本發(fā)明涉及一種磁懸浮軸承，具體涉及一種組合式磁懸浮軸承。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)的軸承相比，磁懸浮軸承不存在機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可以運(yùn)行到很高的轉(zhuǎn)速，具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中。磁懸浮軸承的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于普通軸承，對于很多領(lǐng)域，普通軸承因?yàn)槟Σ亮_(dá)不到要求或者精度不夠而使得整體功能無法實(shí)現(xiàn)。目前國內(nèi)在磁懸浮軸承方面起步晚，研究深度不夠而落后于國外，國內(nèi)的磁懸浮軸承種類較少，也多處于理論研究階段，還不能真正意義上用于實(shí)際。而要趕超國外，改變這種狀況迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種組合式磁懸浮軸承，用于將內(nèi)環(huán)磁鐵不與外殼接觸而懸浮于中心軸附近，且整機(jī)內(nèi)部類似于不倒翁原理。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種組合式磁懸浮軸承，包括前蓋、前磁板、鉛塊、大磁力磁鐵、小磁力磁鐵、內(nèi)環(huán)磁鐵、后磁板、外殼和深溝球軸承；其中，

外殼具有圓環(huán)形中空腔體且一端面開口，圓環(huán)形中空腔體中均勻間隔設(shè)置有若干個安裝孔位，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵均采用條形磁鐵，且數(shù)量比為1:5，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵周向安裝在對應(yīng)的安裝孔位內(nèi)且n極均朝向圓心，鉛塊設(shè)置在安裝大磁力磁鐵的安裝孔位內(nèi)；

內(nèi)環(huán)磁鐵設(shè)置在外殼的中心處，內(nèi)環(huán)磁鐵的外圈為n極，前磁板和后磁板分別設(shè)置在內(nèi)環(huán)磁鐵的兩端，前磁板固定安裝在用于密封外殼開口端面的前蓋上，后磁板固定安裝在外殼上，深溝球軸承套裝在外殼的外側(cè)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，大磁力磁鐵的數(shù)量為5個，小磁力磁鐵的數(shù)量為25個。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，深溝球軸承與外殼的外側(cè)之間過盈配合。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵是永磁鐵或者電磁鐵，其中，大磁力磁鐵的磁力為小磁力磁鐵的磁力三倍。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，前蓋、外殼和內(nèi)環(huán)磁鐵內(nèi)部連接軸接觸部分采用非導(dǎo)磁材料制成。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，深溝球軸承是調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、角接觸球軸承或者圓柱滾子軸承。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過將鉛塊和若干個條形磁鐵鑲嵌在外殼的安裝孔位中，且若干個條形磁鐵的n極全部朝向圓心處。內(nèi)環(huán)磁鐵的5個自由度被限制在中心處，只保留一個轉(zhuǎn)動自由度用于輸出和承載軸，且內(nèi)環(huán)磁鐵外圈為n極，與若干個條形磁鐵相互排斥而被懸浮于軸心處，達(dá)到組成環(huán)狀的若干個條形磁鐵對內(nèi)環(huán)磁鐵的斥力與軸的重力相平衡來實(shí)現(xiàn)內(nèi)環(huán)磁鐵懸浮于中心軸附近的目的，且底部的鉛塊由于重力作用始終沉在整機(jī)底部，使得底部的大磁力磁鐵起主要的支撐懸浮作用，讓整體作不倒翁狀在深溝球軸承中，進(jìn)而保證了大磁力磁鐵處于磁懸浮軸承的底部而將內(nèi)環(huán)磁鐵有效懸浮在軸承中心軸附近。相比傳統(tǒng)軸承，通過將內(nèi)環(huán)磁鐵懸浮于中心軸附近，可以將軸承自身的摩擦降到最低點(diǎn)。

進(jìn)一步，通過內(nèi)環(huán)磁鐵與外圈的30個磁鐵的同極相斥原理，可以將內(nèi)環(huán)磁鐵懸浮于空中，不使其與外界產(chǎn)生摩擦，從而達(dá)到大幅度減小摩擦的目的。

進(jìn)一步，內(nèi)環(huán)磁鐵在前后方向與前磁板、后磁板同樣是同極相斥原理，使得內(nèi)環(huán)磁鐵不與前后磁板產(chǎn)生摩擦，更一步減少了運(yùn)動時(shí)的摩擦。

進(jìn)一步，新開發(fā)軸承的外殼過盈配合安裝在深溝球軸承內(nèi)環(huán)，由于底部鉛塊的重力，這將整體形成不倒翁狀態(tài)而存在于外軸承內(nèi)部，這有利于外接軸的安裝。

進(jìn)一步，根據(jù)安裝軸的質(zhì)量大小選擇與之磁力相平衡的5個大磁力磁鐵和25個小磁力磁鐵，根據(jù)力的平衡原理，5個大磁力軸承的磁力是25個小磁力軸承磁力的3倍，這將保證在外接軸安裝上去之后，能有效地將軸平衡在接近軸心(圓心)處，為軸的轉(zhuǎn)動提供根本保證。

進(jìn)一步，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵可以是永磁鐵，也可以是電磁鐵，根據(jù)實(shí)際情況任意選擇，擴(kuò)大了此發(fā)明的使用范圍。

進(jìn)一步，前蓋、外殼和內(nèi)環(huán)磁鐵內(nèi)部的連接軸部分是非導(dǎo)磁材料，這將有效避免磁鐵與磁鐵之間的磁力干擾問題。

進(jìn)一步，最外層的深溝球軸承也可以是調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、角接觸球軸承和圓柱滾子軸承，這能根據(jù)使用的實(shí)際情況自由的進(jìn)行選擇，更大一步降低本發(fā)明的制造難度及提高使用范圍。

綜上所述，相比傳統(tǒng)軸承，本發(fā)明通過將內(nèi)環(huán)磁鐵懸浮于中心軸附近，可以將軸承自身的摩擦降到最低點(diǎn)，具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以適用于高速、真空等特殊環(huán)境中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種組合式磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種組合式磁懸浮軸承卸載時(shí)的狀態(tài)圖。

圖3是本發(fā)明一種組合式磁懸浮軸承負(fù)載時(shí)的狀態(tài)圖。

圖4是本發(fā)明在負(fù)載時(shí)的爆炸圖。

圖5是本發(fā)明在負(fù)載時(shí)的另一視角爆炸圖。

圖中：1-前蓋、2-前磁板、3-鉛塊、4-大磁力磁鐵、5-小磁力磁鐵、6-內(nèi)環(huán)磁鐵、7-后磁板、8-外殼、9-深溝球軸承。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體工作情況。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明提供的一種組合式磁懸浮軸承，將5個大磁力磁鐵4和25個小磁力磁鐵5按照環(huán)形陣列均勻排布，30個條形磁鐵的n極朝向圓心，內(nèi)部的內(nèi)環(huán)磁鐵6會與外部的30個條形磁鐵因同極相斥的原理而懸浮于中心軸偏上位置。同樣在外殼8的前后端，分別有后磁板7、前磁板2與內(nèi)環(huán)磁鐵6因同極相斥原理而將內(nèi)環(huán)磁鐵6懸浮于中間部位，而后磁板7和前磁板2是分別焊接在外殼8和前蓋1上的。負(fù)載時(shí)，根據(jù)安裝軸的質(zhì)量大小，匹配能與軸重相平衡磁力的5個大磁力磁鐵4，因重力的作用，安裝軸可以懸浮于圓心附近位置，即在垂足上，30個條形磁鐵對內(nèi)環(huán)磁鐵6斥力的合力向上，安裝軸的重力向下，從而向上的斥力與向下的重力平衡，達(dá)到一個平衡點(diǎn)，將內(nèi)環(huán)磁鐵6懸浮于軸心附近。5個大磁力磁鐵4底部安裝有鉛塊3，外殼8安裝在深溝球軸承9的內(nèi)圈上，由于鉛塊3的重力作用，深溝球軸承9的內(nèi)圈會始終保持鉛塊3和5個大磁力磁鐵4處于底部，從而可以保證5個大磁力磁鐵4對軸的懸浮起到關(guān)鍵性作用。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種組合式磁懸浮軸承，其中，外殼具有圓環(huán)形中空腔體且一端面開口，圓環(huán)形中空腔體中均勻間隔設(shè)置有若干個安裝孔位，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵均采用條形磁鐵，且數(shù)量比為1:5，大磁力磁鐵和小磁力磁鐵周向安裝在對應(yīng)的安裝孔位內(nèi)且N極均朝向圓心，鉛塊設(shè)置在安裝大磁力磁鐵的安裝孔位內(nèi)；內(nèi)環(huán)磁鐵設(shè)置在外殼的中心處，內(nèi)環(huán)磁鐵的外圈為N極，前磁板和后磁板分別設(shè)置在內(nèi)環(huán)磁鐵的兩端，前磁板固定安裝在用于密封外殼開口端面的前蓋上，后磁板固定安裝在外殼上，深溝球軸承套裝在外殼的外側(cè)。相對于普通軸承，本發(fā)明突出了機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，且在安裝軸的時(shí)候，解決了需要找垂心的缺點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：張功學(xué);馬車;馬進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.25
技術(shù)公布日：2017.07.25