[发明专利]一种自动消除和恢复保护间隙的径向保护轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种径向保护轴承装置，更具体地说，涉及一种自动消除和恢复保护间隙的径向保护轴承装置。

背景技术

在磁悬浮轴承系统中，为了确保系统的安全性和可靠性，一般需要一套保护轴承(也称保持轴承、备用轴承、辅助轴承或应急轴承)，其中之一就是只承受径向载荷的径向保护轴承，主要目的是当磁悬浮轴承系统失效时在径向临时支撑高速旋转的转子，避免转子与电磁轴承的直接接触，达到保护磁悬浮轴承和转子的目的。

磁悬浮轴承的转速一般都很高，而转子组件与滚动轴承内圈之间有较大的径向间隙，转子组件在跌落到保护轴承上时会产生很大的冲击。传统的径向保护轴承设计一般是将滚动轴承的外圈装配在轴承座中，滚动轴承的内圈与转子组件径向之间设置磁悬浮轴承正常工作所需的0.2mm间隙，这种设计使得保护轴承工作时存在很大的冲击与振动，同时转子组件跌落后也无法消除保护轴承与转子组件之间的间隙，抵抗冲击和振动的能力差，容易导致保护轴承损坏，进而致使磁悬浮轴承系统损坏的严重事故。故传统保护轴承也一直是制约着磁悬浮轴承系统应用和发展的主要因素。

目前常用的方法有：1)通过在转子组件周向布满滚动轴承，在转子组件跌落后，通过周边滚动轴承的运动以消除间隙，但是其结构非常复杂，同时只支持转子组件沿着一个方向转动时的跌落，并且由于转子直径远大于周边滚动轴承的直径，致使跌落后周向滚动轴承的转速远大于其自身的极限转速，没有从根本上解决问题；2)通过弹性阻尼器来吸收由于转子组件和滚动轴承内圈之间的径向间隙而产生的冲击能量，结构非常复杂，同样没有从根本上解决冲击问题；3)通过滚动轴承的摩擦力矩带动连杆机构来消除滚动轴承外圈与支撑座之间间隙，但是滚动轴承的摩擦力矩往往较小不足以驱动连杆机构快速消除保护间隙，且很难选择合适的弹簧来及时恢复保护间隙；4)其他保护轴承存在的问题主要是无法在转子跌落后消除其与转子组件之间的间隙，并且抵抗冲击和振动的能力差，因此常常会发生由于保护轴承损毁而损坏磁悬浮轴承系统的严重事故。

如中国专利申请号201110428673.3，申请公告日为2012年7月4日，发明创造名称为：自动消除滚动轴承外圈径向间隙的径向保护轴承装置，该申请案涉及一种自动消除滚动轴承外圈径向间隙的径向保护轴承装置，包括安装座、支撑座、滚动轴承以及转子组件；滚动轴承与转子组件过盈配合连接，支撑座与转子组件同心设置，且支撑座的内圆与滚动轴承外圈存在适宜的径向间隙；支撑座包括2个以上周向均布的支撑座分体，各支撑座分体均通过第一定位销与安装座定位设置、同时采用第二定位销通过环形连接件连接成一体；至少有一个支撑座分体配置支撑座调节装置，该支撑座调节装置包括两组用于维持支撑座分体与转子组件同心度的弹性连接件。因此，该申请案在转子组件跌落后可自动消除滚动轴承外圈与支撑座之间的径向间隙，从而消除了对滚动轴承的冲击和振动，提高了径向保护轴承的可靠性和安全性；但是该申请案结构设计复杂，且实施时不易消除转子组件对滚动轴承的冲击和振动。

又如中国专利申请号201110078349.3，申请公告日为2011年8月10日，发明创造名称为：一种径向保护轴承，该申请案涉及一种径向保护轴承，属于磁悬浮轴承系统领域。该径向保护轴承，包括螺钉、端盖、滚动轴承、开缝护套、转子组件、机座。该径向保护轴承，可承受径向载荷，通过开缝护套在离心力作用下，开缝段沿着径向变形来减小转子组件与滚动轴承内圈之间的径向间隙，同时形成悬臂梁结构，在降低冲击产生的能量同时大大简化了径向保护轴承的结构，提高了保护轴承的寿命；但是该申请案为了使滚动轴承所承受的冲击最小化，仍需要进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中磁悬浮轴承系统失效后转子组件跌落后对保护轴承产生很大的冲击与振动的不足，提供了一种自动消除和恢复保护间隙的径向保护轴承装置，采用本发明的技术方案，结构设计简单，安装方便，在磁悬浮轴承系统失效后，通过控制电磁铁消除保护间隙，从而降低转子组件跌落后对滚动轴承的冲击和振动，提高保护轴承的可靠性和安全性，在磁悬浮轴承系统恢复正常后，控制电磁铁恢复保护间隙，能够确保磁悬浮轴承系统在不停机的情形下重新正常工作，以满足高速磁悬浮轴承系统在不同应用场合的需要。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：