专利名称：具有磁轴承特性的皮带滚筒的制作方法
技术领域：
具有磁轴承特性的皮带滚筒(以F简称"/^^^"錄")是机械传送设备上 的部件。"M^〃能替代普通皮带滚筒，其性能更优越，特別适合应用在 负荷稳定的高转速场合。
背景技术：
目前，皮带滚筒的基本结构是由滚筒壳、滚筒轴、机械轴承构成。滚筒 壳和滚筒轴常用钢铁材料制造。随着科技进步，现在许多皮带滚筒设备都朝 小型化，高转速的方向发展。设计设备的体积减小，重量减轻。如健身跑步 机小型化皮带滚筒外径越来越小，跑步带速不变，则滚筒转速会提高；滚 筒与皮带接触面也縮减。为避免滚筒与皮带打滑，需要增加皮带张力。皮带 滚筒转速和负荷的增加，机械轴承的型号小，则负荷功率容易超限。因避免 皮带或地板打滑，轴承处又不能注油运行等苛刻条件，机械轴承缺油少润滑。 超限时的升温过度使得运行状态变差，甚至轴承走内圈等严重机械故障。
有上述情况发生，所以机械轴承限制了皮带滚筒的转速和负荷功率。仅 用机械轴承结构，已经不能适应某些皮带滚筒设备的发展。
现在，磁力设备可以起重成吨的钢材；磁悬浮列车的高速运行已经达到 商业化的水平；磁轴承技术的运用正在发展。在这种条件下，可谋求新的发 展，应用磁能技术进行创造发明。
发明内容
本发明内容是在^^^^"錄"的转动副的设计中应用磁能技术，将永磁 轴承的磁缝隙(12)增加到机械轴承的机构位置上，并保留原规格的机械轴
承(4)。因永磁轴承的磁缝隙(12)磁场力作用，能使机械轴承上减轻主负
荷力的作用，则机械轴承为轻载荷。"/^> ^#"高速运转时，轻载荷的机械 轴承负荷功率不易超限。因磁缝隙(12)没有机械摩擦(无须润滑)， ,"减少摩擦功耗。既节能，乂延长设备寿命。" #""比原来的皮带滚筒 性能提高，效果明显。
图1是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面结构不意图，有图2的径向剖面B-B; 图2是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面结构不意图，有图1的轴向剖面A-A; 图3是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面装配不意图4是具有磁轴承特性的皮带滚筒的零件，图3的轴和永磁体局部放大的立 体示意图。
具体实施方式
一、 "磁^^W〃的结构设计(见图1):"磁<#"#"是由多组，成对的两 种瓦状形高磁性的永磁性体(1n)和(1s)、铁制滚筒壳(2)、铁制滚筒
轴(3)、机械轴承(4)、等零件组成。本^^^!^,"是在普通滚筒机械机构
里，设计增加了永磁性体(1n)和(1 s)零件，其他零件结构基本不变。
"^^"錄"利用铁制滚筒壳(2)和铁制滚筒轴(3)的高导磁性，以及永磁
性体(1n)和1s)具有强永磁场的原理。在"/^^^","的转动副中，设计有
磁力线(11)、磁缝隙(12)结构的永磁轴承。永磁轴承无须润滑，在永磁轴 承作用下减小了主负荷方向的摩擦。磁缝隙(12)磁场力承担主约束方向f:: 的大部分负荷，则机械轴承(4)因轻载荷，而口I以高速运转。
二、 ^^^","的永磁体的材质，工艺，磁极和几何形状等
a)永磁体(1n)和(s)的材质，选用高磁性的或者低成本的各向异 性硬磁材料。根据永磁体的磁性、制造工艺、材料成本等因素选取。
"^^^^"錄"负荷比较大的情况，材质应选取磁体磁能积高的钕铁硼等强 磁性永磁材质；永磁体的制造选磁极取向湿法成型烧结工艺。
"磁滚筒","负荷比较小的，则材质可选取廉价成本的永磁铁氧体等大宗 永磁材料。永磁体的制造可选取黏结成型工艺(工艺精度比较好；包括永磁 压黏结，永磁注塑和永磁树脂灌注)。
b) 磁极设计永磁性体(1 \)和(1 S)的两磁极取向设计在瓦内、外弧 面，它们的磁极的极性极取向正好相反。分别为永磁性体(")的N极在 外弧面；永磁性体(1S) S极在外弧面。磁力线(11)通过永磁性体(1 N)、
铁制滚筒壳2、永磁性体(ls)、铁制滚筒轴(3)而封闭。磁缝隙(12)是 磁力线(11)的从永磁性体(1n)和(1 s)的磁极面到滚筒壳(2)内壁面 部分。磁缝隙(12)中有强磁场力作用，没有机械摩擦作用。
c) 几何形状设计(见图4):永磁性体(1 N)和(ls)的几何形状完是 全相同的瓦状形；体积大小尺寸，根据铁制滚筒壳(2)内径、铁制滚筒轴(3) 的外径和磁力线(11)、磁缝隙(12)迸行设计。
三、"磁滚筒"设备装配
a) 根据"磁滚筒"成对使用，皮带(5)的拉紧力、驱动力、軍力等 实际负荷。两个负荷力的方向对称，其磁极装配方向基本对称。"^^^^"鎵" 及皮带(5)转动方向为(见图3)
b) 根磁滚筒"设备的负荷力、重力等合力尸方向(见图2)，设 计水平夹角^^。用意是调整永磁性体(1 n)和(1 s)的磁极方向并同定之。
c) 根据磁滚筒设备的负荷力，配置需要永磁性体(1 \)和(1 s) 的数量，相间排列粘接在铁制滚筒轴(3)上固定。
以上是方案，设计特点是崭新的，实用的。
权利要求1.具有磁轴承特性的皮带滚筒，包含铁制滚筒壳(2)，两种瓦状形的永磁性体(1N)和(1S)，铁制滚筒轴(3)，永磁性体(1N)和(1S)的外弧磁极面与铁制滚筒壳(2)内壁面之间，设计有磁力线(11)和磁缝隙(12)的磁轴承结构，其特征在于，磁性构件有磁缝隙(12)配合机械轴承(4)成为具有磁轴承特性的转动副，它们共同承担总负荷。
2. 如权利要求1所述，具有磁轴承特性的皮带滚筒，其特征在于它 的磁性构件的强磁场性和充磁极性，两种永磁性体(1 n)和(1 s)都是使用 强磁性的永磁材料制造，几何形状、大小是完全相同的瓦状形；两种永磁性体(1 n)和(1 s)的区别，仅充磁的磁场极性取向相反。
3. 如权利要求l所述，具有磁轴承特性的皮带滚筒，其特征在于，它的磁体的排列和固定方式是一个永磁性体(1 n)连接一个永磁性体(1 s)相间隔地排列，粘接在铁制的滚筒轴(3)柱面上固定。
专利摘要具有磁轴承特性的皮带滚筒(以下简称“磁滚筒”)是机械传送设备的部件。“磁滚筒”是由永磁性体(1<sub>N</sub>)和(1<sub>S</sub>)、铁制滚筒壳(2)、铁制滚筒轴(3)、机械轴承(4)等零件组成；并有皮带(5)等负载。“磁滚筒”的设计特点是利用铁制的滚筒壳(2)、滚筒轴(3)的高导磁性以及永磁性体(1<sub>N</sub>)和(1<sub>S</sub>)的强大磁性，设计有磁力线(11)、磁缝隙(12)的磁轴承结构。磁缝隙(12)配合机械轴承(4)成为具有磁轴承特性的转动副。该转动副，减小了主负荷方向的摩擦力，这样非常适合高速运转。本”磁滚筒”与原普通滚筒进行比较，其转动副的摩擦损耗大大降低，运行平稳，节能效果明显，并延长设备使用寿命。
文档编号F16H55/32GK201071922SQ20072010750
公开日2008年6月11日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者丁训良, 旭 董, 郑育兴 申请人:丁训良