浮軸承正常工作時(shí)，環(huán)形連接件6和彈性支撐件8使得所有圓錐滾子分體41時(shí)刻處于楔形圓板3外表面圓弧段的中間位置，即圖2所示的圓錐滾子分體41位置A處;所有圓錐滾子4分體外圓與斜面套筒5的內(nèi)表面之間存在均勻的間隙，使得保護(hù)軸承裝置并不干擾轉(zhuǎn)子I的正常旋轉(zhuǎn)。另外，為了使得所有圓錐滾子4分體與斜面套筒5內(nèi)表面之間的間隙均勻相等，安裝時(shí)必須保證各圓錐滾子4分體與斜面套筒5同心設(shè)置，即必須保證滾動(dòng)軸承9、楔形圓板3、圓錐滾子4以及轉(zhuǎn)子I四者的中心位置處于同一直線。
[0029]在磁懸浮軸承系統(tǒng)正常工作時(shí)，圓錐滾子4外圓表面與斜面套筒5內(nèi)表面之間的徑向間隙大小約為0.15 mm，兩者互不接觸，并且轉(zhuǎn)子I與圓錐滾子4是高速旋轉(zhuǎn)的，滾動(dòng)軸承9內(nèi)圈與斜面套筒5—起處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)磁懸浮軸承失效后，圓錐滾子4隨著轉(zhuǎn)子I一同跌落，部分圓錐滾子4分體與斜面套筒5接觸碰撞，圓錐滾子4分體與斜面套筒5之間產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)圓錐滾子4分體兩端的滾子軸42在楔形圓板3外周向表面沿著轉(zhuǎn)子I轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向產(chǎn)生相對滾動(dòng)，由于所有圓錐滾子4分體通過環(huán)形連接件6連接，所有只要有一個(gè)圓錐滾子4分體與楔形圓板3產(chǎn)生相對滾動(dòng)，其他圓錐滾子4分體的滾子軸42必然同時(shí)產(chǎn)生相同的相對滾動(dòng)；由于楔形圓板3中的圓弧段外表面設(shè)置為與裝置中心的徑向距離由中間向兩端逐漸增加，所以當(dāng)圓錐滾子4分體與斜面套筒5碰撞接觸后，所有圓錐滾子4分體在徑向遠(yuǎn)離裝置的中心運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)使得所有圓錐滾子4分體與斜面套筒5之間的間隙迅速減小，當(dāng)所有圓錐滾子4分體都從楔形圓板3內(nèi)表面圓弧段的相對位置A處滾動(dòng)至位置B處，圓錐滾子4分體與斜面套筒5之間的間隙即減小為零，從而消除了所有圓錐滾子分體41與斜面套筒5之間的間隙，由于斜面套筒5內(nèi)表面與圓錐滾子4具有相同的錐度并且反向放置，所以當(dāng)所有圓錐滾子分體41與斜面套筒5之間的間隙消除為零時(shí)，就相當(dāng)于同時(shí)消除了轉(zhuǎn)子I與滾動(dòng)軸承9內(nèi)圈之間的徑向和軸向間隙。從而消除了轉(zhuǎn)子I跌落后對保護(hù)軸承的沖擊與振動(dòng)，可顯著提高磁懸浮軸承系統(tǒng)中向心推力保護(hù)軸承的壽命，并且此裝置能夠?qū)D(zhuǎn)子正/反轉(zhuǎn)的跌落都起到徑向和軸向同時(shí)的保護(hù)作用。
[0030]本發(fā)明的工作原理是:
安裝時(shí)，利用作用于圓錐滾子4分體的彈性支撐件8，使得圓錐滾子4分體處于楔形圓板3外表面的初始位置(位置A)，并且通過環(huán)形連接件6作用使得每個(gè)圓錐滾子4分體都處于這種初始位置。在磁懸浮軸承系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，所有圓錐滾子4分體始終處于初始位置處，與楔形圓板3、環(huán)形連接件6、彈性支撐件7以及轉(zhuǎn)子I 一起處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，斜面套筒5與滾動(dòng)軸承9內(nèi)圈一起處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)每個(gè)圓錐滾子4分體的錐形斜面與斜面套筒5內(nèi)表面之間存在有磁懸浮軸承系統(tǒng)正常的保護(hù)間隙(一般約為0.15 _)。當(dāng)磁懸浮軸承系統(tǒng)失效后，圓錐滾子4與轉(zhuǎn)子I 一起跌落，部分圓錐滾子4分體與斜面套筒5碰撞，此時(shí)圓錐滾子4與斜面套筒5之間一方面存在很大的相對速度，另一方面有碰撞力作用，它們之間的碰撞力產(chǎn)生的摩擦力使得部分圓錐滾子4分體的滾子軸42在楔形圓板3外表面發(fā)生沿著轉(zhuǎn)子I轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向的相對滾動(dòng)，通過環(huán)形連接件6的作用，其他圓錐滾子4分體的滾子軸42也同時(shí)會(huì)相對于楔形圓板3產(chǎn)生相同的滾動(dòng)。由于楔形圓板3外周向表面被設(shè)置為與圓錐滾子4數(shù)目對應(yīng)的重復(fù)圓弧段，每一圓弧段與裝置中心的徑向距離由中間向兩端逐漸增加，所以圓錐滾子4與斜面套筒5碰撞后，所有圓錐滾子4分體在徑向遠(yuǎn)離裝置的中心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓錐滾子4沿著楔形圓板3外周向表面滾動(dòng)的徑向距離和保護(hù)間隙大小相等時(shí)(圓錐滾子4滾動(dòng)到相對位置B)，SP完全消除了圓錐滾子4與斜面套筒5之間的間隙，就相當(dāng)于同時(shí)消除了轉(zhuǎn)子I與滾動(dòng)軸承9之間存在的徑向和軸向間隙。此時(shí)，所有圓錐滾子4連同環(huán)形連接件6、滾動(dòng)軸承9一起隨著轉(zhuǎn)子I 一同仍然繞著磁懸浮軸承系統(tǒng)正常工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，即不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子與保護(hù)軸承的碰撞，也不會(huì)對保護(hù)軸承產(chǎn)生反復(fù)沖擊與振動(dòng)，提高了保護(hù)軸承的壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置，包括轉(zhuǎn)子(1)、保護(hù)軸承、軸承壓蓋(10)、螺釘(11)、和軸承座(12)，所述轉(zhuǎn)子(I)外圍安裝保護(hù)軸承，軸承壓蓋(10)通過螺釘(11)與軸承座(12)固定連接，軸向壓緊滾動(dòng)軸承，軸承座(12)與外部的機(jī)座固定連接，所述保護(hù)軸承包括楔形圓板(3)、定位圓筒(2)、斜面套筒(5)、圓錐滾子(4)、環(huán)形連接件(6)、導(dǎo)槽(7)、彈性支撐件(8)、滾動(dòng)軸承(9); 所述環(huán)形連接件(6)，環(huán)形連接件(6)中沿著周向均勻設(shè)置有與圓錐滾子(4)數(shù)目對應(yīng)的導(dǎo)槽(7); 所述彈性支撐件(8)，設(shè)置于環(huán)形連接件(6)中每個(gè)導(dǎo)槽(7)與圓錐滾子軸(42)之間，可允許圓錐滾子(4)的徑向位移； 所述滾動(dòng)軸承(9)，滾動(dòng)軸承(9)外圈安裝于軸承座(12)中，通過軸承壓蓋(10)軸向壓緊 其特征是: 所述楔形圓板(3)設(shè)有左右兩塊，分別置于環(huán)形連接件(6)的兩側(cè)，以過盈配合的方式安裝于轉(zhuǎn)子(I)上，楔形圓板(3)外周向表面設(shè)置為與圓錐滾子(4)數(shù)目對應(yīng)的重復(fù)圓弧段Hl，每一圓弧段Hl與裝置中心的徑向距離L2由中間向兩端逐漸增加； 所述定位圓筒(2)，置于兩塊楔形圓板(3)的軸向中間位置，并與楔形圓板(3)—致以過盈配合的方式安裝于轉(zhuǎn)子(I)上，定位圓筒(2)的寬度略大于環(huán)形連接件(6)的寬度； 所述斜面套筒(5)，內(nèi)表面加工為帶有錐度的斜面，外表面無錐度并安裝于滾動(dòng)軸承(9)內(nèi)圈; 所述圓錐滾子(4)，圓錐滾子(4)的錐度與斜面套筒(5)錐度相同，但與斜面套筒(5)的斜面方向反向放置，圓錐滾子(4)沿軸向與斜面套筒(5)內(nèi)表面存在的均勻大小的間隙LI;另外，圓錐滾子(4)包括2個(gè)以上的圓錐滾子分體(41)，各圓錐滾子分體(41)通過兩端設(shè)置的滾子軸(42)分布于環(huán)形連接件中設(shè)置的導(dǎo)槽(7)內(nèi)；同時(shí)，滾子軸(42)內(nèi)圓表面與楔形圓板(3)外表面接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置，其特征是，所述圓錐滾子分體(41)具有2?200個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置，其特征是，所述滾動(dòng)軸承(9)為深溝球軸承，或?yàn)橐粚墙佑|軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置，其特征是，所述軸承壓蓋(10)為圓盤狀，軸承壓蓋(10)壓于軸承座(12)與滾動(dòng)軸承(9)的接縫處。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置，其特征是，所述彈性支撐件(8)為獨(dú)立的彈簧元件，或是與環(huán)形連接件為一體、并通過線切割等工藝加工而成的結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及磁懸浮軸承系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種圓錐滾子式同時(shí)消除滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑軸向間隙的保護(hù)裝置。包括轉(zhuǎn)子、保護(hù)軸承、軸承壓蓋、螺釘、和軸承座。楔形圓板分別置于環(huán)形連接件的兩側(cè)，以過盈配合的方式安裝于轉(zhuǎn)子上；定位圓筒置于兩塊楔形圓板的軸向中間位置，與楔形圓板一致以過盈配合的方式安裝于轉(zhuǎn)子上；滾子軸內(nèi)圓表面與楔形圓板外表面接觸。本發(fā)明可以同時(shí)消除圓錐滾子與斜面套筒之間的徑向和軸向間隙，從而消除了高速轉(zhuǎn)子跌落后對滾動(dòng)軸承的振動(dòng)和沖擊，提高了向心推力保護(hù)軸承的可靠性和安全性，以滿足高速磁懸浮軸承系統(tǒng)發(fā)展的需要。
【IPC分類】F16C27/00, F16C32/04
【公開號(hào)】CN105626687
【申請?zhí)枴緾N201610142205
【發(fā)明人】俞成濤, 周金宇, 陳修祥, 曹清林
【申請人】江蘇理工學(xué)院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月14日