一种磁悬浮轴承辅助保护装置的制作方法

1.本发明提供了一种转子保护结构，属于磁悬浮轴承系统领域，用于避免 磁悬浮轴承失效时转子跌落对系统造成破坏。


背景技术：

2.在磁悬浮轴承系统中，为了确保系统的可靠性和安全性，一般需要一套 保护轴承(或称为辅助轴承、备用轴承、应急轴承)。目的是在静止时对转 子进行支撑，并防止磁悬浮轴承失效时转子跌落对系统造成破坏。
3.由于传统磁悬浮保护轴承多采用具有标准尺寸的滚动轴承，安装方式与 空间较为固定，材料多为金属或陶瓷，另外需要配润滑油或润滑脂。当转子 的轴径超出标准轴承的尺寸，且对安装条件、保护结构的重量提出更高要求 时，传统保护轴承便无法满足这种需求。


技术实现要素：

4.本发明的技术解决问题是：克服传统磁悬浮电机保护轴承的尺寸限制， 降低空间占用量，从而满足盘式转子类磁悬浮电机的跌落保护需求，保证磁 悬浮系统的安全性。
5.本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种磁悬浮轴承辅助保护装置， 主要包括保护块、固定块、紧固件组成。其中，固定块通过紧固件安装在转 子凹槽内，保护块通过固定块上的圆柱定位柱及转子凹槽斜边进行径向与周 向定位，通过轴向压环结构进行轴向定位。
6.本发明由于采用以上技术方案，其具有一下优点：
7.1本发明结构简单，便于加工，适用于各种常用材料。
8.2本发明占用空间小，不受到转轴尺寸的限制，可以直接装在转轴上。
9.3本发明只需要更换磨损严重的组件，无需全部更换。且更换时无需 拆卸其他部件
10.4本发明不需要提供任何形式的润滑油。
附图说明
11.图1为单个保护组件装配图；
12.图2为单个保护块装配俯视图；
13.图3为保护组件结构装配在转子上的剖视图
14.图4为单个固定块装配俯视图；
15.图5为保护组件装配于转轴整个圆周的俯视图；
[0016][0017]
图中：1、保护块；2、固定块；3、紧固件；4、转子；41、转轴凹槽； 5、永磁体；11、定位斜面；12、保护尺寸；21、定位柱；
具体实施方式
[0018]
如图3所示，保护块直接安装在转轴4的两端，转子永磁体5位于两个 保护块中间。保护块高于转轴一定尺寸，整个转轴圆周装配多个保护块，整 个系统不需要任何形式的润滑，如图5所示。
[0019]
如图1所示，保护块形状简单，加工难度低，适用于各种金属、非金属 材料。图1则展示了固定块的结构，外缘为圆弧，圆弧面有过孔，一侧的平 面有圆柱定位柱21，各种常用金属材料都可以满足其加工精度。
[0020]
如图4所示，展示了本发明的装配状态。装配完成后，固定块2通过紧 固件3安装在转轴凹槽41内。保护块1则通过固定块上的圆柱定位柱21 进行径向定位，通过两侧的斜面11限制转动自由度。同时，保护块内侧平 面与转轴凹槽对应的表面留有少量间隙，使得保护块与固定块和转轴凹槽的 装配不存在过约束。保护组件的轴向自由度可以通过一个轴向结构如压环等 (未画出)约束。
[0021]
装配方法。在转轴上加工合适尺寸的凹槽以及安装孔(如螺纹孔)，将 保护块定位在安装块后，一起沿径向插入转轴凹槽。
[0022]
装配数量。装配的最小数量需要保证整个转子向任何方向碰撞都不会接 触到转子。
[0023]
更换方法。先取出紧固件，将工具伸入安装孔后可以挑出保护组件；或 者从转子凹槽处的倒角将保护组件撬起。
[0024]
保护间隙调整方法。可以在安装块和转子之间增加垫片，进而调整保护 间隙。
[0025]
运行中的工作过程。起浮阶段，保护组件可以保证定转子之间的最小磁 间隙(即保护块高于转轴的尺寸12)，使其可以顺利起浮。
[0026]
磁轴承失效后，保护组件先于转子磁钢碰撞在定子结构上，其两侧斜边 楔形结构可以在碰撞期间提供更大的支承反力，从而增大保护块摩擦力，降 低定位柱21的受力和形变。如果保护块为非金属材料，这种结构形式可以 提供一定的阻尼。


技术特征：
1.一种磁悬浮轴承辅助保护装置，其特征在于所述的保护装置包括保护块、固定块、紧固件；所述固定块通过紧固件安装在转子凹槽内，所述保护块通过固定块上的圆柱定位柱及转子凹槽斜边进行径向与周向定位，通过轴向压环结构进行轴向定位。2.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：保护块高于转轴一定尺寸，整个转轴圆周装配多个保护块，整个系统不需要任何形式的润滑。3.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：固定块2通过紧固件3安装在转轴凹槽41内。保护块1则通过固定块上的圆柱定位柱21进行径向定位，通过两侧的斜面11限制转动自由度。4.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：保护块内侧平面与转轴凹槽对应的表面留有少量间隙，使得保护块与固定块和转轴凹槽的装配不存在过约束。5.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：保护组件的轴向自由度可以通过一个轴向压环进行约束。6.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：可以在安装块和转子之间增加垫片，进而调整保护间隙。7.根据权利要求1所述的一种磁轴承辅助保护装置，其特征在于：由于结构形式简单，保护块材料可灵活选用金属、陶瓷、碳纤维、塑料、橡胶等。

技术总结
一种磁悬浮轴承辅助保护装置。本申请涉及磁悬浮轴承系统领域。用于确保磁悬浮轴承起动所需的保护间隙，及突然失稳状态下对电机转子及其系统的保护，防止造成破坏性损坏，所述保护块组件包括保护块、固定块、紧固件；所述固定块通过紧固件安装在转子凹槽内，所述保护块通过固定块上的圆柱定位柱及转子凹槽斜边进行径向与周向定位，通过轴向压环结构进行轴向定位；本申请针对磁悬浮电机，尤其针对空间紧凑、小轴径比(轴长/轴径)的盘式转子磁悬浮电机的跌落保护问题而提出。跌落保护问题而提出。


技术研发人员：王思奇 魏大忠 田希晖 毕中炜
受保护的技术使用者：重庆高孚透平科技有限公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/3/25