專(zhuān)利名稱(chēng):磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉 及磁懸浮軸承設(shè)備的裝配結(jié)構(gòu),特別是涉及一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)部件在離心力的作用下容易發(fā)生變形,特別是對(duì)于磁懸浮軸承設(shè)備,轉(zhuǎn)子一般是套在芯軸上共同使用,由于芯軸和其上的轉(zhuǎn)子的尺寸不同,所受到離心力作用產(chǎn)生的變形量也不同,因此易導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中結(jié)構(gòu)連接的松動(dòng),造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)明顯的振動(dòng)和較大的噪聲。目前最為常用的防止結(jié)構(gòu)連接松脫的方式是采用過(guò)盈裝配,即轉(zhuǎn)子的軸孔直徑小于芯軸軸頸直徑的一種裝配形式,兩者直徑之差稱(chēng)為過(guò)盈量,過(guò)盈量的大小根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì),可以通過(guò)轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式推算出來(lái)。安裝時(shí)利用熱脹冷縮的原理,將轉(zhuǎn)子加熱到一定的溫度后安裝到芯軸上,當(dāng)外套部件冷卻后,便可形成具有一定預(yù)應(yīng)力的緊固連接。這樣的設(shè)計(jì)和技術(shù)雖然已廣泛應(yīng)用,但存在以下缺點(diǎn)1、轉(zhuǎn)子與芯軸裝配難度大。由于是利用了熱脹冷縮的原理,通過(guò)不同部件之間存在的溫差實(shí)現(xiàn)過(guò)盈裝配,但對(duì)于過(guò)盈量要求比較大的高速磁懸浮軸承技術(shù),往往外套部件需要整體加熱到幾百度的高溫,甚至還需要對(duì)芯軸進(jìn)行冷卻處理才能進(jìn)行裝配,而裝配的過(guò)程要求快速準(zhǔn)確,否則由于外套和芯軸間高速的熱交換使得兩者間的溫差迅速的減小, 會(huì)出現(xiàn)外套“卡死”的現(xiàn)象而無(wú)法完成。2、過(guò)盈裝配后的部件拆卸和檢修困難。因?yàn)椴鹦稌r(shí)很難做到只加熱外套轉(zhuǎn)子使其受熱膨脹而讓芯軸和芯軸上的其它部件不受加熱,加熱過(guò)程的熱傳導(dǎo)往往會(huì)影響到芯軸上或周邊的如絕緣導(dǎo)線、電子器件等其它的一些部件,使它們受到一定程度的破壞甚至喪失功能。3、過(guò)盈裝配的過(guò)盈量有限,裝配后達(dá)不到磁懸浮軸承設(shè)備高轉(zhuǎn)速的要求,進(jìn)而減低了工作效率。
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何解決磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與芯軸裝配難度大以及裝配后部件拆卸和檢修困難的缺陷;及進(jìn)一步解決達(dá)不到磁懸浮軸承設(shè)備高轉(zhuǎn)速的問(wèn)題。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),包括轉(zhuǎn)子和芯軸,所述轉(zhuǎn)子的軸孔直徑大于所述芯軸軸頸的直徑,芯軸的軸頸套入轉(zhuǎn)子的軸孔內(nèi),芯軸的軸頸與轉(zhuǎn)子的軸孔之間的間隙填充有預(yù)壓變形的彈性元件。其中,所述彈性元件為由彈性波紋帶構(gòu)成的彈性墊圈或橡膠墊圈。其中,所述彈性波紋帶采用金屬材料制成。
其中,所述彈性波紋帶采用鋼合金材料制成。其中,所述彈性波紋帶抱緊芯軸的外周,其兩端通過(guò)搭接或焊接的方式連接一起構(gòu)成了彈性墊圈。其中,所述彈性波紋帶的縱截面為波浪狀或折線狀。(三)有益效果上述技術(shù)方案提供的一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),芯軸的軸頸與轉(zhuǎn)子的軸孔之間采用預(yù)壓變形的彈性元件進(jìn)行填充壓緊,該裝配結(jié)構(gòu)易于安裝,且彈性元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力小,其相對(duì)于過(guò)盈裝配的剛度要小得多,易于裝配后部件的拆卸和檢修。進(jìn)一步地, 采用鋼合金材料制成的彈性波紋帶,滿(mǎn)足了高轉(zhuǎn)速剛性和柔性的要求,當(dāng)轉(zhuǎn)子和芯軸的材料也同時(shí)滿(mǎn)足高轉(zhuǎn)速的強(qiáng)度和剛度的要求時(shí),磁懸浮軸承設(shè)備可以達(dá)到范圍較廣的高轉(zhuǎn)速,提高了工作效率。
圖1是本發(fā)明磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸裝配結(jié)構(gòu)的截面圖;圖3是本發(fā)明彈性波紋帶的縱截面圖。其中,1、轉(zhuǎn)子;2、芯軸;3、軸頸;4、彈性元件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明,但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。如圖1和2,本發(fā)明磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),包括轉(zhuǎn)子1和芯軸2,轉(zhuǎn)子1 的軸孔直徑大于芯軸軸頸3的直徑,芯軸2的軸頸3套入轉(zhuǎn)子1的軸孔內(nèi),芯軸2的軸頸3 與轉(zhuǎn)子1的軸孔之間的間隙填充有預(yù)壓變形的彈性元件4,彈性元件4的預(yù)壓變形是受轉(zhuǎn)子1和芯軸軸頸3擠壓作用產(chǎn)生的,彈性元件4具有足夠滿(mǎn)足磁懸浮軸承設(shè)備高轉(zhuǎn)速要求的剛性和柔性。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝簡(jiǎn)便,彈性元件4套在軸頸3處,由于彈性元件4具有足夠的柔性易于變形,使得軸頸3易于套入轉(zhuǎn)子1中,不需要加熱的步驟,不會(huì)發(fā)生外套“卡死”的現(xiàn)象。一方面,在轉(zhuǎn)子1和芯軸2高速運(yùn)行過(guò)程中,由于離心力的作用,轉(zhuǎn)子1和芯軸2的軸頸3發(fā)生了不同程度的變形,由于彈性元件4存在預(yù)壓變形,當(dāng)轉(zhuǎn)子1的變形量大于軸頸3時(shí),彈性元件4釋放其預(yù)壓變形,補(bǔ)償轉(zhuǎn)子1和軸頸3之間由于變形量差而產(chǎn)生間隙,保證轉(zhuǎn)子1和軸頸3始終處于壓緊狀態(tài),防止轉(zhuǎn)子1和軸頸3的松動(dòng);當(dāng)轉(zhuǎn)子1的變形量小于軸頸3的變形量時(shí),轉(zhuǎn)子1進(jìn)一步壓緊彈性元件4,轉(zhuǎn)子1和軸頸3壓緊;當(dāng)轉(zhuǎn)子1和芯軸2的轉(zhuǎn)速下降時(shí),彈性元件4的變形隨著轉(zhuǎn)子1和軸頸3變形的恢復(fù)也逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)。另一方面,由于彈性元件4的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力較小,相對(duì)過(guò)盈裝配而言,彈性元件4對(duì)轉(zhuǎn)子1和芯軸2產(chǎn)生的剛度比過(guò)盈裝配的剛度要小得多,在轉(zhuǎn)子1和芯軸2拆卸的過(guò)程中不會(huì)帶來(lái)大的阻力,方便拆卸。本實(shí)施例的彈性元件4可為由彈性波紋帶構(gòu)成的彈性墊圈或橡膠墊圈,優(yōu)選為彈性波紋帶構(gòu)成的彈性墊圈。為了保證彈性波紋帶的剛性和柔性以滿(mǎn)足磁懸浮軸承設(shè)備高轉(zhuǎn)速的要求,該彈性波紋帶采用金屬材料 制成,如鋼合金材料、金屬銅材料、銅合金材料、鈦合金材料或鋁合金材料等,優(yōu)選為鋼合金材料,當(dāng)磁懸浮軸承設(shè)備中的轉(zhuǎn)子1及芯軸2的材料滿(mǎn)足高轉(zhuǎn)速的強(qiáng)度和剛度的要求時(shí),則磁懸浮軸承可以達(dá)到范圍較廣的高轉(zhuǎn)速,提高了工作效率。在磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子1與芯軸2的裝配過(guò)程中,首先將合適長(zhǎng)度和寬度的彈性波紋帶抱緊芯軸軸頸3的外周,該波紋帶的兩端可通過(guò)搭接或焊接的方式連接一起構(gòu)成彈性墊圈。本實(shí)施例確保波紋帶抱緊芯軸軸頸3,然后將被彈性波紋帶包裹的芯軸2的軸頸3套入轉(zhuǎn)子1中,轉(zhuǎn)子1和軸頸3對(duì)波紋帶形成一定的預(yù)壓變形。圖3,彈性波紋帶的縱截面可為波浪狀(如圖3中的a)或折線狀(如圖3中的b和c),其中,圖3中的b為倒置90°的類(lèi)三角折線,圖3中的c為倒置90°的類(lèi)梯形折線。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和替換,這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),包括轉(zhuǎn)子和芯軸,其特征在于,所述轉(zhuǎn)子的軸孔直徑大于所述芯軸軸頸的直徑,芯軸的軸頸套入轉(zhuǎn)子的軸孔內(nèi),芯軸的軸頸與轉(zhuǎn)子的軸孔之間的間隙填充有預(yù)壓變形的彈性元件。
2.如權(quán)利要求1所述的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性元件為由彈性波紋帶構(gòu)成的彈性墊圈或橡膠墊圈。
3.如權(quán)利要求2所述的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性波紋帶采用金屬材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性波紋帶采用鋼合金材料制成。
5.如權(quán)利要求2所述的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性波紋帶抱緊芯軸的外周,其兩端通過(guò)搭接或焊接的方式連接一起構(gòu)成了彈性墊圈。
6.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性波紋帶的縱截面為波浪狀或折線狀。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu)。本發(fā)明磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子與軸的裝配結(jié)構(gòu),包括轉(zhuǎn)子和芯軸,所述轉(zhuǎn)子的軸孔直徑大于所述芯軸軸頸的直徑,芯軸的軸頸套入轉(zhuǎn)子的軸孔內(nèi),芯軸的軸頸與轉(zhuǎn)子的軸孔之間的間隙填充有預(yù)壓變形的彈性元件。本發(fā)明芯軸的軸頸與轉(zhuǎn)子的軸孔之間采用預(yù)壓變形的彈性元件進(jìn)行填充壓緊,該裝配結(jié)構(gòu)易于安裝,且彈性元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力小,其相對(duì)于過(guò)盈裝配的剛度要小得多,易于裝配后部件的拆卸和檢修。進(jìn)一步地,采用鋼合金等金屬材料制成的彈性波紋帶,滿(mǎn)足了高轉(zhuǎn)速剛性和柔性的要求,磁懸浮軸承設(shè)備可以達(dá)到范圍較廣的高轉(zhuǎn)速。
文檔編號(hào)F16C35/10GK102425608SQ20111037685
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者于溯源, 徐旸, 時(shí)振剛, 朱亮, 蒲芃成, 趙雷 申請(qǐng)人:清華大學(xué)