一种磁液双重悬浮被动支承径向轴承的制作方法

所属领域

本发明涉及滑动轴承的设计领域，特别是设计一种重载，大刚度的磁液双悬浮被动径向轴承。

背景技术：

液体静压轴承具有径向刚度好、定位精度高、抗振性好等优点,因此得到普遍重视和广泛应用。随着全球工业的发展，在大功率、重载、高速运行的场合，液体静压轴承摩擦功率很大,易使轴承因温度过高而产生较大热变形。所谓磁性轴承是利用磁性的吸力和斥力来支承旋转的轴承,也叫磁悬浮轴承。它的优点是扭矩小、有利于高速回转,可在真空中使用,适用的温度范围广、噪音低、寿命长、无润滑引起的污染等；缺点是造价高,承载能力相对较低。所以，本发明将液体静压轴承与电磁轴承配合使用，集二者优点于一身，并对一些具体结构进行改进，研究开发一种能承受重载，大刚度的轴承系统。

技术实现要素：

根据上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高承载力及刚度的轴承系统。采用水静压支承系统和磁悬浮支承系统相结合，构成新型磁液双悬浮轴承系统。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种磁液双重悬浮被动支承径向轴承，所述轴承包括轴承盖1、轴承座4、定子12、永磁环15和轴5；

所述轴承盖内侧为半圆结构，所述轴承盖1内侧与所述轴承座4内侧的径向截面构成一个完整的圆；所述轴承盖1内侧结构与所述轴承座4内侧结构沿其接合面完全对称；所述轴承盖1上部分别设有总回液孔19，在所述轴承盖1内侧的弧面上沿径向中心位置设有回液槽20，沿径向在所述回液槽20两侧对称设有四道密封圈槽21，在密封圈槽21内嵌有o型圈12，在两道密封圈槽21中间沿径向均设有两个进液腔18；

所述定子16圆周上的轴向中心位置处沿圆周设有阵列排布的回液圆孔22，在回液圆孔22两侧沿圆周设有阵列排布的径向通孔23，回液圆孔22与径向通孔23相互交错；在所述定子16内侧圆周上沿圆周设有并列的两组单极磁极组24；每组单极磁极组24有n个单极磁极，n为大于等于4的自然数，每个单极磁极中部设有矩形槽25，矩形槽25与径向通孔连通，在每个单极磁极外绕有线圈14；

所述永磁环15沿轴向截面为h型结构；

所述定子16置于轴承座4上，轴承座4与定子16之间为过渡配合；永磁环15套装在定子16内，定子16与永磁环15之间为间隙配合；永磁环15套装在轴5上，且与轴5间采用过盈配合；轴承盖1套装在定子16上固定在轴承座4上，轴承盖1与定子16之间为过渡配合；在轴承盖1与轴承座4之间的轴5上套装有骨架密封13，在骨架密封13外侧由端盖6封装。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种电磁水静压双重悬浮被动径向轴承系统，与现有技术相比具有这样的有益效果：

本发明能够集液体静压及磁悬浮两支承系统的优势与一身，能够大幅度增加轴承的承载能力及刚度，无需单独配备辅助支承及循环冷却系统，无需复杂的电控系统，能够解除回油槽的设计限制，提高轴承系统的精度和刚度。

本发明采用电磁铁永磁铁结合构成互斥磁极对设计，在电磁铁调节电磁斥力的基础上，永磁铁的使用使得本设计的结构更为精简。

附图说明

图1为本发明磁液双重悬浮被动支承径向轴承的整体示意图；

图2为本发明磁液双重悬浮被动支承径向轴承的整剖视图；

图3为轴承盖内部结构图；

图4为定子结构示意意图；

图5为永磁环结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种磁液双重悬浮被动支承径向轴承，如图1-2所示，所述轴承包括轴承盖1、轴承座4、定子12、永磁环15和轴5；

如图1、3所示，所述轴承盖内侧为半圆结构，所述轴承盖1内侧与所述轴承座4内侧的径向截面构成一个完整的圆；所述轴承盖1内侧结构与所述轴承座4内侧结构沿其接合面完全对称；所述轴承盖1上部分别设有四个总回液孔19，在其侧部设有进液孔接头3，在所述轴承盖1及轴承座4上沿圆周均布还设有数个螺堵2用于堵住工艺加工孔；在所述轴承盖1内侧的弧面上沿径向中心位置设有回液槽20，沿径向在所述回液槽20两侧对称设有四道密封圈槽21，在密封圈槽21内嵌有o型圈12，在两道密封圈槽21中间沿径向均设有两个进液腔18；在轴承盖1外部总回液孔19出加工有平台9，用于安装总回液接头10；所述四个进液孔19与所述四个进液腔18分别相连通；

如图2、4所示，所述定子16圆周上的轴向中心位置处沿圆周设有阵列排布的八个回液圆孔22，在回液圆孔22两侧沿圆周设有阵列排布的八个径向通孔23，回液圆孔22与径向通孔23相互交错；在所述定子16内侧圆周上沿圆周设有并列的两组单极磁极组24；每组单极磁极组24有八个单极磁极，每个单极磁极中部设有矩形槽25，矩形槽25与径向通孔连通，在每个单极磁极外绕有线圈14；

如图5所示为永磁环15的结构图，所述永磁环15沿轴截面为h型结构；

如图1-3所示，所述定子16置于轴承座4上，轴承座4与定子16之间为过渡配合，配合间隙为10μm；永磁环15套装在定子16内，定子16与永磁环15之间为间隙配合；永磁环15套装在轴5上，且与轴5间采用过盈配合；轴承盖1套装在定子16上固定在轴承座4上，轴承盖1与定子16之间为过渡配合；在轴承盖1与轴承座4之间的轴5上套装有骨架密封13，在骨架密封13外侧由端盖6封装，采用第一螺钉7将端盖6固定在轴承盖1和轴承座4上；轴承座4设有4个螺纹孔，轴承盖1与轴承座4对应位置设有4个螺纹孔17，采用第二螺钉8在螺纹孔17处将轴承盖1固定在轴承座4上。

水的流经通道为：进液孔11→进液腔18→径向通孔23→矩形槽25→回液圆孔22→回液槽20→总回液孔19。

所述轴承的电磁轴承系统由定子16、永磁环15、线圈14和轴5组成。

线圈14通电后，定子16上的单极磁极组24间形成轴向磁回路。永磁环15内形成轴向磁回路。定子16、永磁环15上的磁极极性对应相同，产生斥力。

所述轴承的磁液双悬浮轴承系统包括：o型圈12、骨架密封13、端盖6、进液孔接头3、总回液孔接头10、螺钉7、螺钉8和螺堵2。

实施案例

下面结合附图对本发明作详细说明：作为一种优选方案，轴5的直径为50mm；定子16的直径114mm，厚度10mm，单极磁极组24中每个单极磁极绕线部分长度18mm、宽度15mm、高度10mm，单极磁极组24中每个单极磁极端部投影矩形面积长度28mm，宽度15mm，阵列数为8，径向通孔23直径6mm，阵列数为8，槽25的投影矩形长15mm、宽5mm，回液圆孔22直径6mm，阵列数为8；永磁环15外径84mm、中径57mm、内径50mm，长度50mm。

初始工作时，线圈14通电，定子16上的单极磁极组24形成磁通回路。永磁环15两端形成磁通回路。定子16和永磁环15对应磁极极性相同，产生斥力，从而使得轴5无机械摩擦、无需润滑的悬浮；水通过进油孔11流入进液腔18，经过径向通孔23流入矩形槽25，产生静压力；电磁力及静压力相互作用，使得轴5在液体静压力作用下悬浮支承。

工作时，水从矩形槽25流入回液圆孔22，而后单向流经并冷却单极磁极组24及线圈14，流入回液槽20，从总回液口19流出。