一种径向磁力轴承的设计和装配结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种磁悬浮轴承系统，特别是一种径向磁力轴承的设计和装配结构。
【背景技术】
[0002]现有的磁悬浮轴承是一种转子与定子之间没有机械接触的新型高性能轴承，它的主要优点是完全非接触支撑，无摩擦、无磨损，无需润滑剂，使用寿命长，噪声小，能实现超高转速支承。磁悬浮轴承应用领域非常广泛，包括分子栗、高速电机、离心机、压缩机、水栗、鼓风机、储能飞轮、卫星姿态控制陀螺、搬运系统、人工心脏、航空设备等。磁悬浮轴承已经或正在成为高速、重载及特殊应用环境下转子支撑的首选方案。径向磁力轴承是磁悬浮轴承的一个核心部件，其性能稳定性、批量产品的一致性、加工制作的简易性、装配工艺的合理性一直是磁悬浮轴承产业化的一大难点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供结构设计合理、装配简单、性能稳定可靠、便于批量生产的一种径向磁力轴承的设计和装配结构。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种径向磁力轴承的设计和装配结构，包括转子、定子组件，所述定子组件包括定子铁芯、定位上端环、定位下端环、励磁线圈、引出线，其结构特点是:所述的定位上端环和定位下端环将定子铁芯限定于两环之间，所述转子轴心对应定子铁芯轴心并贯穿定子组件，所述励磁线圈以转子轴心为中心沿圆周方向均匀排列固定于定子铁芯的磁极上。
[0005]作为优选，所述的转子部分通过数片厚度为0.15-0.5mm的硅钢片叠压构成，形状为圆环形。
[0006]作为优选，所述的定子铁芯通过数片厚度为0.15-0.5mm的娃钢片叠压构成，形状为圆形带齿。
[0007 ]作为优选，所述的定位上端环和定位下端环由合金材料或塑形材料制成。
[0008]作为优选，所述的励磁线圈采用回字型的线圈支架。
[0009]作为优选，所述的回字型的线圈支架为多个不同的颜色的线圈支架。
[0010]作为优选，所述的励磁线圈采用工装进行整形，以压缩了径向磁力轴承的轴向空间，为整个系统的设计节省了宝贵的空间。
[0011]作为优选，所述的引出线采用同回字型的线圈支架相对应的颜色，以区分各自的功能，保证在装配中不会出现错误。
[0012]作为优选，所述的励磁线圈采用顺时针最短路径布线方式。
[0013]作为优选，所述励磁线圈采用导热性能优异的环氧树脂进行灌封。
[0014]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案简化了磁路设计，应用了一种便于批量生产的生产加工方式。本实用新型设计的径向磁力轴承由两大部分组成，即转子和定子组件;其中定子组件又由五个组件构成，分别是定子铁芯、定位上端环、定位下端环、励磁线圈线圈、引出线组成。其中转子根据使用要求和工况，选用数片厚度为0.15-0.5_的硅钢片叠压构成，形状为圆环形。定子铁芯也同样采用数片厚度为0.15-0.5mm的硅钢片叠压构成，形状为圆形带齿，这里的齿形突出部分就是后面定义的磁极，为简化磁场回路，提高磁路的对称性，减小漏磁现场，本方案的磁极设计采用8极或16极长方形设计，沿圆周均匀分布，两两一组或3个一组在四个方向上形成两两成对称的磁场回路。定子铁芯由于采用叠压方式，加上硅钢片加工过程中，本身厚度、平行度等一致性不是很好，对于厚度为15mm的定子铁芯来说，其两端面可能会出现0.5-3mm的不平行量，而且无法加工，导致最后安装精度达不到设计要求。为解决这个问题，我们在定子铁芯两端设计了定位端环，即定位上端环、定位下端环，通过加工两端环来保证径向磁力轴承定子两端面的平行度，以达到安装精度要求。另外，对于批量生产来说，直接在定子铁芯上绕制线圈效率太低，难度较大，一致性也不好保证，因此，此方案中我们还设计了线圈支架，线圈支架材料可选用高强度绝缘纸或是耐高温树脂材料，根据磁极的形状设计了支架的结构，支架采用回字型方案，便于安装和绕线，然后直接通过绕线机在支架上进行绕线，这样既提高了绕线效率，便于批量生产，同时线圈的一致性也得到了保证。为了简化和规范线圈在定子铁芯内的布线，避免员工由于疏忽大意接错引出线，我们制定了最短路径，顺时针布线方式，同时利用制作不同颜色的线圈骨架，一一对应的安装在对应的铁芯磁极上，保证了安装顺序和安装位置的正确性。线路连接完成后，为了提高径向磁力轴承的散热性能，采用导热性能优异的环氧树脂对线圈部分进行灌封，灌封的树脂还对线圈在定子铁芯上的固定起了保护作用。
[0015]本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果:1.简化了磁路设计，简化磁场回路，提高磁路对称性，减小漏磁现场;2.通过加工两端环保证径向磁力轴承定子两端面的平行度，以达到安装精度要求;3.采用回字型线圈支架，便于安装和绕线，提高了绕线效率便于生产，同时线圈的一致性得到保证;4.采用颜色对应的线圈骨架和引出线，用以区别各自的功能，保证安装顺序和安装位置的正确性，避免员工由于疏忽大意在后续装配中出现错误。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型一种径向磁力轴承的设计和装配结构的剖面图；
[0018]图2为本实用新型一种径向磁力轴承的设计和装配结构的主视图；
[0019]图3为本实用新型的线圈支架结构示意图；
[0020]图4为本实用新型一种径向磁力轴承的设计和装配结构的立体示意图。
[0021]标号说明:1.转子;2.定子铁芯;3.定位上端环;4.定位下端环;5.线圈支架;6.线包;7.引出线。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0023]实施例1:如图1至4所示，一种径向磁力轴承的设计和装配结构，包括转子1、定子组件、励磁线圈，所述定子组件包括定子铁芯2以及布置于定子铁芯2两端的定位上端环3、定位下端环4，所述转子I轴心对应定子铁芯2轴心并贯穿定子组件，所述励磁线圈以转子I轴心为中心沿圆周方向均勾排列固定于定子铁芯2的磁极上。
[0024]本实施例1中，定位上端环3、定位下端环4，端环材料选用合金材料或是不易变形的塑形材料，所述定位上端环3、定位下端环4以及定子铁芯2通过工装压紧后，由多个螺栓固定连接。
[0025]本实施例1中，励磁线圈通过不同颜色的回字型线圈支架5固定于定子铁芯2的磁极上，且采用顺时针最短路径布线方式。在生产过程中，通过绕线机在线圈支架5上进行绕线，形成线包6，并向外延伸出引出线7，引出线7的颜色与相应的线圈支架5的颜色相对应。线路连接完成后，采用导热性能优异的环氧树脂对线圈部分进行灌封。其中，线圈支架5的材料可选用高强度绝缘纸或是耐高温树脂材料。此外，在上述线圈安装完成后，可采用工装对线圈进行整形，以压缩径向磁力轴承的轴向空间。
[0026]本实施例1中，所述的定子铁芯2通过数片厚度为0.15-0.5mm的娃钢片叠压构成，形状为圆形带齿，所述的转子I通过数片厚度为0.15-0.5mm的娃钢片叠压构成，形状为圆环形。
[0027]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种径向磁力轴承的设计和装配结构，包括转子、定子组件，其特征是:定子组件包括定子铁芯、定位上端环、定位下端环、励磁线圈、引出线，所述的定位上端环和定位下端环将定子铁芯限定于两环之间，所述转子轴心对应定子铁芯轴心并贯穿定子组件，所述励磁线圈以转子轴心为中心沿圆周方向均勾排列固定于定子铁芯的磁极上。2.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的转子通过数片厚度为0.15-0.5mm的娃钢片叠压构成，形状为圆环形。3.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的定子铁芯通过数片厚度为0.15-0.5mm的娃钢片叠压构成，形状为圆形带齿。4.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的定位上端环和定位下端环由合金材料或塑形材料制成。5.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的励磁线圈采用回字型的线圈支架。6.根据权利要求5所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的回字型的线圈支架为多个不同的颜色的线圈支架。7.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的励磁线圈采用工装进行整形。8.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的引出线采用同回字型的线圈支架相对应的颜色。9.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述的励磁线圈采用顺时针最短路径布线方式。10.根据权利要求1所述的一种径向磁力轴承的设计和装配结构，其特征是:所述励磁线圈采用导热性能较佳的环氧树脂进行灌封。
【专利摘要】本实用新型公开了一种径向磁力轴承的设计和装配结构，涉及一种磁悬浮轴承系统。一种径向磁力轴承的设计和装配结构，包括定力和转子两大部分，定子部分包括定子铁芯、定位上端环、定位下端环、励磁线圈、引出线，定位上端环和定位下端环将定子铁芯限定于两环之间，转子轴心对应定子铁芯轴心并贯穿，励磁线圈以转子轴心为中心圆周形均匀排列固定于定子铁芯的磁极上。本实用新型所述的径向磁力轴承的设计和装配结构简化了磁路设计，简化磁场回路，提高磁路对称性，减小漏磁现场，达到安装精度要求，提高了绕线效率便于生产，一致性得到保证，避免员工由于疏忽大意在后续装配中出现错误。
【IPC分类】F16C32/04
【公开号】CN205278108
【申请号】CN201521143455
【发明人】项海铭, 洪申平, 俞天野, 沙宏磊, 毕刘新
【申请人】天津飞旋科技研发有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日