轴，高速时空气动压轴承支撑主轴。有效避免了空气动压轴承在起停过程中与主轴处于直接无润滑的干摩擦状态，增加了轴承寿命和运行稳定性，也避免了主动磁悬浮轴承在高速运转时控制难度加剧，具有较高的实用价值。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种用于高速旋转的组合轴承系统，包括：主轴和套设在所述主轴上的主动磁悬浮轴承和空气动压轴承。

优选地，所述主动磁悬浮轴承包括两个套设在所述主轴上的径向主动磁悬浮轴承和轴向主动磁悬浮轴承，所述主轴的侧壁上设置环形凸起，所述轴向主动磁悬浮轴承位于所述环形凸起的两侧。

优选地，所述空气动压轴承设置于所述径向主动磁悬浮轴承靠近所述主轴端面的一侧。

优选地，所述径向主动磁悬浮轴承包括第一轴承外圈，所述第一轴承外圈的内壁上固定设置多个第一电磁铁，所述第一电磁铁在所述第一轴承外圈的内壁上周向均匀分布，所述第一电磁铁对所述主轴的作用力方向垂直所述主轴外壁。

优选地，所述第一电磁铁为四个。

优选地，所述轴向主动磁悬浮轴承包括设置在所述环形凸起的两侧的第二电磁铁，所述第二电磁铁作用在所述环形凸起的侧壁上且作用力方向垂直所述环形凸起侧壁。

优选地，所述环形凸起与所述主轴为一体式设置。

优选地，所述空气动压轴承包括第二轴承外圈，所述第二轴承外圈的内壁设置多个圆柱状突起，所述圆柱状突起顶端设置箔片，所述箔片一端与所述第二轴承外圈的内壁连接。

优选地，所述主轴为金属轴。

优选地，所述空气动压轴承为两个。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型提供的一种用于高速旋转的组合轴承系统，应用于轴承技术领域。通过主动磁悬浮轴承和空气动压轴承的配合使用，低速时主动磁悬浮轴承支撑主轴，高速时空气动压轴承支撑主轴。有效避免了空气动压轴承在起停过程中与主轴处于直接无润滑的干摩擦状态，增加了轴承寿命和运行稳定性，也避免了主动磁悬浮轴承在高速运转时控制难度加剧，具有较高的实用价值。