[发明专利]基于对称自润滑柔性辅助轴承结构的正交磁路径轴一体磁悬浮轴承

摘要

本发明公开了一种基于对称自润滑柔性辅助轴承结构的正交磁路径轴一体磁悬浮轴承，该正交磁路径轴一体磁悬浮轴承的径向磁轴承线圈安装在定子铁芯的定子齿组上，定子铁芯的外圆盘处安装有存在一定间隙的两个径向刚性导磁环，以防止永磁磁路短路；轴向磁轴承线圈位于转子轴的推力盘处，且轴向磁轴承线圈安装在两个导磁环形成的腔中；推力盘的两侧分别设有起到轴向自润滑的石墨环与辅助轴承骨架；在径向柔性导磁环的内环腔中设置径向辅助轴承骨架与石墨内凸环，起到径向自润滑。本发明采用轴向与径向电磁磁路，以及径向磁轴承与辅助轴承相结合为一体的技术手段，解决了传统磁轴承同轴度低的技术问题。

主权项

1.一种基于对称自润滑柔性辅助轴承结构的正交磁路径轴一体磁悬浮轴承，其特征在于：该正交磁路径轴一体磁悬浮轴承是由A轴向导磁环(1A)、B轴向导磁环(1D)、A永磁体(1B)、A径向冲磁刚性导磁环(1C)、径向冲磁柔性导磁环(2A)、B永磁体(2B)、B径向冲磁刚性导磁环(2C)、A轴向辅助轴承骨架(3A)、B轴向辅助轴承骨架(3C)、A石墨外凸环(3B)、B石墨外凸环(3D)、径向冲磁轴承骨架(4A)、石墨内凸环(4B)、径向冲磁轴承挡环(4C)、径向磁轴承线圈组(5)、轴向磁轴承线圈(5A)和定子铁芯(8)组成；径向磁轴承线圈组(5)中的线圈和轴向磁轴承线圈(5A)为线径0.5mm的纯铜绕制；A轴向导磁环(1A)的中心设有用于转子轴(6)穿过的A中心通孔(1A‑1)；A轴向导磁环(1A)的一端面为光滑面板，A轴向导磁环(1A)的另一端面上从内至外设有AA内圆环(1A2)、AA凹腔(1A3)、AA内凸圆台(1A5)、AB凹腔(1A4)、AA外圆环(1A1)，所述AB凹腔(1A4)用于放置轴向磁轴承线圈(5A)，所述AA凹腔(1A3)用于放置装配后的A轴向辅助轴承骨架(3A)与A石墨外凸环(3B)；B轴向导磁环(1D)的中心设有用于转子轴(6)穿过的O中心通孔(1D‑1)；B轴向导磁环(1D)的一端面为光滑面板，B轴向导磁环(1D)的另一端面上从内至外设有BA内圆环(1D2)、BA凹腔(1D3)、BA内凸圆台(1D5)、BB凹腔(1D4)、BA外圆环(1D1)，所述BB凹腔(1D4)用于放置轴向磁轴承线圈(5A)，所述BA凹腔(1D3)用于放置装配后的B轴向辅助轴承骨架(3C)与B石墨外凸环(3D)；转子轴(6)的推力盘(61)是卡合在A轴向导磁环(1A)的AA内凸圆台(1A5)与B轴向导磁环(1D)的BA内凸圆台(1D5)之间的；径向冲磁柔性导磁环(2A)上设有外圆环(2A1)、内圆环(2A2)、多个三角形通孔(2A4)，三角形通孔(2A4)使外圆环(2A1)与内圆环(2A2)之间存在有连接的柔性臂(2A3)；多个三角形通孔(2A4)之间通过柔性臂(2A3)分开；径向冲磁柔性导磁环(2A)的中心设有用于转子轴(6)穿过的D中心通孔(2A‑1)；径向冲磁柔性导磁环(2A)的一端面为光滑面板，径向冲磁柔性导磁环(2A)的另一端面上设有内凸圆台(2A5)，内凸圆台(2A5)上设有螺纹盲孔(2A51)，在内凸圆台(2A5)与内圆环(2A2)之间设有内环腔(2A6)；所述内环腔(2A6)内安装有石墨内凸环(4B)，径向冲磁轴承挡环(4C)通过螺钉固定在径向冲磁柔性导磁环(2A)的内凸圆台(2A5)上；A永磁体(1B)的中心设有用于转子轴(6)穿过的B中心通孔(1B‑1)；B永磁体(2B)的中心设有用于转子轴(6)穿过的E中心通孔(2B‑1)；A径向刚性导磁环(1C)的中心设有C中心通孔(1C‑1)，A径向刚性导磁环(1C)的环体内侧设有A内挡环(1C1)；B径向刚性导磁环(2C)的中心设有F中心通孔(2C‑1)，B径向刚性导磁环(2C)的环体内侧设有B内挡环(2C1)；A径向刚性导磁环(1C)的A内挡环(1C1)与B径向刚性导磁环(2C)的B内挡环(2C1)之间用于放置定子铁芯(8)的外圆盘(8A)；且A径向刚性导磁环(1C)与B径向刚性导磁环(2C)之间存在有A间隙(9)；A轴向辅助轴承骨架(3A)的中心设有G中心通孔(3A‑1)；A轴向辅助轴承骨架(3A)的一端面为光滑面板，A轴向辅助轴承骨架(3A)的另一端面设有AA圆台(3A3)和AB圆台(3A4)；所述AA圆台(3A3)上按圆周均匀分布设有多个供AA石墨柱(3B1)穿过的AA通孔(3A1)；所述AB圆台(3A4)上按圆周均匀分布设有多个供AB石墨柱(3B2)穿过的AB通孔(3A2)；B轴向辅助轴承骨架(3C)的中心设有I中心通孔(3C‑1)；B轴向辅助轴承骨架(3C)的一端面为光滑面板，B轴向辅助轴承骨架(3C)的另一端面设有BA圆台(3C3)和BB圆台(3C4)；所述BA圆台(3C3)上按圆周均匀分布设有多个供BA石墨柱(3D1)穿过的BA通孔(3C1)；所述BB圆台(3C4)上按圆周均匀分布设有多个供BB石墨柱(3D2)穿过的BB通孔(3C2)；A石墨外凸环(3B)的中心设有H中心通孔(3B‑1)，H中心通孔(3B‑1)用于转子轴(6)穿过；A石墨外凸环(3B)的一端面为光滑面板，A石墨外凸环(3B)的另一端面设有按圆周分布的AA石墨柱(3B1)和AB石墨柱(3B2)；所述AA石墨柱(3B1)安装在A轴向辅助轴承骨架(3A)的AA内圆台(3A3)的AA通孔(3A1)中；所述AB石墨柱(3B2)安装在A轴向辅助轴承骨架(3A)的AB外圆台(3A4)的AB通孔(3A2)中；B石墨外凸环(3D)的中心设有P中心通孔(3D‑1)，P中心通孔(3D‑1)用于转子轴(6)穿过；B石墨外凸环(3D)的一端面为光滑面板，B石墨外凸环(3D)的另一端面设有按圆周分布的BA石墨柱(3D1)和BB石墨柱(3D2)；所述BA石墨柱(3D1)安装在B轴向辅助轴承骨架(3C)的BA内圆台(3C3)的BA通孔(3C1)中；所述BB石墨柱(3D2)安装在B轴向辅助轴承骨架(3C)的BB外圆台(3C4)的BB通孔(3C2)中；径向冲磁轴承骨架(4A)的中心设有J中心通孔(4A‑1)；径向冲磁轴承骨架(4A)上设有按照圆周均匀分布的A通孔(4A1)和B通孔(4A2)，所述A通孔(4A1)用于装石墨内凸环(4B)上的A石墨柱(4B1)，所述B通孔(4A2)用于安装石墨内凸环(4B)上的B石墨柱(4B2)；石墨内凸环(4B)的中心设有K中心通孔(4B‑1)，K中心通孔(4B‑1)内放置有径向冲磁轴承骨架(4A)；石墨内凸环(4B)上设有按照圆周均匀分布的A石墨柱(4B1)和B石墨柱(4B2)；所述A石墨柱(4B1)安装在径向冲磁轴承骨架(4A)的A通孔(4A1)中；所述B石墨柱(4B2)安装在径向冲磁轴承骨架(4A)的B通孔(4A2)中；径向冲磁轴承挡环(4C)的中心设有L中心通孔(4C‑1)，径向冲磁轴承挡环(4C)的圆盘上设有供螺钉穿过的D通孔(4C1)；径向冲磁轴承挡环(4C)的圆盘与B径向冲磁柔性导磁环(2A)的内凸圆台(2A5)通过螺钉固定；径向磁轴承线圈组(5)每个线圈记为A线圈(51)、B线圈(52)、C线圈(53)、D线圈(54)、E线圈(55)、F线圈(56)、G线圈(57)和H线圈(58)；A线圈(51)安装在定子铁芯(8)的A定子齿(81)上；B线圈(52)安装在定子铁芯(8)的B定子齿(82)上；C线圈(53)安装在定子铁芯(8)的C定子齿(83)上；D线圈(54)安装在定子铁芯(8)的D定子齿(84)上；E线圈(55)安装在定子铁芯(8)的E定子齿(85)上；F线圈(56)安装在定子铁芯(8)的F定子齿(86)上；G线圈(57)安装在定子铁芯(8)的G定子齿(87)上；H线圈(58)安装在定子铁芯(8)的H定子齿(88)上；定子铁芯(8)的内环侧按照圆周布局设有与线圈个数对应的定子齿，即A定子齿(81)、B定子齿(82)、C定子齿(83)、D定子齿(84)、E定子齿(85)、F定子齿(86)、G定子齿(87)和H定子齿(88)；两个定子齿之间存在有用于线圈通过的定子齿槽。