用于磁悬浮轴承系统的保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于磁悬浮轴承系统的保护装置，属于磁悬浮轴承领域。


背景技术：

2.已知磁悬浮轴承系统具备无润滑、无磨损、低噪声、低功耗等特点，因此其尤其适合应用于需要高速旋转的场景中。在磁悬浮轴承系统中，磁轴承在正常工作状态下通过使用磁悬浮将转轴保持在定子内的中心径向位置而不会使得转轴和定子之间产生接触。但是如果供给电磁铁的电能发生中断或者转轴突然被施加大的径向力，轴承将不再能够将转轴固定在中心而发生跌落的情况。因此，辅助轴承是不可或缺的组成部件，起到临时支承、保护的作用，是整个磁悬浮轴承系统安全可靠运行的基本保证。
3.如发明cn200710192283.4中公开了一种用于磁悬浮轴承系统的向心保护轴承，该轴承包括第一层滚动轴承的内圈和外圈、转接环、第二层滚动轴承的内圈和外圈、由径向弹性阻尼器的内环和外环以及径向多层波纹钢板组成的径向弹性阻尼器、螺钉、端盖、机座、转子组件。采用两个或两个以上的滚动轴承承担转轴的转速，提高了轴承的工作转速；利用径向弹性阻尼器在径向的弹性变形和切线方向的摩擦力做功来吸收由振动与冲击而产生的能量，提高了保护轴承寿命。
4.上述现有技术的缺陷在于双层滚动轴承仅能够承受径向压力，对于轴向压力的支撑效果不好；当转轴是倾斜跌落时，可能在转轴与保护轴承发生不均匀的接触，会在保护轴承的内圈边缘发生很高的接触压力，会对保护轴承和转轴造成伤害；另外由于滚动轴承使用频率不高，会造成滚动轴承的润滑不良，进而影响保护效果。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术，本实用新型提供了一种用于磁悬浮轴承系统的保护装置。
6.本实用新型的技术解决方案是：一种用于磁悬浮轴承系统的保护装置，包括双层滚珠轴承、径向弹性减振器、转轴、机座、端盖、磁轴承以及轴套，轴套套设于转轴，并且与双层滚珠轴承的内圈对应；双层滚珠轴承外圈的一部分以及径向弹性减振器一同装配于机座的凹口中，端盖将双层滚珠轴承和径向弹性减振器沿轴向固定于机座内壁；
7.双层滚珠轴承的内圈具有向转轴方向凸起的平顺表面，该平顺表面在转轴的纵截面中具有凸起轮廓；
8.双层滚珠轴承还具有轴承罩，轴承罩在内圈与中圈之间、外圈与中圈之间限定了用于保持润滑脂的腔，该腔通过每个轴承罩和中圈之间的间隙而开放于外部空间，疏油涂层至少被施加到与间隙相邻的轴承罩的径向边缘。
9.进一步的，双层滚珠轴承为双层角接触球轴承，两层轴承相对于中圈对称设置，双层滚珠轴承采用混合陶瓷球轴承。
10.进一步的，双层滚珠轴承包括内圈、中圈、外圈、内滚子以及外滚子，其中中圈在其径向内、外两侧分别设置有容纳内、外滚子的滚道，内滚子设置于内圈和中圈之间，而外滚
子设置于中圈和外圈之间。
11.进一步的，径向弹性减振器包括减振器内环、波纹钢板以及减振器外环，波纹钢板设置于减振器内环以及减振器外环之间，波纹钢板可以设置多层。
12.进一步的，轴套的一端设置有凸缘，凸缘的径向高度与双层滚珠轴承的内圈相匹配；轴套与双层滚珠轴承的内圈存在径向间隙，磁轴承与转轴之间具有径向气隙，其中径向间隙小于径向气隙。
13.进一步的，凸起轮廓具有直线段，所述直线段位于凸起轮廓的轴向中部；凸出轮廓还具有第一倾斜段以及第二倾斜段，其中，两个倾斜段分别位于凸起轮廓的轴向两端，并且向着轴向两端径向向外倾斜，第一倾斜段、第二倾斜段分别与直线段通过圆弧过渡连接。
14.进一步的，直线段占内圈轴向长度的大约60％，第一倾斜段以及第二倾斜段整体占内圈轴向长度的大约35％。
15.进一步的，内侧轴承罩连接到内圈并且朝向中圈延伸，但不接触中圈的表面，而外侧轴承罩连接到外圈并且朝向中圈延伸，同样不接触中圈的表面。
16.进一步的，疏油涂层还被施加到与间隙相邻的中圈的表面上。
17.进一步的，疏油涂层优选地包括含氟聚合物。
18.本实用新型与现有技术相比的优点在于：采用双层角接触球轴承以及具有凸缘的轴套，使得保护轴承除了能够承受径向压力，也具有一定的对于轴向支撑能力；通过对保护轴承内圈轮廓的设计保证当转轴无论是否倾斜跌落都可以得到均匀的支撑，减少对保护轴承和转轴造成伤害；通过轴承中疏油涂层的设计，保证了润滑脂在轴承中不易泄露，保证轴承的润滑效果。
附图说明
19.图1为本实用新型的用于磁悬浮轴承系统的保护装置的示意图；
20.图2为双层角接触球轴承的局部剖视图；
21.图3为径向弹性减振器的示意图。
具体实施方式
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.如图1-3所示，本实用新型公开了一种用于磁悬浮轴承系统的保护装置，包括双层滚珠轴承1、径向弹性减振器2、转轴3、机座4、端盖5、磁轴承6以及轴套7，轴套7套设于转轴1，并且与双层滚珠轴承的内圈11对应，轴套7与双层滚珠轴承1的内圈11存在径向间隙s1；磁轴承6设置于机座4内侧且与双层滚珠轴承1轴向隔开，磁轴承6与转轴1之间具有径向气隙s2，其中径向间隙s1小于径向气隙s2，从而使得保护轴承可以起到保护磁轴承的作用。双层滚珠轴承1外圈13的一部分以及径向弹性减振器2一同装配于机座4的凹口中，端盖5将双层滚珠轴承1和径向弹性减振器2沿轴向固定于机座4内壁。
24.双层滚珠轴承1包括内圈11、中圈12、外圈13、内滚子14以及外滚子15，其中中圈12
在其径向内、外两侧分别设置有容纳内、外滚子的滚道，内滚子14设置于内圈11和中圈12之间，而外滚子15设置于中圈12和外圈13之间；径向弹性减振器2包括减振器内环21、波纹钢板22以及减振器外环23，波纹钢板22设置于减振器内环21以及减振器外环23之间，波纹钢板22可以设置多层。
25.双层滚珠轴承1的内圈11具有向转轴方向凸起的平顺表面，该平顺表面在转轴的纵截面中具有凸起轮廓，具体地，凸起轮廓具有直线段111，所述直线段111位于凸起轮廓的轴向中部，直线段111占内圈11轴向长度的大约60％。凸出轮廓还具有第一倾斜段112以及第二倾斜段113，其中，两个倾斜段分别位于凸起轮廓的轴向两端，并且向着轴向两端径向向外倾斜，第一倾斜段112以及第二倾斜段113与直线段111具有夹角α，夹角α大约为5-15
°
，第一倾斜段112以及第二倾斜段113整体占内圈11轴向长度的大约35％，第一倾斜段112、第二倾斜段113分别与直线段111通过圆弧过渡连接。
26.轴套7的一端设置有凸缘71，凸缘71的径向高度与双层滚珠轴承1的内圈11相匹配；双层滚珠轴承1为双层角接触球轴承，两层轴承相对于中圈12对称设置，并且通过凸缘71与内圈11的相互作用使得双层滚珠轴承1具有一定的防止轴向窜动的能力。双层滚珠轴承1采用混合陶瓷球轴承，轴承圈的材料为轴承钢，滚珠的材料为陶瓷si3n4。
27.双层滚珠轴承1还具有轴承罩16a、16b，其中内侧轴承罩16a连接到内圈11并且朝向中圈12延伸，但不接触中圈12的表面，而外侧轴承罩16b连接到外圈13并且朝向中圈12延伸，同样不接触中圈12的表面。轴承罩16a、16b在内圈11与中圈12之间、外圈13与中圈12之间限定了用于保持润滑脂17的腔。该腔通过每个轴承罩16a、16b和中圈12之间的间隙而开放于外部空间。疏油涂层18至少被施加到与间隙相邻的轴承罩16a、16b的径向边缘。优选的，疏油涂层18还被施加到与间隙相邻的中圈12的表面上。疏油涂层18优选地包括含氟聚合物，如碳氟化合物和/或硅。通过疏油涂层18的设置，可以抑制润滑脂17从双层滚珠轴承1泄漏。
28.在实际工作过程中，通过保护轴承中轴承罩以及疏油涂层的设计，保证了润滑脂在保护轴承中不易泄露，保证轴承的润滑效果；而当电磁铁的电能发生中断或者转轴突然被施加大的径向力时，保护轴承通过双层角接触球轴承以及具有凸缘的轴套的设计，可以在承受径向压力的同时防止轴向的窜动；同时通过对保护轴承内圈轮廓的设计保证当转轴无论是否倾斜跌落都可以得到均匀的支撑，减少对保护轴承和转轴造成伤害。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。