所屬領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是設(shè)計(jì)一種重載，大剛度的磁液雙懸浮被動(dòng)徑向軸承。

背景技術(shù)：

液體靜壓軸承具有徑向剛度好、定位精度高、抗振性好等優(yōu)點(diǎn),因此得到普遍重視和廣泛應(yīng)用。隨著全球工業(yè)的發(fā)展，在大功率、重載、高速運(yùn)行的場(chǎng)合，液體靜壓軸承摩擦功率很大,易使軸承因溫度過高而產(chǎn)生較大熱變形。所謂磁性軸承是利用磁性的吸力和斥力來支承旋轉(zhuǎn)的軸承,也叫磁懸浮軸承。它的優(yōu)點(diǎn)是扭矩小、有利于高速回轉(zhuǎn),可在真空中使用,適用的溫度范圍廣、噪音低、壽命長(zhǎng)、無潤(rùn)滑引起的污染等；缺點(diǎn)是造價(jià)高,承載能力相對(duì)較低。所以，本發(fā)明將液體靜壓軸承與電磁軸承配合使用，集二者優(yōu)點(diǎn)于一身，并對(duì)一些具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，研究開發(fā)一種能承受重載，大剛度的軸承系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種高承載力及剛度的軸承系統(tǒng)。采用水靜壓支承系統(tǒng)和磁懸浮支承系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成新型磁液雙懸浮軸承系統(tǒng)。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種磁液雙重懸浮被動(dòng)支承徑向軸承，所述軸承包括軸承蓋1、軸承座4、定子12、永磁環(huán)15和軸5；

所述軸承蓋內(nèi)側(cè)為半圓結(jié)構(gòu)，所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)與所述軸承座4內(nèi)側(cè)的徑向截面構(gòu)成一個(gè)完整的圓；所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)與所述軸承座4內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)沿其接合面完全對(duì)稱；所述軸承蓋1上部分別設(shè)有總回液孔19，在所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)的弧面上沿徑向中心位置設(shè)有回液槽20，沿徑向在所述回液槽20兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有四道密封圈槽21，在密封圈槽21內(nèi)嵌有o型圈12，在兩道密封圈槽21中間沿徑向均設(shè)有兩個(gè)進(jìn)液腔18；

所述定子16圓周上的軸向中心位置處沿圓周設(shè)有陣列排布的回液圓孔22，在回液圓孔22兩側(cè)沿圓周設(shè)有陣列排布的徑向通孔23，回液圓孔22與徑向通孔23相互交錯(cuò)；在所述定子16內(nèi)側(cè)圓周上沿圓周設(shè)有并列的兩組單極磁極組24；每組單極磁極組24有n個(gè)單極磁極，n為大于等于4的自然數(shù)，每個(gè)單極磁極中部設(shè)有矩形槽25，矩形槽25與徑向通孔連通，在每個(gè)單極磁極外繞有線圈14；

所述永磁環(huán)15沿軸向截面為h型結(jié)構(gòu)；

所述定子16置于軸承座4上，軸承座4與定子16之間為過渡配合；永磁環(huán)15套裝在定子16內(nèi)，定子16與永磁環(huán)15之間為間隙配合；永磁環(huán)15套裝在軸5上，且與軸5間采用過盈配合；軸承蓋1套裝在定子16上固定在軸承座4上，軸承蓋1與定子16之間為過渡配合；在軸承蓋1與軸承座4之間的軸5上套裝有骨架密封13，在骨架密封13外側(cè)由端蓋6封裝。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種電磁水靜壓雙重懸浮被動(dòng)徑向軸承系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果：

本發(fā)明能夠集液體靜壓及磁懸浮兩支承系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與一身，能夠大幅度增加軸承的承載能力及剛度，無需單獨(dú)配備輔助支承及循環(huán)冷卻系統(tǒng)，無需復(fù)雜的電控系統(tǒng)，能夠解除回油槽的設(shè)計(jì)限制，提高軸承系統(tǒng)的精度和剛度。

本發(fā)明采用電磁鐵永磁鐵結(jié)合構(gòu)成互斥磁極對(duì)設(shè)計(jì)，在電磁鐵調(diào)節(jié)電磁斥力的基礎(chǔ)上，永磁鐵的使用使得本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)更為精簡(jiǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明磁液雙重懸浮被動(dòng)支承徑向軸承的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明磁液雙重懸浮被動(dòng)支承徑向軸承的整剖視圖；

圖3為軸承蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖4為定子結(jié)構(gòu)示意意圖；

圖5為永磁環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明的一種磁液雙重懸浮被動(dòng)支承徑向軸承，如圖1-2所示，所述軸承包括軸承蓋1、軸承座4、定子12、永磁環(huán)15和軸5；

如圖1、3所示，所述軸承蓋內(nèi)側(cè)為半圓結(jié)構(gòu)，所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)與所述軸承座4內(nèi)側(cè)的徑向截面構(gòu)成一個(gè)完整的圓；所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)與所述軸承座4內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)沿其接合面完全對(duì)稱；所述軸承蓋1上部分別設(shè)有四個(gè)總回液孔19，在其側(cè)部設(shè)有進(jìn)液孔接頭3，在所述軸承蓋1及軸承座4上沿圓周均布還設(shè)有數(shù)個(gè)螺堵2用于堵住工藝加工孔；在所述軸承蓋1內(nèi)側(cè)的弧面上沿徑向中心位置設(shè)有回液槽20，沿徑向在所述回液槽20兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有四道密封圈槽21，在密封圈槽21內(nèi)嵌有o型圈12，在兩道密封圈槽21中間沿徑向均設(shè)有兩個(gè)進(jìn)液腔18；在軸承蓋1外部總回液孔19出加工有平臺(tái)9，用于安裝總回液接頭10；所述四個(gè)進(jìn)液孔19與所述四個(gè)進(jìn)液腔18分別相連通；

如圖2、4所示，所述定子16圓周上的軸向中心位置處沿圓周設(shè)有陣列排布的八個(gè)回液圓孔22，在回液圓孔22兩側(cè)沿圓周設(shè)有陣列排布的八個(gè)徑向通孔23，回液圓孔22與徑向通孔23相互交錯(cuò)；在所述定子16內(nèi)側(cè)圓周上沿圓周設(shè)有并列的兩組單極磁極組24；每組單極磁極組24有八個(gè)單極磁極，每個(gè)單極磁極中部設(shè)有矩形槽25，矩形槽25與徑向通孔連通，在每個(gè)單極磁極外繞有線圈14；

如圖5所示為永磁環(huán)15的結(jié)構(gòu)圖，所述永磁環(huán)15沿軸截面為h型結(jié)構(gòu)；

如圖1-3所示，所述定子16置于軸承座4上，軸承座4與定子16之間為過渡配合，配合間隙為10μm；永磁環(huán)15套裝在定子16內(nèi)，定子16與永磁環(huán)15之間為間隙配合；永磁環(huán)15套裝在軸5上，且與軸5間采用過盈配合；軸承蓋1套裝在定子16上固定在軸承座4上，軸承蓋1與定子16之間為過渡配合；在軸承蓋1與軸承座4之間的軸5上套裝有骨架密封13，在骨架密封13外側(cè)由端蓋6封裝，采用第一螺釘7將端蓋6固定在軸承蓋1和軸承座4上；軸承座4設(shè)有4個(gè)螺紋孔，軸承蓋1與軸承座4對(duì)應(yīng)位置設(shè)有4個(gè)螺紋孔17，采用第二螺釘8在螺紋孔17處將軸承蓋1固定在軸承座4上。

水的流經(jīng)通道為：進(jìn)液孔11→進(jìn)液腔18→徑向通孔23→矩形槽25→回液圓孔22→回液槽20→總回液孔19。

所述軸承的電磁軸承系統(tǒng)由定子16、永磁環(huán)15、線圈14和軸5組成。

線圈14通電后，定子16上的單極磁極組24間形成軸向磁回路。永磁環(huán)15內(nèi)形成軸向磁回路。定子16、永磁環(huán)15上的磁極極性對(duì)應(yīng)相同，產(chǎn)生斥力。

所述軸承的磁液雙懸浮軸承系統(tǒng)包括：o型圈12、骨架密封13、端蓋6、進(jìn)液孔接頭3、總回液孔接頭10、螺釘7、螺釘8和螺堵2。

實(shí)施案例

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明：作為一種優(yōu)選方案，軸5的直徑為50mm；定子16的直徑114mm，厚度10mm，單極磁極組24中每個(gè)單極磁極繞線部分長(zhǎng)度18mm、寬度15mm、高度10mm，單極磁極組24中每個(gè)單極磁極端部投影矩形面積長(zhǎng)度28mm，寬度15mm，陣列數(shù)為8，徑向通孔23直徑6mm，陣列數(shù)為8，槽25的投影矩形長(zhǎng)15mm、寬5mm，回液圓孔22直徑6mm，陣列數(shù)為8；永磁環(huán)15外徑84mm、中徑57mm、內(nèi)徑50mm，長(zhǎng)度50mm。

初始工作時(shí)，線圈14通電，定子16上的單極磁極組24形成磁通回路。永磁環(huán)15兩端形成磁通回路。定子16和永磁環(huán)15對(duì)應(yīng)磁極極性相同，產(chǎn)生斥力，從而使得軸5無機(jī)械摩擦、無需潤(rùn)滑的懸浮；水通過進(jìn)油孔11流入進(jìn)液腔18，經(jīng)過徑向通孔23流入矩形槽25，產(chǎn)生靜壓力；電磁力及靜壓力相互作用，使得軸5在液體靜壓力作用下懸浮支承。

工作時(shí)，水從矩形槽25流入回液圓孔22，而后單向流經(jīng)并冷卻單極磁極組24及線圈14，流入回液槽20，從總回液口19流出。