本發(fā)明涉及磁懸浮軸承，具體涉及一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械。

背景技術(shù)：

1、目前磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械散熱主要是外置冷卻設(shè)備，通常是外置冷卻風機、水冷系統(tǒng)以及換熱器等，設(shè)備維護的成本高、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復雜、增加安全隱患?；蛘咭载搲旱男问剑瑥拇艖腋⌒D(zhuǎn)機械內(nèi)吸風引導熱量流出，不能更有效的實現(xiàn)內(nèi)部組件的散熱，特別對軸向磁軸承的散熱不夠充分，影響磁懸浮空氣壓縮機的穩(wěn)定運行。

2、軸向磁軸承實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的軸向移動，轉(zhuǎn)軸上就必不可少需要一個軸向受力部件就是推力盤，而軸向磁軸承與推力盤材料為純鐵實心結(jié)構(gòu)，自身損耗比較大，導熱性能一般且空間狹小，如未有效冷卻則發(fā)熱嚴重。通常情況下為了避免軸向磁軸承溫升過高，往往會在外部施加強迫風冷對磁軸承進行散熱，冷卻風由外部輸入，通過軸承定子與推力盤之間的縫隙，對軸向磁軸承進行散熱，但是散熱效率不高。

3、由于現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳等技術(shù)問題，因此本發(fā)明研究設(shè)計出一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳的缺陷，從而提供一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種磁懸浮軸承，其包括：

3、軸向定子一、軸向定子二和推力盤，所述磁懸浮軸承的軸向方向上，所述推力盤設(shè)置于所述軸向定子一和所述軸向定子二之間，所述推力盤上從其軸向一端面至軸向另一端面貫穿設(shè)置有推力盤通風孔，所述軸向定子一包括徑向外側(cè)部一和徑向內(nèi)側(cè)部一，所述徑向外側(cè)部一與所述徑向內(nèi)側(cè)部一在所述軸向定子一的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線圈槽一，所述線圈槽一中設(shè)置線圈一；

4、所述推力盤通風孔包括從所述推力盤的軸向一端面朝所述推力盤內(nèi)部延伸的第一推力盤進風孔、和從所述推力盤的軸向另一端面朝所述推力盤內(nèi)部延伸的第二推力盤進風孔，所述第一推力盤進風孔的位于所述推力盤內(nèi)部的一端、與所述第二推力盤進風孔的位于所述推力盤內(nèi)部的一端連通，連通后再通過推力盤出風孔連通至所述推力盤的外周，在軸向方向所述第一推力盤進風孔位于與所述徑向內(nèi)側(cè)部一的徑向內(nèi)周與轉(zhuǎn)子之間的間隙相對的位置，且所述第一推力盤進風孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對。

5、在一些實施方式中，

6、還包括壓板一，所述壓板一位于所述軸向定子一與所述推力盤之間，且所述壓板一的軸向一端面與所述軸向定子一的所述徑向外側(cè)部一相接，所述壓板一的軸向另一端面與所述推力盤相對；所述壓板一上從其軸向一端面至軸向另一端面貫穿設(shè)置有壓板一通風孔，所述壓板一通風孔在軸向方向與所述線圈槽一的位置相對，且所述壓板一通風孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對。

7、在一些實施方式中，

8、所述軸向定子一的所述磁極位置包括所述壓板一與所述推力盤相對的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部一與所述推力盤相對的部分，所述推力盤的徑向外周壁位于與所述壓板一的徑向內(nèi)周壁與所述壓板一的徑向外周壁之間相對的位置，所述壓板一通風孔位于所述壓板一與所述推力盤相對的部分的外周，所述推力盤的外周形成為氣流流通空間，所述氣流流通空間與所述壓板一通風孔連通。

9、在一些實施方式中，

10、所述線圈一與所述徑向外側(cè)部一之間具有第一間隙，所述壓板一通風孔與所述第一間隙在軸向方向相對，且所述第一間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述壓板一通風孔的徑向尺寸。

11、在一些實施方式中，

12、所述軸向定子一還包括軸向外側(cè)部一，所述軸向外側(cè)部一在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對于所述線圈一而遠離所述推力盤設(shè)置，在所述線圈槽一的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部一與所述線圈一之間也具有第二間隙，形成軸承定子通風槽一；

13、所述軸向定子一的所述軸向外側(cè)部一上設(shè)置有軸承定子通風孔一，所述軸承定子通風孔一從所述軸向外側(cè)部一的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述軸承定子通風槽一連通，進一步通過所述第一間隙連通至所述壓板一通風孔，進而連通至所述氣流流通空間。

14、在一些實施方式中，

15、所述軸向定子二包括徑向外側(cè)部二和徑向內(nèi)側(cè)部二，所述徑向外側(cè)部二與所述徑向內(nèi)側(cè)部二在所述軸向定子二的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線圈槽二，所述線圈槽二中設(shè)置線圈二；在軸向方向所述第二推力盤進風孔位于與所述徑向內(nèi)側(cè)部二的徑向內(nèi)周與轉(zhuǎn)子之間的間隙相對的位置，且所述第二推力盤進風孔與所述軸向定子二的磁極位置不相對。

16、在一些實施方式中，

17、還包括壓板二，所述壓板二位于所述軸向定子二與所述推力盤之間，且所述壓板二的軸向一端面與所述軸向定子二的所述徑向外側(cè)部二相接，所述壓板二的軸向另一端面與所述推力盤相對；所述壓板二上從其軸向一端面至軸向另一端面貫穿設(shè)置有壓板二通風孔，所述壓板二通風孔在軸向方向與所述線圈槽二的位置相對，且所述壓板二通風孔與所述軸向定子二的磁極位置不相對。

18、在一些實施方式中，

19、所述軸向定子二的所述磁極位置包括所述壓板二與所述推力盤相對的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部二與所述推力盤相對的部分，所述推力盤的徑向外周壁位于與所述壓板二的徑向內(nèi)周壁與所述壓板二的徑向外周壁之間相對的位置，所述壓板二通風孔位于所述壓板二與所述推力盤相對的部分的外周，所述推力盤的外周形成為氣流流通空間，所述氣流流通空間與所述壓板二通風孔連通。

20、在一些實施方式中，

21、所述線圈二與所述徑向外側(cè)部二之間具有第三間隙，所述壓板二通風孔與所述第三間隙在軸向方向相對，且所述第三間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述壓板二通風孔的徑向尺寸。

22、在一些實施方式中，

23、所述軸向定子二還包括軸向外側(cè)部二，所述軸向外側(cè)部二在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對于所述線圈二而遠離所述推力盤設(shè)置，在所述線圈槽二的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部二與所述線圈二之間也具有第四間隙，形成軸承定子通風槽二；

24、所述軸向定子二的所述軸向外側(cè)部二上設(shè)置有軸承定子通風孔二，所述軸承定子通風孔二從所述軸向外側(cè)部二的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述軸承定子通風槽二連通，進一步通過所述第三間隙連通至所述壓板二通風孔，進而連通至所述氣流流通空間。

25、在一些實施方式中，

26、所述第一推力盤進風孔的孔徑＜所述徑向內(nèi)側(cè)部一與轉(zhuǎn)子之間的徑向間距，所述第二推力盤進風孔的孔徑＜所述徑向內(nèi)側(cè)部二與轉(zhuǎn)子之間的徑向間距。

27、在一些實施方式中，

28、沿著所述推力盤的軸向方向，所述第一推力盤進風孔為其延伸方向與所述推力盤的軸線并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤的軸向一端面朝其軸向另一端面的觀察方向，所述推力盤的旋轉(zhuǎn)方向為朝第一旋轉(zhuǎn)方向，所述第一推力盤進風孔從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

29、在一些實施方式中，

30、所述第一推力盤進風孔為多個，多個所述第一推力盤進風孔沿著所述推力盤的周向方向間隔布置，且每個所述第一推力盤進風孔從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向均朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤的所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

31、在一些實施方式中，

32、沿著所述推力盤的軸向方向，所述第二推力盤進風孔為其延伸方向與所述推力盤的軸線并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤的軸向另一端面朝其軸向一端面的觀察方向，所述推力盤的旋轉(zhuǎn)方向為朝第三旋轉(zhuǎn)方向，所述第二推力盤進風孔從軸向另一端面至軸向一端面的延伸方向朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，且所述第四旋轉(zhuǎn)方向與所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

33、在一些實施方式中，

34、所述第二推力盤進風孔為多個，多個所述第二推力盤進風孔沿著所述推力盤的周向方向間隔布置，且每個所述第二推力盤進風孔從軸向另一端面至軸向一端面的延伸方向均朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤的所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

35、在一些實施方式中，

36、所述第一推力盤進風孔、所述推力盤出風孔和所述第二推力盤進風孔一一對應，形成為一組出風單元，所述出風單元為多組，多組所述出風單元沿所述推力盤的周向方向間隔設(shè)置。

37、在一些實施方式中，

38、所述推力盤在滿足磁飽和時磁路流通面積的軸向?qū)挾茸钚閚，所述推力盤出風孔的軸向孔徑＝所述推力盤的軸向厚度-n。

39、在一些實施方式中，

40、所述推力盤的外周形成為氣流流通空間；

41、所述軸向定子一還包括軸向外側(cè)部一，所述軸向外側(cè)部一上設(shè)置有軸承定子通風孔一，所述軸承定子通風孔一位于所述徑向外側(cè)部一的徑向外側(cè)，所述軸承定子通風孔一從所述軸向外側(cè)部一的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述氣流流通空間連通；

42、所述軸向定子二包括徑向外側(cè)部二、徑向內(nèi)側(cè)部二和軸向外側(cè)部二，所述軸向外側(cè)部二上設(shè)置有軸承定子通風孔二，所述軸承定子通風孔二位于所述徑向外側(cè)部二的徑向外側(cè)，所述軸承定子通風孔二從所述軸向外側(cè)部二的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述氣流流通空間連通。

43、在一些實施方式中，

44、所述軸向定子一和所述軸向定子二的外周還具有殼體，所述殼體的與所述推力盤的所述推力盤出風孔相對的位置還設(shè)置有定子外環(huán)孔，能夠用于與所述推力盤出風孔接通并朝外排氣。

45、本發(fā)明還提供一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械，其包括前述的磁懸浮軸承。

46、本發(fā)明提供的一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機械具有如下有益效果：

47、1.本發(fā)明通過在推力盤上開設(shè)的推力盤通風孔和推力盤出風孔，推力盤通風孔包括從所述推力盤的軸向一端面朝所述推力盤內(nèi)部延伸的第一推力盤進風孔、和從所述推力盤的軸向另一端面朝所述推力盤內(nèi)部延伸的第二推力盤進風孔，能夠通過高轉(zhuǎn)速實現(xiàn)自身主動吸風換熱，增加通入的氣體流量，加速推動軸向磁軸承冷卻，可主動冷卻推力盤自身并增加冷卻流量加速軸向線圈散熱，提高對磁懸浮軸承的冷卻散熱效果，并且將第一推力盤進風孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對，能夠使得推力盤端面在正對軸向定子一的磁極位置處不打孔，使得冷卻空氣不能直接到達磁極間隙位置，能夠有效避免冷卻氣體和開孔對磁爐結(jié)構(gòu)造成影響，從而避免磁懸浮軸向支承力不足，實現(xiàn)對磁懸浮軸承的提高散熱冷卻的同時還能避免對磁懸浮磁路造成影響，保證具有足夠的磁懸浮支撐力，還能有效降低氣體作用力對軸向力的影響；本發(fā)明還優(yōu)選第一(第二)推力盤進風孔設(shè)置于軸向下磁極與轉(zhuǎn)子之間的間隙處，孔徑大小≤軸向定子下磁極與轉(zhuǎn)子之間的徑向間距，能夠使得推力盤通風孔進一步有效避開磁極位置，進一步避免對磁路造成影響，并且推力盤通風孔與兩端通風路徑相連通無遮擋，還能使得推力盤兩端氣流阻力小，流通性好。

48、2.本發(fā)明通過在壓板一上開設(shè)的壓板一通風孔，能夠引入冷卻空氣進入定子內(nèi)部而對定子進行冷卻，提高對磁懸浮軸承的冷卻散熱效果，并且將壓板一通風孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對，能夠使得壓板一在正對磁極位置處不打孔，使得冷卻空氣不能直接到達磁極間隙位置，能夠有效避免冷卻氣體和開孔對磁爐結(jié)構(gòu)造成影響，從而避免磁懸浮軸向支承力不足，實現(xiàn)對磁懸浮軸承的提高散熱冷卻的同時還能避免對磁懸浮磁路造成影響，保證具有足夠的磁懸浮支撐力，還能有效降低氣體作用力對軸向力的影響；本發(fā)明還優(yōu)選壓板一通風孔設(shè)置于與推力盤外周相對的位置，以及壓板一通風孔孔徑大小≤線圈與定子鐵芯之間的徑向間距，能夠進一步使得壓板一通風孔進一步有效避開磁極位置，進一步避免對磁路造成影響，并且推力盤通風孔與兩端通風路徑相連通無遮擋，還能使得推力盤兩端氣流阻力小，流通性好。

49、3.本發(fā)明還進一步通過第一推力盤進風孔的孔徑＜徑向內(nèi)側(cè)部一與轉(zhuǎn)子之間的徑向間距，第二推力盤進風孔的孔徑＜徑向內(nèi)側(cè)部二與轉(zhuǎn)子之間的徑向間距，使得推力盤上的區(qū)別于磁極位置的其他磁路部分不會先于磁極位置出現(xiàn)磁場飽和，保證形成正常的磁通回路，保證磁懸浮支承力的持續(xù)有效的提供；本發(fā)明還通過將第一推力盤進風孔設(shè)置為從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向(推力盤的旋轉(zhuǎn)方向)相反，能夠通過轉(zhuǎn)子帶動推力盤高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生負壓將一端熱空氣吸出排入外部，增加通入的氣體流量，實現(xiàn)推力盤自身主動通風換熱，加速氣體流動，節(jié)省了能耗，提高散熱性能的同時還提高了能效；同時配合軸向定子線圈槽內(nèi)帶的軸承定子通風孔和通風槽(多個氣體流通路徑)，能夠進一步加速軸向定子線圈槽空腔氣體流動，實現(xiàn)軸向線圈與推力盤的有效自主散熱。