專利名稱：永磁與渦輪復(fù)合軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁懸浮軸承，特別是永磁與渦輪復(fù)合軸承。
背景技術(shù)：
磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)動套與固定套依靠磁力相對懸浮，因此工作時無摩損、無噪聲、無污染、不傳遞振動、免潤滑、免維護、壽命長。
磁懸浮軸承有電磁式、永磁式、電磁永磁組合式、永磁與高溫超導(dǎo)體復(fù)合式。電磁式利用電流產(chǎn)生的磁力使軸承的內(nèi)套與外套相對懸浮。電磁式磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要配置一套復(fù)雜的電路控制系統(tǒng)才能使其內(nèi)套運轉(zhuǎn)達到滿意的精度和穩(wěn)定性。電磁永磁組合式同樣也很復(fù)雜。永磁與高溫超導(dǎo)體復(fù)合式磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造成本極高。永磁式磁懸浮軸承僅用永磁體的磁力使軸承的內(nèi)套與外套相對懸浮，一般來說，永磁式懸浮軸承相對于前面所述的其它方式懸浮軸承結(jié)構(gòu)簡單，成本低?，F(xiàn)有永磁式徑向(或者軸向)磁懸浮軸承，結(jié)構(gòu)還比較簡單，但同時具有徑向和軸向磁懸浮功能的現(xiàn)有永磁式磁懸浮軸承，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、單位體積承載力(最大承載力與軸承體積之比值)小，更為不滿的是由于零部件制造和裝配誤差不可避免，造成軸承高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性能差，即徑向跳動和軸向擺動厲害，甚至?xí)l(fā)生轉(zhuǎn)套與固定套相碰撞或刮蹭，故實用性差，難以應(yīng)用到廣闊的領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單位體積承載力小、高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性能差、應(yīng)用受局限等問題，設(shè)計了一種永磁與渦輪復(fù)合軸承，結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、單位體積承載力大、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性高、用途廣。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明由內(nèi)套和外套組成，內(nèi)套和外套上設(shè)置軸向充磁環(huán)形永磁體，外套上環(huán)形永磁體與內(nèi)套上環(huán)形永磁體隔離一間隙同極性相對，所述內(nèi)套(或外套)兩端分別設(shè)置一個渦輪。
所述內(nèi)套有一個支撐轉(zhuǎn)軸的非磁性軸套，軸套兩端分別固套一個渦輪，軸套中部外圓上固套一個或多個(個數(shù)根據(jù)對軸承軸向和徑向承載力、軸承的尺寸大小要求以及充磁工藝要求確定)軸向充磁的環(huán)形永磁體，稱為內(nèi)磁環(huán)，若內(nèi)磁環(huán)為多個，則內(nèi)磁環(huán)的尺寸、充磁方向及性能參數(shù)相同，在相鄰的兩個之間夾一個適當厚度的導(dǎo)磁墊片，其內(nèi)圓直徑與內(nèi)磁環(huán)的內(nèi)圓直徑相等，其外圓直徑比內(nèi)磁環(huán)的外圓直徑小，以增強內(nèi)磁環(huán)兩端外圓上的徑向分磁力；若內(nèi)磁環(huán)兩端外圓上的徑向分磁力足夠大，那么導(dǎo)磁墊片的外圓可與內(nèi)磁環(huán)的外圓大小相同。非磁性軸套、渦輪、內(nèi)磁環(huán)構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)套。
在所述內(nèi)磁環(huán)的外圓外離開一間隙套軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱甲磁環(huán)，其個數(shù)與內(nèi)磁環(huán)的個數(shù)相等，所有甲磁環(huán)的尺寸及性能參數(shù)相同，其充磁方向與內(nèi)磁環(huán)的充磁方向相同；在相鄰的兩個甲磁環(huán)之間夾一個導(dǎo)磁墊片，其厚度與內(nèi)磁環(huán)之間的導(dǎo)磁墊片的厚度相同，其外圓直徑與甲磁環(huán)的外圓直徑相等，其內(nèi)圓直徑比甲磁環(huán)的內(nèi)圓直徑每面大，以增強外磁環(huán)兩端內(nèi)圓上的徑向分磁力；若外磁環(huán)兩端內(nèi)圓上的徑向分磁力足夠大，那么導(dǎo)磁墊片的內(nèi)圓可與外磁環(huán)的內(nèi)圓大小相同；在多個甲磁環(huán)組成的甲磁環(huán)組的兩個外端面上，分別配置一個適當厚度的導(dǎo)磁墊片，其內(nèi)外圓直徑與兩甲磁環(huán)之間的導(dǎo)磁墊片相同；緊貼每個導(dǎo)磁墊片的外端面分別配置一個軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱乙磁環(huán)，兩個乙磁環(huán)的尺寸、充磁方向及性能參數(shù)與甲磁環(huán)相同；在每個乙磁環(huán)內(nèi)圓配置一個軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱丙磁環(huán)，兩個丙磁環(huán)的尺寸及性能參數(shù)相同，但充磁方向與甲磁環(huán)相反，兩個丙磁環(huán)的內(nèi)端面沿軸線方向分別向外離開內(nèi)磁環(huán)端面一間隙，并且與內(nèi)磁環(huán)端面同極性相對，丙磁環(huán)的外圓與乙磁環(huán)的內(nèi)圓相貼，丙磁環(huán)的內(nèi)圓比非磁性軸套的外圓每面大一間隙，丙磁環(huán)和乙磁環(huán)的端面齊平；在丙磁環(huán)和乙磁環(huán)的外側(cè)端面上配置一塊中心有喇叭孔的導(dǎo)磁圓盤，喇叭孔的小端直徑與丙磁環(huán)的內(nèi)圓直徑大小相同，喇叭孔的大端直徑大小保證渦輪轉(zhuǎn)動時不擦碰喇叭孔壁，導(dǎo)磁圓盤的外圓與甲磁環(huán)和乙磁環(huán)的外圓相同；在導(dǎo)磁圓盤的外圓、甲磁環(huán)和乙磁環(huán)的外圓上固套一個非磁性圓筒，其端面與導(dǎo)磁圓盤的端面齊平；導(dǎo)磁圓盤、甲磁環(huán)、乙磁環(huán)、丙磁環(huán)、非磁性圓筒構(gòu)成本發(fā)明的外套。
若多個內(nèi)磁環(huán)、多個甲磁環(huán)分別沿軸向直接相并后的徑向磁分力大到滿足要求，可去掉導(dǎo)磁墊片。
組裝時，用壓力工裝將內(nèi)套與外套安要求沿軸向壓緊，然后在冷卻保護下，采取焊接工藝將非磁性圓筒與導(dǎo)磁圓盤焊接起來，也可以用螺栓聯(lián)接。
所述外套中的主磁通的方向是反時針(或順時針)的，內(nèi)套的內(nèi)磁環(huán)被甲磁環(huán)、乙磁環(huán)、丙磁環(huán)包圍，它的主磁通方向與丙磁環(huán)的磁通方向相反，但它的主磁通方向又與甲磁環(huán)的主磁通方向相同，即內(nèi)磁環(huán)在軸向與丙磁環(huán)同極性相對，在軸向與甲磁環(huán)充磁方向一致且平行相對。
因為使組成內(nèi)磁環(huán)的環(huán)形永磁體在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，甲磁環(huán)在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，乙磁環(huán)在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方相同，丙磁環(huán)在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，本發(fā)明的內(nèi)套中的環(huán)形永磁體與外套中的環(huán)形永磁體在徑向和軸向總是同極性相對，所以本發(fā)明的內(nèi)、外套在徑向產(chǎn)生相同的磁斥力，在軸向也產(chǎn)生相同的磁斥力，則內(nèi)、外套在徑向、在軸向具有相對懸浮穩(wěn)定性。
所述軸承的內(nèi)套作支撐旋轉(zhuǎn)軸的載體，外套作為固定套；若去掉內(nèi)套上的渦輪，另外設(shè)計渦輪及導(dǎo)磁圓盤的孔與窩，將渦輪與導(dǎo)磁圓盤固接，所述內(nèi)套也可作支撐固定軸的固定套，外套作為轉(zhuǎn)動套，即內(nèi)套、外套的功能可同時互換。
去掉所述外套導(dǎo)磁圓盤上的乙、丙磁環(huán)，將軸套及非磁性圓筒的軸向尺寸縮短兩倍乙磁環(huán)(或丙磁環(huán))的軸向尺寸，這樣簡化了軸承結(jié)構(gòu)，但軸承軸向承載力減小了，這樣的軸承適用于對軸向承載力要求低的場合。
若實際應(yīng)用中被支撐轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速低，跳動和擺動很小，或者在真空環(huán)境中，那末，應(yīng)用本發(fā)明不用配置渦輪，成為純永磁懸浮軸承。
根據(jù)實際需要，所述軸承內(nèi)磁環(huán)、甲磁環(huán)的數(shù)量可增減。
本發(fā)明有益的效果是1.從整體結(jié)構(gòu)看第一，本發(fā)明的內(nèi)套中相鄰的環(huán)形永磁體的主磁通通過導(dǎo)磁墊片相連接，外套中各環(huán)形永磁體的主磁通通過導(dǎo)磁墊片和導(dǎo)磁圓盤相連接成半封閉狀，所以漏磁小，磁體利用率高。第二，除內(nèi)、外套之間隙和渦輪進流間隙，再無任何空隙，軸承的內(nèi)部空間裝配了極多永磁體，若不配置渦輪，成為純永磁懸浮軸承，與現(xiàn)有的同時具有徑向和軸向承載功能的磁懸浮軸承相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，單位體積承載能力大、剛度大；若配置渦輪，與現(xiàn)有的一些同時具有徑向和軸向承載功能的磁懸浮軸承相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)依然簡單，與現(xiàn)有的另外一些同類軸承相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)或許復(fù)雜了一點，但配置渦輪，大大地提高了磁懸浮軸承的性能(見有益的效果說明2)，拓寬了其應(yīng)用范圍。第三，軸向充磁的環(huán)形永磁體、導(dǎo)磁墊片、導(dǎo)磁圓盤和非磁性圓筒的工藝性好。
2.本發(fā)明內(nèi)套(或外套)高速旋轉(zhuǎn)時，兩端的渦輪，將所處環(huán)境的流體(不腐蝕表面處理過的金屬和永磁體的流體如空氣、惰性氣體、清淡水、液態(tài)油等)旋壓入內(nèi)套和外套之間的間隙形成高壓氣墊或靜液層，極大地增強了內(nèi)套和外套的相對懸浮力，極大地遏制了內(nèi)套和外套的相對跳動、擺動，軸的轉(zhuǎn)速越高，效果越佳，從而極大地提高了軸承運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、可靠性。
3.本發(fā)明若不配置渦輪，根據(jù)實際應(yīng)用要求，設(shè)計內(nèi)套、外套之間隙，既可作為單向減振器或阻尼器使用，又可作為多向減振器或阻尼器使用。


圖1為本發(fā)明實施方式1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施方式3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施方式4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施方式5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施方式6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實施方式7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施方式8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施方式9的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述實施方式1如圖1示，在支撐軸的非磁性軸套7上固接軸向充磁的永磁內(nèi)磁環(huán)2和內(nèi)磁環(huán)3。在內(nèi)磁環(huán)2和內(nèi)磁環(huán)3之間夾著一個適當厚度導(dǎo)磁墊片18，其內(nèi)圓大小與內(nèi)磁環(huán)的內(nèi)圓相同，其外圓直徑比內(nèi)磁環(huán)的外圓直徑每面小一點(圖中未畫出)，以增強內(nèi)磁環(huán)2、內(nèi)磁環(huán)3兩端外圓上的徑向分磁力；若內(nèi)磁環(huán)2、內(nèi)磁環(huán)3兩端外圓上的徑向分磁力足夠大，那么導(dǎo)磁墊片18的外圓可做成與內(nèi)磁環(huán)的外圓大小相同。在非磁性軸套7兩端分別固套一個渦輪6和17，軸套、渦輪、內(nèi)磁環(huán)構(gòu)成了本發(fā)明的內(nèi)套。
在內(nèi)磁環(huán)的外圓外離開軸承間隙，套軸向充磁的環(huán)形永磁體11、12，簡稱甲磁環(huán)，其充磁方向與內(nèi)磁環(huán)2、3的充磁方向相同。在甲磁環(huán)11和甲磁環(huán)12之間夾著一個厚度與導(dǎo)磁墊片18的厚度相同的導(dǎo)磁墊片16，導(dǎo)磁墊片16的外圓大小與甲磁環(huán)的外圓相同，內(nèi)圓直徑比甲磁環(huán)的內(nèi)圓直徑每面大一點(圖中未畫出)。在甲磁環(huán)11、12的外端面上分別緊貼一個適當厚度導(dǎo)磁墊片8、15其外圓直徑與甲磁環(huán)的外圓直徑相等，其內(nèi)圓直徑比甲磁環(huán)的內(nèi)圓直徑每面大一點(圖中未畫出)。緊貼導(dǎo)磁墊片8、15的外端面分別配置一個軸向充磁的環(huán)形永磁體10、13，簡稱乙磁環(huán)，兩個乙磁環(huán)的尺寸、充磁方向及性能參數(shù)與甲磁環(huán)相同。在內(nèi)磁環(huán)2、3的外端面外，對稱地配置兩個相同的軸向充磁的環(huán)形永磁體1、4，簡稱丙磁環(huán)，兩個丙磁環(huán)的內(nèi)端面沿軸線方向分別向外離開內(nèi)磁環(huán)2、3端面一個間隙尺寸，丙磁環(huán)1、4與內(nèi)磁環(huán)2、3相對的端面極性相同；兩個丙磁環(huán)1、4的外圓與乙磁環(huán)10、13的內(nèi)圓相貼，丙磁環(huán)和乙磁環(huán)的端面齊平。在丙磁環(huán)1、4和乙磁環(huán)10、13的外側(cè)端面分別配置一塊中心有喇叭孔的導(dǎo)磁圓盤5、14，喇叭孔的小端直徑與丙磁環(huán)1、4的內(nèi)圓直徑大小相同，喇叭孔的大端直徑大小保證渦輪6、17放入時不擦碰喇叭孔壁為宜，導(dǎo)磁圓盤5、14的外圓與甲磁環(huán)11、12和乙磁環(huán)10、13的外圓相同。在導(dǎo)磁圓盤5、14的外圓與甲磁環(huán)11、12和乙磁環(huán)10、13的外圓固套一個非磁性圓筒9，其端面與導(dǎo)磁圓盤5、14的端面齊平，非磁性圓筒9起聯(lián)接作用。導(dǎo)磁圓盤5和14、甲磁環(huán)11和12、乙磁環(huán)10和13、丙磁環(huán)1和4、非磁性圓筒9構(gòu)成了本發(fā)明的外套。
組裝時，用壓力工裝將內(nèi)套與外套安要求沿軸向壓緊，然后在冷卻保護下，采取焊接工藝將非磁性圓筒與導(dǎo)磁圓盤焊接起來，也可用螺栓聯(lián)接。
多個內(nèi)磁環(huán)、多個甲磁環(huán)分別沿軸向直接相并后的徑向磁分力大到滿足要求，可去掉導(dǎo)磁墊片。
所述外套中的主磁通的方向是反時針(或順時針)的，內(nèi)套的內(nèi)磁環(huán)2、3被甲磁環(huán)11和12、乙磁環(huán)10和13、丙磁環(huán)1和4包圍，內(nèi)磁環(huán)2、3的主磁通方向與丙磁環(huán)1和4的磁通方向相反，但它的主磁通方向又與甲磁環(huán)11和12的主磁通方向相同，即內(nèi)磁環(huán)2、3在軸向與丙磁環(huán)1和4同極性相對，在軸向與甲磁環(huán)11和12充磁方向一致且平行相對；因為使內(nèi)磁環(huán)2、3在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，甲磁環(huán)1 1和12在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，乙磁環(huán)10和13在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方相同，丙磁環(huán)1和4在材料、形狀、尺寸、性能參數(shù)等方面相同，本發(fā)明的內(nèi)套中的環(huán)形永磁體與外套中的環(huán)形永磁體在徑向和軸向總是同極性相對，所以本發(fā)明的內(nèi)、外套在徑向產(chǎn)生相等的磁斥力，在軸向也產(chǎn)生相等的磁斥力，使內(nèi)、外套在徑向、在軸向具有相對懸浮穩(wěn)定性。
本實施方式除內(nèi)、外套之間隙和渦輪進流間隙，再無任何空隙，軸承的內(nèi)部空間裝配了極多永磁體，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，所以本發(fā)明單位體積承載能力大、剛度大。
本實施方式的內(nèi)套上兩端的渦輪6和17，隨要支撐的軸高速旋轉(zhuǎn)，將軸承所處環(huán)境的流體(不腐蝕表面處理過的金屬和永磁體的流體如空氣、惰性氣體、清淡水、液態(tài)油等)旋壓入內(nèi)套和外套之間的間隙形成高壓氣墊或靜液層，極大地增強了內(nèi)套和外套的相對懸浮力，極大地遏制了內(nèi)套和外套的相對跳動、擺動，軸的轉(zhuǎn)速越高，效果越佳，從而極大地提高了軸承運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、可靠性。
實施方式2如圖2示。當需要軸承外套轉(zhuǎn)動，且內(nèi)套被固定時，將實施方式1中的非磁性轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14、渦輪6和1 7相應(yīng)改成圖2示所示的非磁性轉(zhuǎn)套19、導(dǎo)磁圓盤20和22、渦輪21和23，而且使渦輪21和23分別與導(dǎo)磁圓盤20和22固接，使渦輪21和23的內(nèi)圓與轉(zhuǎn)套19的外圓分離開一間隙。
實施方式3如圖3示。若實際中被支撐轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速低，跳動和擺動很小，或者在真空環(huán)境中，那末，使用實施方式1或2所述的軸承不用配置渦輪，成為純永磁懸浮軸承。將實施方式1中的非磁性轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14相應(yīng)改成圖3示所示的非磁性轉(zhuǎn)套24、導(dǎo)磁圓盤25和26。
實施方式4如圖4示。將內(nèi)磁環(huán)、甲磁環(huán)分別做成一個，即內(nèi)磁環(huán)為27，甲磁環(huán)變?yōu)?8。
實施方式5如圖5示。對于實施方式4的軸承，當需要軸承外套轉(zhuǎn)動，且內(nèi)套被固定時，將實施方式1中的非磁性轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14、渦輪6和17相應(yīng)改成圖2示所示的非磁性轉(zhuǎn)套19、導(dǎo)磁圓盤20和22、渦輪21和23，而且使渦輪21和23分別與導(dǎo)磁圓盤20和22固接，使渦輪21和23的內(nèi)圓與轉(zhuǎn)套19的外圓分離開一間隙。
實施方式6如圖6示。若實際中被支撐轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速低，跳動和擺動很小，或者在真空環(huán)境中，那末，使用實施方式4或5所述的軸承不用配置渦輪，成為純永磁懸浮軸承。將實施方式1中的非磁性轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14相應(yīng)改成圖3示所示的非磁性轉(zhuǎn)套24、導(dǎo)磁圓盤25和26。
實施方式7如圖7示。將實施方式4(4中未注明的件號與圖1所示的件號相同)中的乙磁環(huán)10和13、丙磁環(huán)1和4、導(dǎo)磁墊片8和15去掉，并將內(nèi)磁環(huán)27、甲磁環(huán)28沿軸向向兩端分別延長一個乙磁環(huán)(或丙磁環(huán))厚度尺寸后(這樣做的前提條件是改變后的磁環(huán)厚度使其充磁時并不困難)，內(nèi)磁環(huán)27和甲磁環(huán)28分別變?yōu)?0和29，這樣的軸承結(jié)構(gòu)簡單。
實施方式8如圖8示。對于實施方式7的軸承，當需要軸承外套轉(zhuǎn)動，且內(nèi)套被固定時，將實施方式1中的非磁性轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14、渦輪6和17相應(yīng)改成圖2示所示的非磁性轉(zhuǎn)套19、導(dǎo)磁圓盤20和22、渦輪21和23，而且使渦輪21和23分別與導(dǎo)磁圓盤20和22固接，使渦輪21和23的內(nèi)圓與非磁性轉(zhuǎn)套19的外圓分離開一間隙。
實施方式9如圖9示。若實際中被支撐轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速低，跳動和擺動很小，或者在真空環(huán)境中，那末，使用實施方式7或8所述的軸承不用配置渦輪，成為純永磁懸浮軸承。實施方式1中的轉(zhuǎn)套7、導(dǎo)磁圓盤5和14相應(yīng)改成圖3示所示的非磁性轉(zhuǎn)套24、導(dǎo)磁圓盤25和26。
權(quán)利要求
1.一種永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是該軸承由內(nèi)套和外套組成，內(nèi)套和外套上設(shè)置軸向充磁環(huán)形永磁體，外套上環(huán)形永磁體與內(nèi)套上環(huán)形永磁體隔離一間隙同極性相對，所述內(nèi)套或外套兩端分別設(shè)置一個渦輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是軸承有一個支撐轉(zhuǎn)軸的非磁性軸套，軸套兩端分別固套一個渦輪，非磁性軸套中部外圓上固套一個或多個軸向充磁的環(huán)形永磁體，稱為內(nèi)磁環(huán)，內(nèi)磁環(huán)的尺寸、充磁方向及性能參數(shù)相同，若內(nèi)磁環(huán)為多個，在相鄰的兩個之間夾一個導(dǎo)磁墊片，其內(nèi)圓直徑與內(nèi)磁環(huán)的內(nèi)圓直徑相等，其外圓直徑比內(nèi)磁環(huán)的外圓直徑小；非磁性軸套、渦輪、內(nèi)磁環(huán)構(gòu)成所述軸承的內(nèi)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是在內(nèi)磁環(huán)的外圓外離開一間隙套軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱甲磁環(huán)，其個數(shù)與內(nèi)磁環(huán)的個數(shù)相等，所有甲磁環(huán)的尺寸及性能參數(shù)相同，其充磁方向與內(nèi)磁環(huán)的充磁方向相同；在相鄰的兩個甲磁環(huán)之間夾一個導(dǎo)磁墊片，其厚度與內(nèi)磁環(huán)之間的導(dǎo)磁墊片的厚度相同，其外圓直徑與甲磁環(huán)的外圓直徑相等，其內(nèi)圓直徑比甲磁環(huán)的內(nèi)圓直徑每面大；在多個甲磁環(huán)組成的甲磁環(huán)組的兩個外端面上，分別配置一個與兩個甲磁環(huán)之間的導(dǎo)磁墊片相同的導(dǎo)磁墊片；緊貼每個墊片的外端面分別配置一個軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱乙磁環(huán)，兩個乙磁環(huán)的尺寸、充磁方向及性能參數(shù)與甲磁環(huán)相同；在每個乙磁環(huán)內(nèi)圓配置一個軸向充磁的環(huán)形永磁體，簡稱丙磁環(huán)，兩個丙磁環(huán)的尺寸及性能參數(shù)相同，但充磁方向與甲磁環(huán)相反，兩個丙磁環(huán)的內(nèi)端面沿軸線方向分別向外離開內(nèi)磁環(huán)端面一間隙，并且與內(nèi)磁環(huán)端面同極性相對，丙磁環(huán)的外圓與乙磁環(huán)的內(nèi)圓相貼，丙磁環(huán)的內(nèi)圓比非磁性軸套的外圓每面大一間隙，丙磁環(huán)和乙磁環(huán)的端面齊平；在丙磁環(huán)和乙磁環(huán)的外側(cè)端面上配置一塊中心有喇叭孔的導(dǎo)磁圓盤，喇叭孔的小端直徑與丙磁環(huán)的內(nèi)圓直徑大小相同，喇叭孔的大端直徑大小保證渦輪轉(zhuǎn)動時不擦碰喇叭孔壁，導(dǎo)磁圓盤的外圓與甲磁環(huán)和乙磁環(huán)的外圓相同；在導(dǎo)磁圓盤的外圓、甲磁環(huán)和乙磁環(huán)的外圓上固套一個非磁性圓筒，其端面與導(dǎo)磁圓盤的端面齊平；導(dǎo)磁圓盤、甲磁環(huán)、乙磁環(huán)、丙磁環(huán)、非磁性圓筒構(gòu)成所述軸承的外套。
4.根據(jù)權(quán)利2-3中任一項所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是若多個內(nèi)磁環(huán)、多個甲磁環(huán)分別沿軸向直接相并后的徑向磁分力大到滿足要求，可去掉導(dǎo)磁墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是外套中的主磁通的方向是反時針或順時針的，內(nèi)套的內(nèi)磁環(huán)被甲磁環(huán)、乙磁環(huán)、丙磁環(huán)包圍，它的主磁通方向與丙磁環(huán)的磁通方向相反，但它的主磁通方向又與甲磁環(huán)的主磁通方向相同，即內(nèi)磁環(huán)在軸向與丙磁環(huán)同極性相對，在軸向與甲磁環(huán)充磁方向一致且平行相對。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是軸承的內(nèi)套作支撐旋轉(zhuǎn)軸的載體，外套作為固定套；若去掉內(nèi)套上的渦輪，另外設(shè)計渦輪及導(dǎo)磁圓盤的孔與窩，將渦輪與導(dǎo)磁圓盤固接，所述內(nèi)套也可作支撐固定軸的固定套，外套作為轉(zhuǎn)動套，即內(nèi)套、外套的功能可同時互換。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是可去掉所述軸承外套中的乙、丙磁環(huán)，同時將軸套及非磁性圓筒的軸向尺寸縮短兩倍乙磁環(huán)的軸向尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是在有些情況下應(yīng)用，可不配置渦輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是根據(jù)實際需要，內(nèi)磁環(huán)、甲磁環(huán)的數(shù)量可增減。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁與渦輪復(fù)合軸承，其特征是不配置渦輪，可作為單向或多向減振器，也可作為單向或多向阻尼器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁與渦輪復(fù)合軸承，解決現(xiàn)有磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單位體積承載力小、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差、應(yīng)用受局限等問題。本發(fā)明由內(nèi)套和外套組成，內(nèi)套和外套上設(shè)置軸向充磁環(huán)形永磁體，外套上環(huán)形永磁體與內(nèi)套上環(huán)形永磁體隔離一間隙同極性相對，從而使內(nèi)套與外套因磁斥力而相對懸浮，所述內(nèi)套(或外套)上兩端分別配置一個渦輪，當內(nèi)套(或外套)高速旋轉(zhuǎn)時，渦輪將所處環(huán)境的流體旋壓入內(nèi)套和外套之間的間隙形成高壓氣墊或靜液層，極大地遏制了內(nèi)套和外套的相對跳動、擺動，從而極大地提高了軸承運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、單位體積承載力大、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性高、用途廣。
文檔編號F16C32/04GK101070878SQ20061013765
公開日2007年11月14日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣