[发明专利]一种高速电动机驱动的空气制冷机用轴承及该空气制冷机

权利要求书

1.一种高速电动机驱动的空气制冷机用轴承，其特征在于：它包括两个弹性支承的永磁与空气动压混合径向轴承(12a、12b)、一个永磁与空气动静压混合推力轴承组(14)和两个永磁悬浮卸载转子重量并自适应空气制冷机姿态变化的永磁径向卸荷随动辅助轴承(11a、11b)，其中，两个径向轴承(12、12b)安装在壳体(13)的左右两端轴承座(2、8)的中心位置与壳体(13)之间的转子轴(7)上；一个推力轴承组(14)和一个随动辅助轴承(11b)一同安装在涡轮机(17)的隔热盖(15)的中心位置与壳体(13)之间的转子轴(7)上，隔热盖(15)与左轴承座(2)联接；另一个随动辅助轴承(11a)安装在右轴承座(8)外侧的中心位置与壳体(13)之间的转子轴(7)上，置于右轴承座(8)与压气机(9)之间。

2.根据权利要求1所述的弹性支承的永磁与空气动压混合径向轴承(12a、12b)，其特征在于：

转环套(19)采用高比强度的合金材料，圆周上均匀地分布8～10个扇形槽道，每个扇形槽道之间留有一定的宽度，将外形尺寸与扇形槽道相同、径向磁化的钕铁硼内磁块(20)涂抹粘接剂后嵌入扇形槽道中，转环套(19)两端用高比强度的合金环片(21)封焊牢固，构成径向轴承(12a、12b)的转环(18)；

定环(22)由四层材料组合而成：外环(23)采用弹簧钢，外圆周上按六等分布置5条U形槽，一条开通槽，形成可适度弹性变形的外环(23)；外环(23)的内表面衬有一层氟橡胶(24)作为弹性支承，两者融为一体，氟橡胶(24)硬度为空气润滑膜刚度的一半左右，内腔圆周上均布有6～8个按悬臂型径向箔轴承设计的用以嵌入扇形外磁块(25)的槽道，每槽道之间留有一定的宽度；弹性支承的内腔槽道上嵌有涂抹粘接剂、径向磁化的钕铁硼扇形外磁块(25)，磁化方向与转环(18)上的内磁块(20)相反，并在每块外磁块(25)的内圆周表面上粘贴一层很薄的无磁性、高弹性、耐磨平箔合金(26)；

转环(18)置于定环(22)内后，因内外磁块间的相互排斥力，构成弹性支承的永磁与空气动压混合径向轴承(12a、12b)。

3.根据权利要求1所述的永磁与空气动静压混合推力轴承组(14)，其特征在于：

一对轴向磁化的定磁环(28a、28b)中间夹置一个轴向磁化、与定磁环(28a、28b)等直径的转磁环组件(33)，位于同一轴线上，相互之间具有气隙并安置成转磁环组件(33)对定磁环(28a、28b)形成排斥力，构成永磁推力轴承(32)；

转磁环组件(33)包括一个高比强度的合金转套(29)、数个轴向磁化的钕铁硼磁棒(30)和两个高比强度的合金环盖(31)，转套(29)的圆周上均匀地分布有数个圆孔，将钕铁硼磁棒(30)按照磁力线方向相同、涂抹粘接剂后分别嵌入转套(29)上的圆周孔中，两端用环盖(31)封焊牢固；

定磁环(28b)的右端面中心位置安装由数块人字型螺旋槽平面转盘(34)与固定盘(35)相迭而成的空气动压推力轴承(36)，空气动压推力轴承(36)的固定盘(35)端面圆周上开有连通外界的数个小孔(37)，正对人字型螺旋槽平面转盘(34)中部的平面环带上，由涡轮机进气口引入的随电机转速升高而进气压力升高的压缩气体，通过固定盘(35)端面圆周上的小孔(37)使空气动压推力轴承(36)附加产生一部分静压推力，形成空气动静压共同作用；

永磁推力轴承(32)使空气动压推力轴承(36)的数块平面盘之间不产生接触摩擦而共同承受轴向力，两者构成永磁与空气动静压混合推力轴承组(14)。