磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器的制作方法

1.本技术涉及轴承技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器。


背景技术：

2.相关技术中公开了一种调节磁悬浮轴承、辅助轴承与转子装配间隙的方法，其通过压紧块对可压缩变形的弹簧叠片施加载荷，调节保护轴承在轴承座内的轴向位置，从而改变在转子上的投影位置，但弹簧叠片的刚度较小，抗冲击性较差；当转子轴向失稳碰撞时，存在弹簧叠片失效或大变形导致推力盘与磁悬浮轴承碰撞的风险。


技术实现要素：

3.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种磁悬浮轴承保护装置、电机、压缩机和空调器，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
4.为了解决上述问题，本技术提供一种磁悬浮轴承保护装置，包括转子、推力盘、前轴向铁芯、后轴向铁芯、轴承座、保护轴承、定位套圈和轴向限位件，推力盘安装在转子上，前轴向铁芯和后轴向铁芯位于推力盘的两端，轴承座相对于后轴向铁芯固定设置，轴承座的内周壁设置有内螺纹，定位套圈具有外螺纹和内挡环，定位套圈套设在轴承座内，并与轴承座螺纹配合，保护轴承套设在定位套圈内，内挡环位于保护轴承的轴向内侧，轴向限位件位于保护轴承的轴向外侧，内挡环与轴向限位件配合，对保护轴承的外圈形成轴向限位，转子上设置有止挡台阶和后挡肩，止挡台阶和后挡肩形成限位槽，保护轴承的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶之间的间隙为d1，内圈与后挡肩之间的间隙为d2，推力盘与前轴向铁芯之间的间隙为b1，推力盘与后轴向铁芯之间的间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。
5.优选地，转子外还套设有径向定子铁芯，径向定子铁芯与转子之间的径向间隙为a，保护轴承与转子之间的径向间隙为c，a＞c。
6.优选地，保护轴承朝向轴向限位件的一端沿轴向伸出定位套圈外，伸出长度为l1，l1＞0。
7.优选地，轴承座的内周壁还包括径向定位段，径向定位段位于内螺纹的轴向内侧，定位套圈还包括光滑轴段，光滑轴段与径向定位段套接。
8.优选地，轴承座的内周壁包括沉槽段，沉槽段与径向定位段之间形成台阶，内螺纹位于沉槽段的侧壁上，定位套圈包括凸环段，外螺纹位于凸环段上，凸环段位于沉槽段内。
9.优选地，轴向限位件设置在轴承座的端面上，并与轴承座之间螺栓连接，螺栓能够调节轴向限位件与保护轴承之间的间距。
10.优选地，轴向限位件具有外螺纹，轴向限位件的外螺纹与轴承座的内螺纹相配合，调节轴向限位件与保护轴承之间的间距。
11.优选地，轴向限位件上设置有朝向保护轴承的外圈凸出的凸缘。
12.优选地，轴向限位件和定位套圈上设置有销钉孔，轴向限位件上设置有用于与轴承座实现连接的弧形连接孔，弧形连接孔与定位套圈同轴设置。
13.优选地，定位套圈朝向轴向外侧的端面上设置有旋转卡槽。
14.优选地，转子位于保护轴承轴向外侧的部分设置有定位台阶，后挡肩轴向限位在定位台阶上。
15.优选地，转子上设置有外螺纹，后挡肩具有内螺纹，后挡肩与转子之间螺纹配合。
16.优选地，转子上设置有外螺纹，后挡肩的轴向外侧设置有锁紧螺母，锁紧螺母与转子螺纹配合，锁紧螺母锁紧在后挡肩的轴向外侧。
17.优选地，定位套圈与轴承座之间为细牙螺纹配合。
18.优选地，保护轴承为深沟球轴承或角接触球轴承。
19.优选地，保护轴承为陶瓷球轴承。
20.根据本技术的另一方面，提供了一种电机，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
21.根据本技术的另一方面，提供了一种压缩机，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
22.根据本技术的另一方面，提供了一种空调器，包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
23.本技术提供的磁悬浮轴承保护装置，包括转子、推力盘、前轴向铁芯、后轴向铁芯、轴承座、保护轴承、定位套圈和轴向限位件，推力盘安装在转子上，前轴向铁芯和后轴向铁芯位于推力盘的两端，轴承座相对于后轴向铁芯固定设置，轴承座的内周壁设置有内螺纹，定位套圈具有外螺纹和内挡环，定位套圈套设在轴承座内，并与轴承座螺纹配合，保护轴承套设在定位套圈内，内挡环位于保护轴承的轴向内侧，轴向限位件位于保护轴承的轴向外侧，内挡环与轴向限位件配合，对保护轴承的外圈形成轴向限位，转子上设置有止挡台阶和后挡肩，止挡台阶和后挡肩形成限位槽，保护轴承的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶之间的间隙为d1，内圈与后挡肩之间的间隙为d2，推力盘与前轴向铁芯之间的间隙为b1，推力盘与后轴向铁芯之间的间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。该磁悬浮轴承保护装置将保护轴承安装在定位套圈内，并通过定位套圈与轴承座之间所形成的螺旋副调节保护轴承的轴向安装位置，可以方便实现保护轴承轴向位置的调节，使得磁悬浮轴承保护装置的通用性更强，简化装配工艺，同时可以利用螺旋副所形成的轴向调节来保证保护轴承的抗冲击能力，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
附图说明
24.图1为本技术一个实施例的磁悬浮轴承保护装置的结构示意图；
25.图2为图1的i处的放大结构示意图；
26.图3为本技术一个实施例的磁悬浮轴承保护装置的轴向限位件的结构示意图；
27.图4为本技术一个实施例的磁悬浮轴承保护装置的定位套圈的结构示意图。
28.附图标记表示为：
29.1、转子；2、径向定子铁芯；3、前轴向铁芯；4、后轴向铁芯；5、轴承座；6、定位套圈；61、旋转卡槽；62、内挡环；7、轴向限位件；71、弧形连接孔；72、销钉孔；73、凸缘；8、销钉；9、
后挡肩；10、锁紧螺母；11、推力盘；12、保护轴承；13、止挡台阶；14、定位台阶。
具体实施方式
30.结合参见图1至图4所示，根据本技术的实施例，磁悬浮轴承保护装置包括转子1、推力盘11、前轴向铁芯3、后轴向铁芯4、轴承座5、保护轴承12、定位套圈6和轴向限位件7，推力盘11安装在转子1上，前轴向铁芯3和后轴向铁芯4位于推力盘11的两端，轴承座5相对于后轴向铁芯4固定设置，轴承座5的内周壁设置有内螺纹，定位套圈6具有外螺纹和内挡环62，定位套圈6套设在轴承座5内，并与轴承座5螺纹配合，保护轴承12套设在定位套圈6内，内挡环62位于保护轴承12的轴向内侧，轴向限位件7位于保护轴承12的轴向外侧，内挡环62与轴向限位件7配合，对保护轴承12的外圈形成轴向限位，转子1上设置有止挡台阶13和后挡肩9，止挡台阶13和后挡肩9形成限位槽，保护轴承12的内圈位于限位槽内，内圈与止挡台阶13之间的轴向间隙为d1，内圈与后挡肩9之间的轴向间隙为d2，推力盘11与前轴向铁芯3之间的轴向间隙为b1，推力盘11与后轴向铁芯4之间的轴向间隙为b2，其中b1＞d2，b2＞d1。
31.该磁悬浮轴承保护装置将保护轴承12安装在定位套圈6内，并通过定位套圈6与轴承座5之间所形成的螺旋副调节保护轴承12的轴向安装位置，可以方便实现保护轴承轴向位置的调节，使得磁悬浮轴承保护装置的通用性更强，简化装配工艺，同时可以利用螺旋副所形成的轴向调节来保证保护轴承12的抗冲击能力，能够在转子轴向失稳时，有效避免推力盘11与磁悬浮轴承碰撞，提高磁悬浮轴承运行可靠性。
32.在本实施例中，由于定位套圈6与轴承座5之间为螺纹配合关系，可以利用螺纹配合调节定位套圈6的轴向位置，因此能够根据不同的磁悬浮轴承和转子调节保护轴承与转子的止挡台阶13以及后挡肩9之间的不同轴向间隙，使得定位套圈6与轴承座5的螺纹配合结构能够适用于不同类型的保护轴承设置，适配性更好，装配要求更加简单。
33.在本实施例中，当转子1失稳时，如果转子1前移，由于推力盘11与前轴向铁芯3之间的轴向间隙为b1，内圈与后挡肩9之间的轴向间隙为d2，b1＞d2，因此此时转子1会带动后挡肩9前移，后挡肩9先接触到保护轴承12，因此能够阻挡推力盘11撞击前轴向铁芯3，对前轴向铁芯3形成有效的轴向保护。
34.同理，如果转子1后移，由于推力盘11与后轴向铁芯4之间的轴向间隙为b2，内圈与止挡台阶13之间的轴向间隙为d1，b2＞d1，因此此时转子1会带动止挡台阶13后移，止挡台阶13会先接触到保护轴承12，因此能够阻挡推力盘11撞击后轴向铁芯4，对后轴向铁芯4形成有效的轴向保护。
35.在一个实施例中，b1 b2＞d1 d2，b1＝b2，d1＝d2，能够保证保护轴承12的对中性，提高保护轴承12对磁悬浮轴承的保护性能。
36.在一个实施例中，转子1外还套设有径向定子铁芯2，径向定子铁芯2与转子1之间的径向间隙为a，保护轴承12与转子1之间的径向间隙为c，a＞c。
37.在本实施例中，由于a＞c，因此当转子1失稳，沿径向运动时，转子1会先接触保护轴承12的内圈，并被保护轴承12的内圈所止挡，因此不会与径向定子铁芯2形成接触，可以有效保护径向定子铁芯2，防止转子1与径向定子铁芯2发生碰撞而损坏径向定子铁芯2。
38.本实施例的保护轴承12既能够对磁悬浮轴承进行轴向保护，又能够对磁悬浮轴承进行径向保护，因此能够将磁悬浮轴承的径向保护和轴向保护集成为一体，简化了磁悬浮
保护系统的结构，减少了配件，有效降低了成本。
39.在一个实施例中，保护轴承12朝向轴向限位件7的一端沿轴向伸出定位套圈6外，伸出长度为l1，l1＞0，从而能够保证保护轴承12朝向轴向限位件7轴向突出于定位套圈6，能够方便实现轴向限位件7与保护轴承12之间的轴向限位配合，避免轴向限位件7与保护轴承12之间的轴向限位收到定位套圈6的结构影响。
40.在一个实施例中，轴承座5的内周壁还包括径向定位段，径向定位段位于内螺纹的轴向内侧，定位套圈6还包括光滑轴段，光滑轴段与径向定位段套接。在本实施例中，通过在轴承座5的内周壁设置径向定位段，在定位套圈6的相应位置设置光滑轴段，能够利用径向定位段与光滑轴段的配合实现保护轴承12的径向定位及承载的作用，保证保护轴承12的径向位置精确，能够通过保护轴承12对磁悬浮轴承起到有效的径向保护作用。
41.在一个实施例中，轴承座5的内周壁包括沉槽段，沉槽段与径向定位段之间形成台阶，内螺纹位于沉槽段的侧壁上，定位套圈6包括凸环段，外螺纹位于凸环段上，凸环段位于沉槽段内。在本实施例中，通过设置沉槽段，能够对轴承座5进行分段设计，使得径向定位段与包括内螺纹的螺纹连接段处于不同的径向高度，在不影响内螺纹的设置的同时，能够保证径向定位段的加工精度，方便通过径向定位段与定位套圈6配合，对保护轴承12进行径向定位。同理，通过设置凸环段和光环轴段，不仅方便实现与轴承座5之间的连接和定位，而且能够利用沉槽段与径向定位段之间所形成的台阶对定位套圈6的轴向位移形成限位，提高轴承座5与定位套圈6的配合结构稳定性和可靠性。
42.在一个实施例中，轴向限位件7设置在轴承座5的端面上，并与轴承座5之间螺栓连接，螺栓能够调节轴向限位件7与保护轴承12之间的间距。在本实施例中，随着定位套圈6的轴向位置调节，保护轴承12的周向位置也会相应发生调整，为了保证对保护轴承12的轴向限位，轴向限位件7的轴向位置也需要能够相应调节。在本实施例中，轴向限位件7通过螺栓与轴承座5之间进行连接，当轴向限位件7抵接在保护轴承12上时，轴向限位件7通过螺栓压紧固定在保护轴承12上，同时由于螺栓与轴承座5之间固定连接，因此也可以实现轴向限位件7与轴承座5之间的固定连接。在本实施例中，轴向限位件7例如为轴承端盖。
43.在一个实施例中，轴向限位件7具有外螺纹，轴向限位件7的外螺纹与轴承座5的内螺纹相配合，调节轴向限位件7与保护轴承12之间的间距。在定位套圈6的轴向位置调整的过程中，轴向限位件7也随着定位套圈6的位移进行位置调整，由于轴向限位件7与轴承座5之间是螺纹配合关系，因此能够方便调节轴向限位件7在轴承座5内的轴向位置，从而保证始终能够与定位套圈6配合实现对保护轴承12的轴向定位。
44.在一个实施例中，轴向限位件7上设置有朝向保护轴承12的外圈凸出的凸缘73，能够使得轴向限位件7对应于保护轴承12外圈的部分沿轴向向保护轴承12的外圈凸出，顶紧保护轴承12的外圈，从而更加方便实现对保护轴承12和定位套圈6的轴向定位以及预紧。
45.在一个实施例中，轴向限位件7和定位套圈6上设置有销钉孔72，销钉孔72内设置有用于对定位套圈6进行周向限位的销钉8，轴向限位件7上设置有用于与轴承座5实现连接的弧形连接孔71，弧形连接孔71与定位套圈6同轴设置。在本实施例中，弧形连接孔71能够调节轴向限位件7相对于定位套圈6的周向位置，从而使得轴向限位件7上的销钉孔72能够与定位套圈6上的销钉孔72对齐，有效避免定位套圈6与轴向限位件7的销钉孔72出现不能对中的情况，提高定位套圈6与轴向限位件7之间销钉连接的适配性。
46.通过定位套圈6与轴向限位件7之间的销钉配合，能够对定位套圈6进行周向定位，从而防止定位套圈6发生轴向位移，提高磁悬浮轴承保护装置的结构稳定性和可靠性。
47.在一个实施例中，定位套圈6朝向轴向外侧的端面上设置有旋转卡槽61。在本实施例中，该旋转卡槽61能够供力矩进行操作，因此方便在调节轴向位置的过程中对定位套圈6施加力矩，降低调节难度。旋转卡槽61的数量例如为两个，并沿定位套圈6的端面中心对称布置。
48.在一个实施例中，转子1位于保护轴承12轴向外侧的部分设置有定位台阶14，后挡肩9轴向限位在定位台阶14上。在本实施例中，通过定位台阶14与后挡肩9的配合，能够对后挡肩9的轴向位置进行精确定位，保证后挡肩9对保护轴承的轴向限位精度。
49.在一个实施例中，转子1上设置有外螺纹，后挡肩9具有内螺纹，后挡肩9与转子1之间螺纹配合。在本实施例中，后挡肩9既实现对保护轴承12的轴向限位，同时利用螺纹结构实现对自身的轴向定位。
50.本实施例中，转子1对于保护轴承12以及后挡肩9的轴向限位，均是通过设置台阶轴形成台阶来实现的。
51.在一个实施例中，转子1上设置有外螺纹，后挡肩9的轴向外侧设置有锁紧螺母10，锁紧螺母10与转子1螺纹配合，锁紧螺母10锁紧在后挡肩9的轴向外侧。在本实施例中，后挡肩9对于保护轴承12的轴向限位精度由后挡肩9的自身加工精度以及转子1的配合精度实现，锁紧螺母10的加工精度无需考虑，只需要能够锁紧后挡肩9的轴向位置即可，因此加工精度要求降低，加工成本更低，而且保护轴承12的轴向限位精度也更加容易保证。
52.在一个实施例中，定位套圈6与轴承座5之间为细牙螺纹配合。在本实施例中，螺旋副的牙型优选为细牙米制三角形螺纹，该牙型具有较好的自锁性，可以有效提高定位套圈6与轴承座5之间的自锁性能。
53.在一个实施例中，保护轴承12为深沟球轴承或角接触球轴承，可以为钢球轴承或者陶瓷球轴承。
54.作为一个优选的实施例，保护轴承12为角接触陶瓷球轴承。
55.在进行磁悬浮轴承保护装置的装配过程中，先不装配轴向限位件7和销钉8，将定位套圈6旋至最前端，并将转子1吸至前端，此时推力盘11与前轴向铁芯3相贴合，向后旋出定位套圈6，使得保护轴承12与后挡肩9相贴合，并保证转子1向后移动量为(b1 b2-d1-d2)/2，即为轴向间隙调整到位。转子1悬浮时，推力盘11在轴向磁悬浮力的作用下，位于前轴向铁芯3和后轴向铁芯4中间，保护轴承12位于止挡台阶13和后挡肩9的中间，然后钉入销钉8，并装配锁紧轴向限位件7。
56.根据本技术的实施例，电机包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
57.根据本技术的实施例，压缩机包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
58.根据本技术的实施例，空调器包括磁悬浮轴承保护装置，该磁悬浮轴承保护装置为上述的磁悬浮轴承保护装置。
59.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
60.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。