專利名稱：一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明用磁流變阻尼器來支承磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，可通過控制磁流變阻尼器的 剛度和阻尼來改善磁懸浮軸承系統(tǒng)對振動的抑制。
背景技術：
磁懸浮軸承通過電磁力將轉(zhuǎn)子支承，其支承的電磁力可以通過調(diào)整線圈電流或電 壓進行控制，即磁懸浮軸承的剛度和阻尼是可調(diào)控的，在一定范圍內(nèi)可抑制轉(zhuǎn)子的振動，同 時其與其所支承的轉(zhuǎn)子與其無接觸，無機械磨損，具有傳統(tǒng)軸承所不具有的許多優(yōu)點。但是 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對自身的剛度阻尼調(diào)節(jié)范圍較窄，控制算法復雜，特別是其阻尼相對較低， 使其對轉(zhuǎn)子振動抑制能力較差，特別是轉(zhuǎn)子過臨界以及受到突加不平衡力，使轉(zhuǎn)子的平衡 狀態(tài)及工作性能受到嚴重威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對背景技術存在的問題，提供一種在外磁場作用下其剛度阻 尼可調(diào)控的裝置，在外磁場下其屈服應力會發(fā)生很大變化，并且這種變化具有可逆、連續(xù)、 迅速及易于控制的特點。用磁流變阻尼器來支承磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，可通過控制磁流變 阻尼器的剛度和阻尼來改善磁懸浮軸承系統(tǒng)對振動的抑制。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支 承裝置，包括機座、轉(zhuǎn)子以及套在所述轉(zhuǎn)子上的磁懸浮軸承，所述的磁懸浮軸承設置在套筒 內(nèi)，其特征在于，在所述的機座內(nèi)還設置有磁流變液以及產(chǎn)生貫穿所述磁流變液的磁場的 工作線圈，所述的磁流變液密封在套筒、隔環(huán)和內(nèi)殼之間，且用密封圈密封，所述的工作線 圈設置在隔環(huán)、右外外殼和左外外殼圍成的殼體內(nèi)，殼體內(nèi)工作線圈繞在線圈骨架上，所述 的左外外殼固定在所述的機座上，所述的內(nèi)殼固定在所述的套筒上，在所述的左外外殼上 設置有外懸臂桿，在所述的內(nèi)殼內(nèi)設置有內(nèi)懸臂桿，所述的內(nèi)懸臂桿和外懸臂桿的另一端 分別連接在一連接盤上。本發(fā)明磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承裝置，包括磁懸浮軸承以及與磁懸浮軸承直接 接觸的磁流變液，通過軸承與磁流變液直接接觸，從而抑制軸承產(chǎn)生的振動。磁懸浮軸承與 機座之間采用懸臂桿的方式連接，懸臂桿就相當于彈簧，而連接盤則主要將懸臂桿串聯(lián)起 來，傳遞支承力，懸臂桿一方面起到與機座的連接作用，將磁懸浮軸承固定在轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn) 子同心，同時，懸臂桿又具有彈性作用，當轉(zhuǎn)子振動時，磁懸浮軸承也發(fā)生振動。在工作中，磁懸浮軸承與支座間會產(chǎn)生相對運動從而擠壓中間的磁流變液產(chǎn)生阻 尼力來有效抑制振動。


圖1為本發(fā)明的擠壓式磁流變阻尼器裝配圖。圖2為本發(fā)明的擠壓式磁流變阻尼器磁路示意圖。
圖3為本發(fā)明的擠壓式磁流變阻尼器磁場仿真示意圖。圖中1、機座，2、右外外殼，3、外壓圈螺釘，4、外壓圈，5、內(nèi)壓圈，6、內(nèi)壓圈螺釘，7、 密封圈，8、套筒，9、磁懸浮軸承壓圈，10、傳感器支架，11、傳感器，12、磁懸浮軸承線圈，13、 銅環(huán)，14、轉(zhuǎn)子硅鋼片組，15、轉(zhuǎn)子，16、磁懸浮軸承硅鋼片組，17、傳感器支架螺釘，18、磁流 變液，19、外隔環(huán)，20、注液孔墊圈，21、注液孔螺釘，22、線圈密封圈，23、線圈骨架，24、工作 線圈，25、壓緊圈，26、連接盤，27、懸臂桿，28、螺母，29、套筒密封圈，30、輔助軸承螺釘，31、 輔助軸承支座，32、輔助軸承，33、轉(zhuǎn)自套筒，34、輔助軸承蓋，35、軸套，36、內(nèi)殼37、內(nèi)隔環(huán)， 38、左外外殼，39、外殼螺釘。
具體實施例方式轉(zhuǎn)子支承在磁懸浮軸承上，磁懸浮軸承支承在磁流變阻尼器上。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括，轉(zhuǎn) 子15由轉(zhuǎn)子套筒33定位，且轉(zhuǎn)子套筒33上裝有轉(zhuǎn)子硅鋼片組14，上方有磁懸浮軸承硅鋼 片組16相對應；在轉(zhuǎn)子15右端裝有銅環(huán)13，起到隔磁的作用；在轉(zhuǎn)子15左方裝有軸套35， 輔助軸承32，由輔助軸承螺釘30將其固定在輔助軸承支座31上，起到一定的保護作用。磁 懸浮軸承硅鋼片組16繞有磁懸浮軸承線圈12，與磁懸浮軸承壓圈一起組成磁懸浮軸承，并 固定在內(nèi)外殼37與套筒8之間。磁流變液18密封在套筒8、外隔環(huán)19和內(nèi)外殼36之間， 由密封圈7完成密封。外隔環(huán)19上方磁流變阻尼器工作線圈24繞在線圈骨架23上，并用 線圈密封圈22防止磁流變液滲入。外隔環(huán)19和右外外殼2和內(nèi)殼36圍成一個殼體，殼體 內(nèi)磁流變阻尼器工作線圈24繞在線圈骨架23上，并且這個殼體通過懸臂桿27和連接盤26 固定在基座1上。懸臂支承系統(tǒng)通過懸臂桿27以及連接盤26將磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承 在磁流變阻尼器上，懸臂桿就相當于彈簧，而連接盤26則主要將懸臂桿27串聯(lián)起來，傳遞 支承力。因為轉(zhuǎn)子的軸向空間有限，故采用了單邊懸臂支承系統(tǒng)，同時為了滿足變形要求， 對單邊懸臂支承系統(tǒng)的剛度進行了仿真設計，確定了剛度范圍要求。為對稱分布，單邊懸臂 桿的個數(shù)為8的倍數(shù)(內(nèi)懸臂桿加外懸臂桿)，單邊懸臂桿的個數(shù)8。即內(nèi)懸臂桿4個，外 懸臂桿4個。磁流變阻尼器主要利用磁流變液的流變特性，所以其磁路必須通過磁流變液， 即設計的主磁路如圖2箭頭所示。套筒8的磁阻和磁懸浮軸承的漏磁磁阻并聯(lián)后再與磁流 變液18、內(nèi)殼36和右外外殼上2的磁阻串聯(lián)后構(gòu)成整個磁路。磁流變阻尼器磁場仿真示意 圖如圖3所示。磁流變液的密封采取了多重密封保護措施。磁流變液18密封在內(nèi)隔環(huán)37、外隔 環(huán)19和內(nèi)殼36之間。在外隔環(huán)19與內(nèi)殼36、外隔環(huán)19與右外外殼2、右外外殼2和外壓 圈4、左外外殼37與外壓圈4、內(nèi)殼36與內(nèi)壓圈5及套筒8與內(nèi)壓圈5之間都有密封圈7， 在套筒8和內(nèi)隔環(huán)37與內(nèi)外殼36之間裝有套筒密封圈29，并用內(nèi)壓圈螺釘6和外壓圈螺 釘3完成聯(lián)接和密封。由于磁流變液在工作過程中需要添加或者更換，在右外外殼上裝有 注液孔螺釘21，與右外外殼聯(lián)接處有注液孔墊圈20完成密封。工作時，由傳感器11監(jiān)測轉(zhuǎn)子15的振動位移大小，然后通過開關控制磁流變阻尼 器工作線圈24電流的大小從而調(diào)控磁流變液的阻尼大小來抑制轉(zhuǎn)子的振動。
權利要求
一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承裝置，包括機座(1)、轉(zhuǎn)子(15)以及套在所述轉(zhuǎn)子上的磁懸浮軸承，所述的磁懸浮軸承設置在套筒(8)內(nèi)，其特征在于，在所述的機座(1)內(nèi)還設置有磁流變液(18)以及產(chǎn)生貫穿所述磁流變液的磁場的工作線圈(24)，所述的磁流變液(18)密封在套筒(8)、外隔環(huán)(19)和內(nèi)殼(36)之間，且用密封圈(7)密封。所述的工作線圈設置在隔環(huán)(19)、右外外殼(2)和左外外殼(38)圍成的殼體內(nèi)，殼體內(nèi)工作線圈(24)繞在線圈骨架(23)上，所述的左外外殼(38)固定在所述的機座(1)上，所述的內(nèi)殼(36)固定在所述的套筒(8)上，在所述的左外外殼(38)上設置有外懸臂桿，在所述的內(nèi)殼(36)內(nèi)設置有內(nèi)懸臂桿，所述的內(nèi)懸臂桿和外懸臂桿的另一端分別連接在一連接盤(26)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承裝置，包括機座、轉(zhuǎn)子以及套在轉(zhuǎn)子上的磁懸浮軸承，磁懸浮軸承設置在套筒內(nèi)，在機座內(nèi)還設置有磁流變液以及產(chǎn)生貫穿所述磁流變液的磁場的工作線圈，磁流變液密封在套筒、隔環(huán)和內(nèi)殼之間，且用密封圈密封，工作線圈設置在隔環(huán)、右外外殼和左外外殼圍成的殼體內(nèi)，殼體內(nèi)工作線圈繞在線圈骨架上，左外外殼固定在所述的機座上，內(nèi)殼固定在所述的套筒上，在左外外殼上設置有外懸臂桿，在所述的內(nèi)殼內(nèi)設置有內(nèi)懸臂桿，內(nèi)懸臂桿和外懸臂桿的另一端分別連接在一連接盤上。用磁流變阻尼器來支承磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，可通過控制磁流變阻尼器的剛度和阻尼來改善磁懸浮軸承系統(tǒng)對振動的抑制。
文檔編號F16C32/04GK101907132SQ20101025976
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者吳友海, 周瑾, 張松山, 徐龍祥 申請人:南京航空航天大學