[发明专利]一种串联排列的电磁-弹性箔片混合轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承，具体涉及一种串联排列的电磁-弹性箔片混合 轴承。

背景技术

电磁轴承是利用磁力将转子悬浮，使转子与定子之间实现无机械摩擦 支撑的一种高性能轴承。目前最常见的为主动磁轴承(Active Magnetic Bearing，简称AMB)。主动磁轴承无需润滑与密封，完全消除了磨损，同时 具备可控性，可以对转子位置进行主动控制，并且轴承刚度和阻尼可调， 动态性能很好；但由于材料的磁饱和和发热等原因，无法进一步提高电磁 轴承承载力，而且随着转速的提高，系统的时滞现象比较严重，容易导致 失稳。

弹性箔片轴承是一种采用气体作为润滑介质的流体膜润滑轴承，在轴 承和转子之间形成气膜，用气压支撑转子实现无摩擦高速运转。箔片轴承 具有良好的自适应性，可以在高温高速和污染条件下长期运行，不需要供 油或控制系统等辅助装置，结构简单。但箔片轴承在启动和停止的低速条 件下承载力低，无法完全将转子浮起，造成轴颈和顶层箔片摩擦，磨损较 大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种体积紧凑、 阻尼特性好、成本低的串联排列的电磁-弹性箔片气体混合轴承，具有功耗 低，承载力大、精度高、稳定性好的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种串联排列的电磁- 弹性箔片混合轴承，包括有轴承座17，轴承座17内设有电磁轴承1，电磁 轴承1内壁上有磁极6，磁极6上设有线圈7，电磁轴承1在轴向上有压紧 磁极6的左端盖2和右端盖3，在左端盖2和右端盖3与转子轴颈4之间嵌 套两个弹性箔片轴承5。

所述的弹性箔片轴承5由顶层箔片13和底层箔片14组成，左端盖2 和右端盖3同时充当弹性箔片轴承5的轴承座，左端盖2和右端盖3沿着 圆周方向设置有槽12，槽12内安装有顶层弹性箔片13和底层弹性箔片14。

所述的左端盖2的笼状凸出结构8穿过电磁轴承1的磁极6的空隙与 右端盖3通过螺钉9相连，左端盖2的笼状凸出结构8的凸台10和右端盖 3的对应位置凹槽11相互配合。

所述的弹性箔片轴承5和电磁轴承的磁极6是串联结构。

所述的左端盖2和右端盖3内圆所形成的箔片轴承座直径与电磁轴承 1的内直径相同。

所述的顶层弹性箔片13为1片且无预紧力，所述的底层弹性箔片14 为n(n＝3，4，5)片，顶层弹性箔片13和底层弹性箔片14通过销15在圆 周方向固定，在轴向由端部挡圈16和槽12固定。

所述的槽12的径向偏角为37.5度。

由于本发明是将左端盖2、右端盖3内嵌套的箔片轴承5和电磁轴承 1串联起来的电磁-弹性箔片混合轴承，其具有以下优点：

一、动态刚度和承载力大：电磁轴承磁极和转子轴颈间的空隙极小， 而承载力与空隙的平方成反比，采用把箔片轴承嵌套在电磁轴承磁极和转 子轴颈的气隙内，必然要增大电磁轴承磁极与转子轴颈间的空隙，降低电 磁轴承承载力，本发明用电磁轴承和箔片轴承串联工作，减小了电磁轴承 和转子轴颈的间隙，大幅提高了总的刚度和承载力。

二、阻尼和稳定性高：箔片轴承阻尼特性较好，在转子高速运转的时 候能够有效的抑制转子震动和减小振幅，电磁轴承只需要简单的控制就可 以使转子稳定的运转，简化了电磁轴承控制系统。

三、结构简化，便于加工：本发明采用串联式结构，充分利用了电磁 轴承线圈在轴向上的宽度，将两个箔片轴承与电磁轴承磁极串联式排列， 减小了轴承总体积，同时降低了对电磁轴承磁极内圆的加工精度，缩短了 转子跨距。

本发明的优点在于结构简单，占据空间小，充分利用了电磁轴承线圈7 在轴向方向的宽度，巧妙的安排两个弹性箔片轴承5分别在左端盖2和右 端盖3的内圆内，在不增加电磁轴承磁极6和转子轴颈4间气隙以及轴承 在轴向的总长度情况下完成了电磁-弹性箔片混合轴承的布置，充分发挥了 电磁轴承和弹性箔片轴承各自的优点，动态刚度和承载力大，阻尼和稳定 性高，结构简化，便于加工。

附图说明

图1为本发明的整体结构视图，其中(a)为主视图；(b)为剖视图。

图2为本发明的左端盖2的结构视图，其中(a)为主视图；(b)为剖 视图。

图3为本发明的右端盖3的二维视图，其中(a)为主视图；(b)为剖 视图。