一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置

本发明属于机械工程润滑，具体涉及一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置。

背景技术：

1、磁性液体是一种新型的具有超顺磁性的纳米智能材料，被表面活性剂包覆的磁性纳米颗粒均匀分散在载体液中，由于其独特的流变性和可控优势，被应用于密封、润滑和散热等领域。磁性液体可以通过在固定的磁场中提供定向润滑来防止润滑剂的流失。同时，通过调节磁场强度，磁流体的粘度也会发生变化，可以调节高温等环境因素造成的粘度变化，实现主动润滑。

2、在航天高精度光学伺服机构中，为提高伺服精度通常把深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢等问题，严重影响航天高精度光学测量结果。因此，如何开发一种转动扭矩小、运行精度高的纳米薄膜润滑装置成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决深沟球轴承存在的将深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢，使轴承运行寿命大幅降低甚至失效的技术问题，提供一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，包括转轴、端盖、壳体和弹性挡圈，其还包括第一永磁体、第二永磁体、若干滚针、外圈、内圈、保持架、外圈压盖和内圈压盖，所述第一永磁体装在外圈外周面设置的第一安装腔上，所述外圈压盖装在外圈设置第一安装腔敞口的一端并将第一永磁体固定在第一安装腔中，所述第二永磁体装在内圈内周面设置的第二安装腔上，所述内圈压盖装在内圈设置第二安装腔敞口的一端并将第二永磁体固定在第二安装腔中，所述外圈和外圈压盖对应设在内圈和内圈压盖上且外圈内周面与内圈外周面之间形成滚针安装腔，所述若干滚针均匀装在保持架的滚针孔内，所述保持架及滚针装在滚针安装腔中，所述内圈、第二永磁体和内圈压盖套装在转轴上并用弹性挡圈轴向固定，所述外圈、第一永磁体和外圈压盖设在壳体设置的内腔中，并通过端盖和螺栓固定在内腔中。

4、进一步地，所述外圈外周面和所述内圈内周面分别设有圆柱环形的第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔和第二安装腔均在轴向方向上一端敞开。

5、进一步地，所述第一永磁体与第二永磁体为圆柱环形永磁体，其充磁方向相同，且均沿径向充磁。

6、进一步地，所述滚针为厚壁圆筒结构，采用永磁材料制成，其与所述第一永磁体和所述第二永磁体充磁方向相同，且均沿径向充磁。

7、进一步地，所述保持架和所述外圈及内圈都不发生接触和碰撞，所述保持架和滚针的碰撞修正滚针运动，同时将滚针分隔在一定的等间距位置。

8、进一步地，还包括磁性液体，所述磁性液体装在滚针安装腔中且分别吸附到所述外圈与内圈左侧形成的密封间隙中和所述外圈压盖和内圈压盖形成的密封间隙中，起到密封作用。

9、本发明的有益效果是：

10、本发明采用的技术方案，将圆柱环形永磁体分别安装到外圈、内圈所设的安装腔内，结合永磁材料制成的厚壁圆筒滚针形成磁场回路。在磁场的作用下，磁性液体牢固地吸附在滚针与内圈和外圈的游隙处，有效提高了轴承润滑能力。同时，永磁体的磁路在内圈、外圈和外圈压盖、内圈压盖之间连通，形成封闭的循环磁场，使磁性液体吸附在内、外圈和外圈压盖、内圈压盖之间所成的间隙处，从而实现润滑装置的自密封效果。解决了深沟球轴承存在的将深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢，使轴承运行寿命大幅降低甚至失效的技术问题。因此，与背景技术相比，本发明在微小径向游隙下可显著提高轴承润滑能力，减小摩擦扭矩，同时实现了轴承的自密封效果，具有润滑性能好、摩擦扭矩小和运转精度高等优点。

技术特征：

1.一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，包括转轴(1)、端盖(3)、壳体(9)和弹性挡圈(15)，其特征在于：还包括第一永磁体(4-1)、第二永磁体(4-2)、若干滚针(6)、外圈(7)、内圈(8)、保持架(10)、外圈压盖(11)和内圈压盖(12)，所述第一永磁体(4-1)装在外圈(7)外周面设置的第一安装腔(13-1)上，所述外圈压盖(11)装在外圈(7)设置第一安装腔(13-1)敞口的一端并将第一永磁体(4-1)固定在第一安装腔(13-1)中，所述第二永磁体(4-2)装在内圈(8)内周面设置的第二安装腔(13-2)上，所述内圈压盖(12)装在内圈(8)设置第二安装腔(13-2)敞口的一端并将第二永磁体(4-2)固定在第二安装腔(13-2)中，所述外圈(7)和外圈压盖(11)对应设在内圈(8)和内圈压盖(12)上且外圈(7)内周面与内圈(8)外周面之间形成滚针安装腔，所述若干滚针(6)均匀装在保持架(10)的滚针孔内，所述保持架(10)及滚针(6)装在滚针安装腔中，所述内圈(8)、第二永磁体(4-2)和内圈压盖(12)套装在转轴(1)上并用弹性挡圈(15)轴向固定，所述外圈(7)、第一永磁体(4-1)和外圈压盖(11)设在壳体(9)设置的内腔中，并通过端盖(3)和螺栓(14)固定在内腔中。

2.根据权利要求1所述的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，其特征在于：所述外圈(7)外周面和所述内圈(8)内周面分别设有圆柱环形的第一安装腔(13-1)和第二安装腔(13-2)，所述第一安装腔(13-1)和第二安装腔(13-2)均在轴向方向上一端敞开。

3.根据权利要求1所述的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，其特征在于：所述第一永磁体(4-1)与第二永磁体(4-2)为圆柱环形永磁体，其充磁方向相同，且均沿径向充磁。

4.根据权利要求1所述的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，其特征在于：所述滚针(6)为厚壁圆筒结构，采用永磁材料制成，其与所述第一永磁体(4-1)和所述第二永磁体(4-2)充磁方向相同，且均沿径向充磁。

5.根据权利要求1所述的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，其特征在于：所述保持架(10)和所述外圈(7)及内圈(8)都不发生接触和碰撞，所述保持架(10)和滚针(6)的碰撞修正滚针(6)运动，同时将滚针(6)分隔在一定的等间距位置。

6.根据权利要求1～5所述的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，其特征在于：还包括磁性液体(5)，所述磁性液体(5)装在滚针安装腔中且分别吸附到所述外圈(7)与内圈(8)左侧形成的密封间隙中和所述外圈压盖(11)和内圈压盖(12)形成的密封间隙中，起到密封作用。

技术总结
本发明涉及一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置。主要解决深沟球轴承存在的运行扭矩过大，响应速度减慢，使轴承运行寿命大幅降低甚至失效的技术问题。本发明的技术方案是：该装置包括转轴、端盖、壳体和弹性挡圈，其还包括第一永磁体、第二永磁体、若干滚针、外圈、内圈、保持架、外圈压盖和内圈压盖，所述第一永磁体装在外圈外周面设置的第一安装腔上，所述第二永磁体装在内圈内周面设置的第二安装腔上，所述外圈内周面与内圈外周面之间形成滚针安装腔，所述若干滚针均匀装在保持架的滚针孔内，所述保持架及滚针装在滚针安装腔中，所述内圈、第二永磁体和内圈压盖套装在转轴上，所述外圈、第一永磁体和外圈压盖设在壳体设置的内腔中。

技术研发人员：王建梅,李德才,李世聪,王磊,王军
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15