專利名稱：徑向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是徑向磁懸浮軸承的制造工藝。
背景技術(shù)：
主動磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間、使轉(zhuǎn)子與定子之間實現(xiàn)無接觸支承的一種新型高性能軸承。與傳統(tǒng)的滾動軸承和滑動軸承相比，主動磁懸浮軸承有兩大優(yōu)點1.沒有機械接觸，無需潤滑系統(tǒng)，不存在滑油泄漏污染問題；2.支承力可控。因此主動磁懸浮軸承不僅可以應用于高轉(zhuǎn)速、真空、超凈及極端溫度和壓力等特殊工作環(huán)境；而且可以利用其支承力可控的特點對轉(zhuǎn)子的振動進行主動補償，減小系統(tǒng)的振動，提高系統(tǒng)的性能，具有廣闊的應用前景。
主動磁懸浮軸承工作時磁路中磁場強度在不停的變化，因此在磁懸浮軸承定子和轉(zhuǎn)子中存在磁滯損耗和渦流損耗。為了減小磁滯損耗和渦流損耗，磁懸浮軸承定子和轉(zhuǎn)子采用疊片式結(jié)構(gòu)的，即定子和轉(zhuǎn)子的磁路由壓緊的硅鋼片疊合而成。因為加工的影響，硅鋼片的導磁能力存在各向異性，其方向與材料的加工方向一致。如果在疊合硅鋼片時沒有注意材料的各向異性將導致各個自由度的磁路磁阻不均勻，影響磁懸浮軸承的性能。為了減小硅鋼片各向異性的影響，每一片硅鋼片在疊合的時候其原始材料加工方向均相對于相鄰一片依次旋轉(zhuǎn)一定角度放置，這樣整個疊片中材料的特性方向在整個圓周內(nèi)均勻分布，使整個疊片呈現(xiàn)各向同性，使磁懸浮軸承的磁場分布更加均勻。傳統(tǒng)的徑向磁懸浮軸承定子兩個自由度的磁路是相通的。對這種結(jié)構(gòu)的磁懸浮軸承定子的電磁場有限元分析表明磁懸浮軸承的兩個自由度之間存在較大的磁場耦合。這將導致磁懸浮軸承兩個自由度上的懸浮力相互耦合，增加了控制器的設計難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種磁場分布均勻、磁路耦合小、工藝簡單且成本低的徑向磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)與制造工藝。
本發(fā)明的目的可以通過以下設計來達到徑向磁懸浮軸承定子首先通過專用模具將硅鋼片沖壓成П型結(jié)構(gòu)，然后將一定數(shù)量的П型硅鋼片疊合在一起形成磁極，將相同的四個磁極組疊片均布組成一個圓，用上下夾板將疊片固定，即成為徑向磁懸浮軸承的定子。
徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子首先通過專用模具將硅鋼片沖壓成環(huán)形，然后將一定數(shù)量的環(huán)行硅鋼片疊合在一起裝入由非導磁材料做成的套筒中壓緊固定，加工其內(nèi)孔并將其熱套裝到一芯棒上，再加工其外圓到要求的尺寸就得到徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明簡化了徑向磁軸承的加工工藝，減小了各自由度之間的磁場耦合，降低了磁滯損耗和渦流損耗，減弱了材料各向異性對磁場的分布的影響。
四

圖1為本發(fā)明磁軸承定子疊片圖。
圖2為本發(fā)明軸承定子疊片工裝截面圖。
圖3為本發(fā)明疊片與工裝組合位置圖。
圖4為本發(fā)明軸承定子結(jié)構(gòu)。
圖4中標號名稱1為夾板，2為疊片。
圖5為本發(fā)明軸承轉(zhuǎn)子疊片圖。
圖6為本發(fā)明軸承轉(zhuǎn)子疊片工裝截面圖。
圖7為本發(fā)明軸承轉(zhuǎn)子疊片夾緊工裝圖。
圖7中標號名稱2為疊片，3為專用夾具。
圖8為本發(fā)明軸承轉(zhuǎn)子圖。
五具體實施例方式
徑向磁懸浮軸承定子疊片形狀如附圖1所示。此疊片用專用模具沖壓而成，其厚度和尺寸根據(jù)具體應用確定。此疊片可批量生產(chǎn)，效率高，成本低。附圖2為疊合徑向磁懸浮軸承定子疊片時使用的工裝截面圖。它的主要作用是保證四組硅鋼片疊片在圓周方向均勻分布，且疊片的內(nèi)孔基本在一個圓上。硅鋼疊片與工裝的裝配關(guān)系如附圖3所示。將一定數(shù)量硅鋼疊片按附圖3所示的裝配關(guān)系疊合到一起，然后用兩塊由非導磁材料加工的夾板壓緊疊片，用鉚釘將兩夾板1和疊片2固定，如附圖4所示。最后取出工裝，加工固定好的疊片內(nèi)、外圓和端面到設計要求尺寸。
徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子疊片部分形狀如附圖5所示，此疊片用專用模具加工而成，其厚度和尺寸大小根據(jù)具體應用確定。疊片內(nèi)孔矩形齒與疊片原始材料的加工方向一致，用于確定材料的特性方向。附圖6所示為疊合轉(zhuǎn)子疊片時使用的工裝，疊片上的齒與工裝上的槽的尺寸一致。在疊合轉(zhuǎn)子疊片時，疊片上的齒嵌入工裝上的槽內(nèi)，并且每片疊片的齒相對與下面一片沿固定方向(如順時針)轉(zhuǎn)過一個槽放置。這樣一來，整個疊片的特性方向均勻的分布在整個圓周上，可以減弱由于材料各向異性所帶來的磁場分布不均勻問題。疊片疊合到要求厚度，裝入專門的夾具中壓緊，如附圖7所示。然后送工廠加工其端面和內(nèi)孔到要求尺寸。最終組件如附圖8所示。
權(quán)利要求
1.一種徑向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)的制造工藝，其特征在于(1)徑向磁懸浮軸承定子的制造工藝是(a)首先通過專用模具將硅鋼片沖壓成II型結(jié)構(gòu)；(b)將沖壓成的II型硅鋼片疊合在一起形成磁極；(c)將相同的四個磁極組疊片均布組成一個圓，用上下兩塊非導磁材料夾板(1)將硅鋼疊片固定，制成磁極之間磁路相互切斷的具有磁路耦合小的徑向磁懸浮軸承的定子；(2)徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的制造工藝是(a)首先通過專用模具將硅鋼片沖壓成環(huán)形；(b)將沖壓成環(huán)形硅鋼片疊合在一起裝入由非導磁材料做成的套筒中壓緊固定，固定后加工內(nèi)孔并以熱套方式裝到芯棒上；(c)加工上述芯棒上的環(huán)形硅鋼片外圓，得到消除硅鋼片各向異性的徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子。
全文摘要
一種徑向磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)的制造工藝，屬磁懸浮軸承的制造工藝。該制造工藝是定子的制造是，先通過模具將硅鋼片沖壓成∏型結(jié)構(gòu)，然后將∏型硅鋼片疊合成磁極，將四個相同的磁極組疊片均布成一個圓，用上下夾板將疊片固定得到徑向磁懸浮軸承定子；轉(zhuǎn)子的制造是，先通過模具將硅鋼片沖壓成環(huán)形，將環(huán)形硅鋼片疊合在一起裝入套筒中壓緊固定，再加工內(nèi)孔以熱套方式裝到芯棒上加工外圓得到徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子。
文檔編號F16C32/04GK1962114SQ200610097990
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者徐龍祥, 金超武 申請人:南京航空航天大學