外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具和安装方法与流程

本发明涉及磁悬浮轴承技术领域，特别涉及一种外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具和安装方法。

背景技术：

工业中存在许多立式轴系的旋转机械：比如离心机、分子泵、飞轮储能电源机组等，为实现高速轴系旋转支承、减少轴承损耗和提高轴承寿命广泛采用磁悬浮轴承。磁悬浮轴承主要包括永磁悬浮、电磁悬浮、混合磁悬浮轴承等。

其中，永磁轴承一般采用环形结构，分别由静环和动环组成，两环的中心轴线重合并与旋转机械的转子轴系轴线重合。两环之间存在一定间隙，由磁轭环、永磁环组成的静环通过结构件固定安装在机器壳体上，动环与转轴连接。永磁轴承在工作时，动环随转轴高速旋转，动环、静环之间的磁吸力可以实现转子的轴向悬浮，由于永磁轴承的吸力不稳定，一般需要配合机械定位轴承、电磁主动控制轴承使用。

永磁轴承作为一种被动磁轴承，不消耗能量，在高速离心机、分子泵、飞轮轴系悬浮中承担大部分轴系的重量，实现轴系的微损耗、长寿命支承。目前国内受充磁机规格限制，磁环外径很难大于120mm，由于永磁轴承的承载力受限于永磁环的尺寸，因此，传统的环形永磁轴承的承载力不超过1000N，不能用于重型机械。

相关技术中提出了一种拼装式内磁环式的永磁轴承，采用将内磁环拼装后，再沿轴向采用工装与导磁静环贴合，从而可以实现超过10000N的吸力的永磁轴承，但磁极方向相同排布的扇形磁体在拼装靠近的过程中，容易出现翻转、碰撞、排斥等而损伤磁体，而且在与导磁静环贴合过程中，对于更重载荷的大型永磁环贴合难度更大，需要在导磁静环上需要开设更大更多的安装用螺纹孔，从而严重影响闭合磁路，进而影响永磁轴承的承载力。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出了一种外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，所述外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具的结构简单，使用方便，可以有效地减少拼装过程中外磁环的磁体损伤，增大轴承的轴向承载力。

本发明还提出一种上述外磁环的安装方法。

根据本发明第一方面实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，其中，外磁环式永磁轴承包括磁轭环、外磁环和用于固定所述外磁环的护磁环，所述磁轭环的下表面设有沿所述磁轭环的周向延伸的环形外磁环安装槽；外磁环由多个永磁块组成，每个永磁块分别形成为扇形，多个永磁块配合形成为与外磁环安装槽的形状相对应的环形；所述安装工具包括导向环、支撑垫板和驱动件，所述导向环可拆卸地设在所述磁轭环的下表面上，所述导向环与所述外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽；所述支撑垫板可拆卸地设在所述磁轭环上且位于所述外磁环导向槽的槽口处，所述支撑垫板的下表面与所述外磁环导向槽的上表面平齐；所述驱动件与所述外磁环位置相对应以驱动所述永磁块沿所述外磁环导向槽的径向插接在所述外磁环安装槽内。

根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，通过将多个扇形的永磁块放置安装工具的支撑垫板上，并且使得多个扇形的永磁块沿环形放射状初始排布，从而形成一个相邻扇形永磁块之间有较大间隙的环形结构，利用驱动件逐步将扇形的永磁块沿外磁环导向槽向中心挤压，从而最终消除相邻扇形的永磁块之间的间隙，使得扇形永磁块沿外磁环导向槽径向插接在外磁环安装槽内，形成为环形的外磁环，进而有效地避免了扇形的永磁块在拼装靠近过程中由于翻转、碰撞、排斥等造成的磁体损伤，同时也减少了对闭合磁路的破坏，增大了外磁环式永磁轴承的承载力。

另外，根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述导向环包括导向内环和导向外环，所述导向内环的内圈与所述磁轭环可拆卸地相连，所述导向内环的外径小于所述外磁环安装槽的外径，所述导向外环的内圈与所述导向内环的外圈可拆卸地相连，所述导向外环的外径等于所述外磁环安装槽的外径。

根据本发明的一些实施例，所述导向内环通过螺栓与所述磁轭环可拆卸地相连，所述导向内环与所述磁轭环的轴向距离可调。

根据本发明的一些实施例，所述支撑垫板包括从下向上依次叠置的下垫环板、中垫环板和上垫环板，所述下垫环板、中垫环板和上垫环板分别与所述磁轭环同轴设置，所述下垫环板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐。

根据本发明的一些实施例，所述上垫环板和所述下垫环板分别为厚度在1mm-3mm之间的铝合金或无磁不锈钢板，所述中垫环板为钢板。

根据本发明的一些实施例，所述的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具还包括安装板，所述安装板可拆卸地设在所述磁轭环的上表面上，所述安装板的外径大于所述磁轭环的外径，所述驱动件可拆卸地设在所述安装板的外圈上。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件包括座圈和挤压螺栓，所述座圈可拆卸地设在所述安装板上，所述挤压螺栓沿所述外磁环导向槽的径向可活动地设在所述座圈上，所述挤压螺栓的水平位置与所述外磁环导向槽的水平位置相对应。

根据本发明的一些实施例，所述护磁环包括内护磁环和外护磁环，所述内护磁环和所述外护磁环在所述外磁环装入所述外磁环安装槽内之后分别固定所述外磁环的内缘和外缘。

根据本发明的一些实施例，所述内护磁环和所述外护磁环分别通过螺栓与所述磁轭环相连。

根据本发明第二方面实施例的外磁环的安装方法，采用根据上述实施例所述的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，包括以下步骤：S1、将所述导向环安装到所述磁轭环的下表面上并与所述外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽；S2、将所述支撑垫板设在所述外磁环导向槽的槽口处，并使所述支撑垫板的下表面与所述外磁环导向槽的上表面平齐；S3、将每个所述永磁块依次沿所述外磁环导向槽的径向插入所述外磁环导向槽内至预定位置；S4、通过所述驱动件驱动所述永磁块沿所述外磁环导向槽的径向完全插入在所述外磁环安装槽内；S5、依次拆卸所述驱动件、所述支撑垫板和所述导向环，并将所述护磁环安装在所述磁轭环上以固定所述外磁环。

根据本发明实施例的外磁环的安装方法，通过采用上述实施例所述的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，将多个扇形的永磁块径向插入外磁环导向槽内的预定位置，使得多个扇形的永磁块沿环形放射状初始排布，从而形成一个相邻扇形永磁块之间有较大间隙的圆环结构，利用导向环约束扇形的永磁块的移动，进而有效地避免永磁块翻转、排斥、碰撞破坏磁体，同时，利用驱动件依次同步小幅度挤压扇形的永磁块，使得扇形的永磁块拼接的环形结构逐渐缩小直径，直到相邻永磁块之间的环向间隙消失，从而避免在安装过程中开设安装用螺纹孔严重影响闭合磁路，进而增大了外磁环式永磁轴承的承载力。

根据本发明的一些实施例，所述导向环包括导向内环和导向外环，所述导向内环的内圈与所述磁轭环可拆卸地相连，所述导向内环的外径小于所述外磁环安装槽的外径，所述导向外环的内圈与所述导向内环的外圈可拆卸地相连，所述导向外环的外径等于所述外磁环安装槽的外径；所述步骤S1包括：

S11、将所述导向内环和所述导向外环相连成一个整体；

S12、将所述导向内环和所述导向外环相连成的整体同轴安装在所述磁轭环上并与所述外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽。

根据本发明的一些实施例，所述支撑垫板包括从下向上依次叠置的下垫环板、中垫环板和上垫环板，所述下垫环板、中垫环板和上垫环板分别与所述磁轭环同轴设置，所述下垫环板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐，所述步骤S2为：将所述下垫环板、中垫环板和上垫环板依次叠置在所述外磁环导向槽的槽口处并与所述磁轭环同轴设置，并使所述下垫环板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐。

根据本发明的一些实施例，所述步骤S3包括：

S31、夹持所述永磁块的外端，将所述永磁块的内端倾斜靠近所述下垫环板，并在所述永磁块的内端与所述下垫环板接触后，逐渐减小倾斜角度并将所述永磁块沿所述磁轭环的径向向内推动；

S32、放平所述永磁块，使其与所述下垫环板贴紧，继续将所述永磁块沿所述磁轭环的径向向内推动至所述永磁块的内弧与所述导向外环的内圈平齐；

S33、重复步骤S31和S32，将所有永磁块依次插入所述外磁环导向槽内，使每个所述永磁块的内弧与所述导向外环的内圈平齐。

根据本发明的一些实施例，所述安装工具还包括：安装板，所述安装板可拆卸地设在所述磁轭环的上表面上，所述安装板的外径大于所述磁轭环的外径，所述驱动件可拆卸地设在所述安装板的外圈上，所述驱动件包括：座圈和挤压螺栓，所述座圈可拆卸地设在所述安装板上，所述挤压螺栓沿所述外磁环导向槽的径向可活动地设在所述座圈上，所述挤压螺栓的水平位置与所述外磁环导向槽的水平位置相对应，

所述步骤S4包括：

S41、将所述安装板安装在所述磁轭环的上表面上；

S42、将所述驱动件安装在所述安装板上；

S43、调节所述挤压螺栓，以使所述挤压螺栓挤压所述永磁块沿所述外磁环导向槽的径向完全插入在所述外磁环安装槽内。

根据本发明的一些实施例，所述护磁环包括内护磁环和外护磁环，

所述步骤S5包括：

S51、依次拆卸所述驱动件、所述支撑垫板和所述导向环；

S52、将所述内护磁环设在所述外磁环安装槽的内圈以固定所述外磁环的内缘，将所述外护磁环设在所述外磁环安装槽的外圈以固定所述外磁环的外缘。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的磁轭环与多个外磁环组装后的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的外磁环的安装示意图；

图4是根据本发明实施例的外磁环的安装示意图；

图5是根据本发明实施例的外磁环的安装示意图；

图6是根据本发明实施例的外磁环的安装示意图；

图7是根据本发明实施例的外磁环的安装示意图；

图8是根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装方法的流程图；

图9是图8中的外磁环的安装方法中步骤S1的流程图；

图10是图8中的外磁环的安装方法中步骤S3的流程图；

图11是图8中的外磁环的安装方法中步骤S4的流程图；

图12是图8中的外磁环的安装方法中步骤S5的流程图。

附图标记：

100：外磁环式永磁轴承；

4：内六角螺栓；

8：磁轭环；

81：螺纹孔；83：磁轭环下表面；

10：外护磁环；

11：外磁环；

111：永磁块；

12：内护磁环；

13：动环；

131：内环形浅槽；132：外环形浅槽；

200：外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具；

21：导向内环；

22(7)：内六角螺栓；

23：导向外环；

24：座圈；

25(30)：连接螺栓；

26：挤压螺栓；

27：上垫环板；

28：中垫环板；

29：下垫环板；

31：安装板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图1至图7具体描述根据本发明第一方面实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具。

根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200，其中，外磁环式永磁轴承100包括磁轭环8、外磁环11和用于固定外磁环11的护磁环，磁轭环8的下表面设有沿磁轭环8的周向延伸的环形外磁环安装槽，外磁环11由多个永磁块111组成，每个永磁块111分别形成为扇形，多个永磁块111配合形成为与外磁环安装槽的形状相对应的环形，

该外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200包括导向环、支撑垫板和驱动件，具体而言，导向环可拆卸地设在磁轭环的下表面上，导向环与外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽，支撑垫板可拆卸地设在磁轭环上且位于外磁环导向槽的槽口处，支撑垫板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐，驱动件与外磁环位置相对应以驱动外磁环沿外磁环导向槽的径向插接在外磁环安装槽内。

换言之，如图1和图2所示，该外磁环式永磁轴承100主要由磁轭环8、外磁环11、用于固定外磁环11的护磁环、动环13和上轴承法兰5组成，磁轭环8大致形成纵截面形状为L形的环状结构，磁轭环8设在动环13与上轴承法兰5之间且磁轭环8的低端(即L形的低端或衔铁)位于内侧，磁轭环8的内端与上轴承法兰5通过多个内六角螺栓4固定连接，磁轭环8的下表面与动环13的上表面之间间隔开，以便于动环13随电机轴的转动，同时，动环13上表面相设有内环形浅槽131和外环形浅槽132，从而形成包容护磁环的的空间，有效地减少外磁环式永磁轴承100磁路的轴向气隙，充分利用永磁材料，提高轴向承载力。

其中，磁轭环8下表面形成有沿磁轭环8周向延伸的环形外磁环安装槽，多个形成为扇形的永磁块111沿外磁环安装槽的径向插接在外磁环安装槽内，并且通过护磁环(即图1所示的外护磁环10和内护磁环12)固定在外磁环安装槽内，从而形成与外磁环安装槽形状相对应的外置的环形外磁环11(即外磁环11在磁轭环8的外侧)。

如图3到图7所示，该外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200主要由导向环、支撑垫板和驱动件组成，导向环(即图3所示的导向内环21和导向外环23)可拆卸地设在磁轭环8的下表面，并且与磁轭环8周向延伸的环形外磁环安装槽配合形成用于放置环形的外磁环11的环形空间，即外磁环导向槽，从而利用外磁环导向槽约束扇形的永磁块111的移动，进而有效地避免永磁块111翻转、排斥、碰撞而破坏磁体。其中，驱动件与永磁块111的位置相对应，从而通过驱动件驱动扇形的永磁块111沿外磁环导向槽逐次同步小幅度挤压靠近磁轭环8内侧低端(凸缘)的外圆周面，进而逐渐减小相邻扇形的永磁块111之间的周向间隙，实现环形外磁环11的拼接。

支撑垫板(即如图3所示的上垫环板27、中垫环板28和下垫环板29)与磁轭环8同轴套装且位于外磁环导向槽的槽口处，使得支撑垫板的下表面(即下垫环板29的下表面)与外磁环导向槽的上表面(即磁轭环下表面83)处于同一平面上，从而在安装扇形永磁块111时支撑永磁块111。

由此，根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200，通过将多个扇形的永磁块111放置安装工具200的支撑垫板上，并且使得多个扇形的永磁块111沿环形放射状初始排布，从而形成一个相邻扇形永磁块111之间有较大间隙的永磁环，利用驱动件逐步将扇形的永磁块111沿外磁环导向槽的中心挤压，从而最终消除相邻扇形的永磁块111之间的间隙，使得扇形永磁块111沿外磁环导向槽径向插接在外磁环安装槽内，进而有效地避免了扇形的永磁块111在拼装靠近过程中由于翻转、碰撞、排斥等造成的磁体损伤，同时也减少了对闭合磁路的破坏，增大了外磁环式永磁轴承100的承载力。

在本发明的一些具体实施方式中，导向环包括导向内环21和导向外环23，导向内环21的内圈与磁轭环8可拆卸地相连，导向内环21的外径小于外磁环安装槽的外径，导向外环23的内圈与导向内环21的外圈可拆卸地相连，导向外环23的外径等于外磁环安装槽的外径。

参照图3，导向环包括导向内环21和导向外环23，导向内环21和导向外环23分别形成环形且导向外环23设在导向内环21的外侧，导向内环21的外圈和导向外环23的内圈之间通过内六角螺栓22可拆卸地连接紧固，从而形成一个整体。

进一步地，导向内环21的内圈可拆卸地安装在磁轭环8的上且与磁轭环8同轴布置，其中，导向内环21的外圈直径小于外磁环安装槽的外径，导向外环23的外圈直径与外磁环安装槽的外径相等，从而保证永磁块111能够完全插接在外磁环安装槽内，进而保证外磁环11的磁体避免受到磕碰等损坏。

有利地，导向内环21通过螺栓与磁轭环8可拆卸地相连，导向内环21与磁轭环8的轴向距离可调。

具体地，如图3所示，导向内环21设在磁轭环8的上方，并且导向内环21的内圈采用内六角螺栓7、通过磁轭环8上的通孔82连接在磁轭环8上，从而使得导向环组装后的整体结构(包括导向内环21和导向外环23)与磁轭环8形成一个可以放置多个扇形的永磁块111的环形空间(即外磁环导向槽)，并且，导向内环21与磁轭环8的轴向间距可调节，即导向内环21可以沿轴向(上下方向)微量移动，从而使得在向中心挤压扇形的永磁块111时，便于环形方向或径向方向调整扇形永磁块111的位置，避免在插接扇形永磁块111时，由于阻力过大造成对磁体的损伤。

在本发明的一些具体实施方式中，支撑垫板包括从下向上依次叠置的下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27，下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27分别与磁轭环8同轴设置，下垫环板29的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐。

参照图3，支撑垫板主要由从下到上依次叠置的下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27组成，并且依次套装在磁轭环8上，即下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27分别设在外磁环导向槽的槽口处且与磁轭环8同轴布置，使得支撑垫板的下表面(即下垫环板29的下表面)与外磁环导向槽的槽口所在的平面(即磁轭环的下表面83)处于同一平面上，从而在安装扇形永磁块111时、利用支撑垫板支撑永磁块111。

其中，上垫环板27和下垫环板29分别为厚度在1-3mm之间的铝合金或无磁不锈钢板，中垫环板28为钢板。例如，上垫环板27和下垫环板29的厚度可以是2mm，也可以是1mm或3mm，值得说明的是，上垫环板27和下垫环板29的具体厚度可以根据实际设计需求而做出适应性改变。

当然，可以想象的是，上垫环板27和下垫环板29的厚度改变时，中垫环板28也应作出适应性改变，从而使得支撑垫板的下表面(即下垫环板29的下表面)与外磁环导向槽的槽口所在的平面(即磁轭环下表面83)处于同一平面上。

此外，上垫环板27和下垫环板29分别采用铝合金或无磁不锈钢板，而中垫环板28采用钢板，从而利用铝合金或无磁不锈钢板的不导磁特性，利用钢板的导磁特性，使得支撑垫板在轴向形成有一定磁阻(由上垫环板27和下垫环板29两个不导磁垫环板所产生)的磁路，进而使得扇形的永磁块111与导磁的中垫环板28、磁轭环8之间产生适当的磁吸力，从而稳定扇形的永磁块111的排布。

进一步地，该外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200还包括安装板31，安装板31可拆卸地设在磁轭环8的上表面上，安装板31的外径大于磁轭环8的外径，驱动件可拆卸地设在安装板31的外圈上。

参照图3，安装板31通过内六角螺栓30与磁轭环8上表面的螺纹孔81连接固定，在本实施例中，驱动件为与扇形的永磁块111位置相对应的挤压螺栓26，挤压螺栓26通过座圈24间接地可拆卸地设在安装板31的外圈上，安装板31的外圈直径大于磁轭环8的外圈直径，从而保证挤压螺栓26邻近永磁块111的一端距离轴心的径向距离大于磁轭环8的外径，进而便于扇形的永磁块111向中心插接在外磁环导向槽内。

其中，驱动件包括座圈24和挤压螺栓26，座圈24可拆卸地设在安装板31上，挤压螺栓26沿外磁环导向槽的径向可活动地设在座圈24上，挤压螺栓26的水平位置与外磁环导向槽的水平位置相对应。

如图3所示，驱动件主要由座圈24和挤压螺栓26组成，座圈24可拆卸地设在安装板31的外圈上，挤压螺栓26设在座圈24上且通过座圈24可拆卸设在安装板31上，挤压螺栓26的的中心轴线正对外磁环导向槽的中心线，并且可以沿外磁环导向槽的径向方向活动，从而实现沿外磁环导向槽向中心挤压扇形的永磁块111，使扇形的永磁块111逐渐靠近磁轭环8内侧低端(凸缘)的外圆周面。

在本发明的一些具体实施方式中，护磁环包括内护磁环12和外护磁环10，内护磁环12和外护磁环10在外磁环11装入外磁环安装槽内之后分别固定外磁环11的内缘和外缘。

如图1所示，护磁环包括设在外磁环11的内缘的内护磁环12和设在外磁环11的外缘的外护磁环10，内护磁环12将外磁环11的内缘与磁轭环8之间固定连接，外护磁环10将外磁环11的外缘与磁轭环8以及上轴承法兰之间固定连接，从保证外磁环11的固定安装。由此，内护磁环12和外护磁环10不仅可以使外磁环11得到更加稳固地固定，而且可以减少对外磁环11的闭合磁路的影响。

其中，内护磁环12和外护磁环10分别通过螺栓与所述磁轭环11相连。参照图1，内护磁环12通过内六角螺栓7与磁轭环8固定连接，从而夹紧外磁环11的内缘。外护磁环10由内六角螺栓经过磁轭环8的过孔压紧连接在上轴承法兰的内螺纹孔上，从而固定外磁环11的外缘，装拆方便，便于更换，连接可靠，有利于提高组装效率。

下面结合附图1至图12具体描述根据本发明第二方面实施例的外磁环的安装方法。

如图8所示，根据本发明实施例的外磁环的安装方法采用上述实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200，该安装方法包括以下步骤：

S1、将导向环安装到磁轭环的下表面上并与外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽；

S2、将支撑垫板设在外磁环导向槽的槽口处，并使支撑垫板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐；

S3、将每个永磁块依次沿外磁环导向槽的径向插入外磁环导向槽内至预定位置；

S4、通过驱动件驱动永磁块沿外磁环导向槽的径向完全插入在外磁环安装槽内；

S5、依次拆卸驱动件、支撑垫板和导向环，并将护磁环安装在磁轭环上以固定外磁环。

具体地，参照图3和图4，首先将导向环安装在磁轭环的下表面且与磁轭环同轴布置，从而与外磁环安装槽之间配合形成可以插接磁轭环的环形空间，同时对扇形永磁块的安装起到导向和限位的作用，其次，将支撑垫板与磁轭环同轴套装，并且设在外磁环导向槽的槽口处，使得支撑垫板的下表面与外磁环导向槽的上表面处于同一平面上，不仅可以在安装扇形永磁块时、利用支撑垫板支撑永磁块，而且可以利用支撑垫板在轴向形成具有一定磁阻的磁路，使得永磁块、支撑垫板及磁轭环之间产生适当的磁吸力，稳定外磁环的分布，第三，将每个扇形的永磁块沿外磁环导向槽内，使得扇形的永磁块的内弧达到预定位置，从而便于永磁块在环向、径向位置的调整。

进一步地，参照图5，通过驱动件驱动永磁块沿外磁环导向槽的径向方向逐步小幅度靠近磁轭环的凸缘外圆周面，直到磁轭环的凸缘与扇形的永磁块的内弧之间的间隙减少为0时，永磁块完全插接入外磁环安装槽内。

最后，参照图5到图7，首先，紧固连接导向环与磁轭环，使得导向环将插入在外磁环导向槽内的外磁环夹紧在磁轭环的下表面；其次，依次拆卸驱动件、支撑垫板和导向环，并且将护磁环安装在环形外磁环的内缘、外缘端部，从而将外磁环固定在磁轭环的下表面。

由此，根据本发明实施例的外磁环的安装方法，通过采用上述实施例所述的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具，将多个扇形的永磁块径向插入外磁环导向槽内的预定位置，使得多个扇形的永磁块沿环形放射状初始排布，从而形成一个相邻扇形永磁块之间有较大间隙的外磁环，利用导向环约束扇形的永磁块的移动，进而有效地避免永磁块翻转、排斥、碰撞破坏磁体，同时，利用驱动件依次同步小幅度挤压扇形的永磁块，使得扇形的外磁环永磁块拼接的环形外磁环逐渐缩小直径，直到组成外磁环的相邻永磁块之间的环向间隙消失，形成间隙为0的环形外磁环，从而避免在安装过程中开设安装用螺纹孔严重影响闭合磁路，进而增大了外磁环式永磁轴承的承载力。

在本发明的一些具体实施方式中，导向环包括导向内环21和导向外环23，导向内环21的内圈与磁轭环8可拆卸地相连，导向内环21的外径小于外磁环安装槽的外径，导向外环23的内圈与导向内环21的外圈可拆卸地相连，导向外环23的外径等于外磁环安装槽的外径；

如图9所示，步骤S1包括：S11、将导向内环和导向外环相连成一个整体；S12、将导向内环和导向外环相连成的整体同轴安装在磁轭环上并与外磁环安装槽配合限定出外磁环导向槽。

参照图3，导向环包括导向内环21和导向外环23，导向内环21的外圈和导向外环23的内圈之间通过内六角螺栓22可拆卸地连接紧固，从而形成一个整体，导向内环21的内圈可拆卸地安装在磁轭环8的上，其中，导向内环21的外圈直径小于外磁环安装槽的外径，导向外环23的外圈直径与外磁环安装槽的外径相等，从而保证扇形的永磁块111能够完全插接在外磁环安装槽内，进而保证外磁环11的磁体避免受到磕碰等损坏。

具体地，外磁环的安装方法中的步骤S1为：首先将导向内环和导向外环连接成为一个整体，其次，再将整体的导向环结构安装在磁轭环上且与磁轭环同轴布置，整体的导向环与磁轭环配合形成一个用于放置外磁环的环形空间(即外磁环导向槽)。

其中，外磁环导向槽的高度可以略高于永磁块的厚度，不仅可以便于对永磁块环形和径向进行调整，而且可以方便驱动永磁块完全插入外磁环导向槽内。

进一步地，支撑垫板包括从下向上依次叠置的下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27，下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27分别与磁轭环8同轴设置，下垫环板29的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐。

参照图3，支撑垫板主要由从下到上依次叠置的下垫环板29、中垫环板28和上垫环板27组成，并且依次套装在外磁环导向槽的槽口处且分别与磁轭环8同轴布置，使得支撑垫板的下表面(即下垫环板29的下表面)与外磁环导向槽的上表面(即磁轭环的下表面83)处于同一平面上，从而在安装扇形永磁块111时、利用支撑垫板支撑永磁块111。

外磁环的安装方法中的步骤S2为：将下垫环板、中垫环板和上垫环板依次叠置在外磁环导向槽的槽口处并与磁轭环同轴设置，并使下垫环板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐。具体地，将下垫环板、中垫环板和上垫环板一次叠置与磁轭环同轴套装外磁环导向槽的槽口处，并且使下垫环板的下表面与外磁环导向槽的上表面平齐，从而不仅可以在安装外磁环的时候起到支撑作用，而且，可以轴向方向上永磁块与磁轭环、中垫环板的磁吸力作用，稳定扇形的永磁块的分布。

其中，如图10所示，外磁环的安装方法中的步骤S3包括：

S31、夹持永磁块的外端，将永磁块的内端倾斜靠近下垫环板，并在永磁块的内端与下垫环板接触后，逐渐减小倾斜角度并将永磁块沿磁轭环的径向向内推动；

S32、放平永磁块，使其与下垫环板贴紧，继续将永磁块沿磁轭环的径向向内推动至永磁块的内弧与导向外环的内圈平齐；

S33、重复步骤S31和S32，将所有永磁块依次插入外磁环导向槽内，使每个永磁块的内弧与导向外环的内圈平齐。

具体地，如图3和图4所示，首先，夹持扇形的永磁块的外端(即图4所示永磁块的扇形大弧端)，倾斜一定角度，让扇形的永磁块的内端(即图4所示永磁块的扇形小弧端)逐渐靠近下垫环板，当永磁块的内端与下垫环板接触后，逐渐减少倾斜角度并向磁轭环轴心(即磁轭环的径向方向)推进；其次，放平扇形的永磁块，使其与下垫环板贴紧，之后继续将永磁块沿外磁环导向槽向磁轭环轴心用力推进，直到永磁块的内弧与导向外环的内圈平齐；最后，重复前两步骤，将所有永磁块依次插入外磁环导向槽内，使得每个永磁块的内弧与导向外环的内圈平齐，从而组成一个扇形永磁块-环向间隙的圆环结构。其中，当扇形的永磁块贴紧下垫环板后，可以通过木板或铜锤敲击扇形永磁块的大弧端与侧面，调整其环向、径向排布位置，使多个永磁块均匀分布在环形结构上。

可选地，该外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200还包括安装板31，安装板31可拆卸地设在磁轭环8的上表面上，安装板31的外径大于磁轭环8的外径，驱动件可拆卸地设在安装板31的外圈上，

其中，驱动件包括座圈24和挤压螺栓26，座圈24可拆卸地设在安装板31上，挤压螺栓26沿外磁环导向槽的径向可活动地设在座圈24上，挤压螺栓26的水平位置与外磁环导向槽的水平位置相对应。

具体而言，如图3所示，驱动件主要由座圈24和挤压螺栓26组成，座圈24可拆卸地设在安装板31的外圈上，挤压螺栓26设在座圈24上且通过座圈24可拆卸设在安装板31上，挤压螺栓26的中心轴线与外磁环导向槽的中心线相对应，并且可以沿外磁环导向槽的径向方向活动，从而实现沿外磁环导向槽向中心挤压扇形永磁块11，使扇形永磁块111逐渐靠近磁轭环8凸缘的外圆周面，安装板31通过内六角螺栓30与磁轭环8上表面的螺纹孔81连接固定，安装板31的外圈直径大于磁轭环8的外圈直径，从而保证挤压螺栓26邻近永磁块111的一端距离轴心的径向距离大于磁轭环8的外径，进而便于扇形永磁块111向中心插接在外磁环导向槽内。

如图11所示，外磁环的安装方法中的步骤S4包括：

S41、将安装板安装在磁轭环的上表面上；

S42、将驱动件安装在安装板上；

S43、调节挤压螺栓，以使挤压螺栓挤压永磁块沿外磁环导向槽的径向完全插入在外磁环安装槽内。

具体地，首先，将安装板通过连接螺栓安装在磁轭环的上表面上；其次，将座圈通过连接螺栓安装到安装板的外圈上，并且将挤压螺栓(即驱动件)安装在座圈上与永磁块的外弧相对应的位置；最后，调节挤压螺栓，逐次沿轴向步进旋转挤压长螺栓，将所有扇形的永磁块逐次同步小幅度挤压靠近磁轭环凸缘的外圆周面，当所有扇形的永磁块环向间隙减少为0时，永磁块沿外磁环导向槽径向方向完全插入外磁环导向槽内。

有利地，护磁环包括内护磁环12和外护磁环10，如图1所示，护磁环包括设在外磁环安装槽内圈的内护磁环12和设在外磁环安装槽外圈的外护磁环10，内护磁环12将外磁环11的内缘与磁轭环8之间固定连接，外护磁环10将外磁环11的外缘与磁轭环8以及上轴承法兰之间固定连接，从保证外磁环11的固定安装。

其中，如图12所示，外磁环的安装方法中的步骤S5包括：

S51、依次拆卸驱动件、支撑垫板和导向环；

S52、将内护磁环设在外磁环安装槽的内圈以固定外磁环的内缘，将外护磁环设在外磁环安装槽的外圈以固定外磁环的外缘。

具体地，如图6和图7所示，首先，紧固连接导向内环与磁轭环的连接螺栓，从而利用导向内环将外磁环夹紧在磁轭环的下表面上，并且，拆卸依次拆卸驱动件、支撑垫板和导向外环，当拆卸支撑垫板时，可以利用长度合适的螺栓拧入磁轭环上相应螺纹孔上安装支撑垫板的螺纹孔内，利用螺栓向上顶出支撑垫板，从而将支撑垫板拆卸下来，其次，调整外护磁环的通孔的环向位置，使外护磁环的通孔对准磁轭环相应位置的螺纹孔，将外护磁环同轴套装在外磁环上，并挤压使其下降，从而与磁轭环的外圈端面相贴合，进而固定外磁环的外缘，再次，拆卸导向内环，使导向内环与磁轭环分离，最后，在磁轭环上同轴装入内护磁环，使得内护磁环与磁轭环紧固连接，从而利用内护磁环固定外磁环的内缘。

根据本发明实施例的外磁环式永磁轴承的外磁环的安装工具200和安装方法的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。