[发明专利]圆锥滚子式同时消除滚动轴承外圈径轴向间隙的保护装置

说明书

本发明涉及磁悬浮轴承系统技术领域，尤其是一种圆锥滚子式同时消除滚动轴承外圈径轴向间隙的保护装置。包括转子、压盖、螺钉、底座、滚动轴承、圆锥滚子、斜面套筒、环形连接件、弹性连接件、楔形圆板和定位圆筒。滚动轴承直接以过盈配合的方式安装于转子端部；定位圆筒置于两块楔形圆板的轴向中间，并与楔形圆板一致安装于底座上；圆锥滚子的锥度与斜面套筒的斜面锥度相同，滚子轴外圆表面与楔形圆板内圆弧段表面接触；压盖轴向压紧楔形圆板和定位圆筒。本发明能够滚动轴承外圈与底座之间的径向和轴向间隙，消除高速转子跌落后对滚动轴承的振动和冲击，提高向心推力保护轴承的可靠性和安全性，以满足高速磁悬浮轴承系统发展的需要。

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承系统技术领域，尤其是一种圆锥滚子式同时消除滚动轴承外圈径轴向间隙的保护装置。

背景技术

在磁悬浮轴承系统中，一般需要一套保护轴承（也称辅助轴承、备用轴承、保持轴承或应急轴承）在系统断电、过载、控制系统失效或者故障等突发情况下作为临时支承。传统的保护轴承设计一般是将滚动轴承装配在底座中，滚动轴承的内圈与转子之间设置的磁悬浮轴承正常工作所需的径向/轴向间隙一般为转子与径向/轴向磁悬浮轴承径向间隙的一半。因此，保护轴承工作时受到很大的冲击和振动，同时由于转子跌落后无法消除保护轴承与转子之间的间隙，保护轴承抵抗冲击和振动的能力较差，容易导致其损坏，以致引发磁悬浮轴承系统损坏的严重事故。因此，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。

由于磁悬浮轴承系统的转速一般都很高，而转子与保护轴承之间存在较大的径向间隙，致使转子在跌落到保护轴承上时会产生很大的冲击与振动。目前有一种方法是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，只能消除径向间隙，不能消除轴向间隙，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。

目前暂无专用于自动完全消除滚动轴承外圈间隙的向心推力保护轴承装置。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种圆锥滚子式同时消除滚动轴承外圈径轴向间隙的保护装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆锥滚子式同时消除滚动轴承外圈径轴向间隙的保护装置，包括转子、径向保护轴承、压盖、螺钉、底座，所述转子外围安装径向保护轴承，压盖通过螺钉与底座固定连接，轴向压紧径向保护轴承，底座与外部的机座固定连接；

所述径向保护轴承包括滚动轴承、圆锥滚子、斜面套筒、环形连接件、导槽、弹性连接件、楔形圆板、圆弧段以及定位圆筒；

所述环形连接件，环形连接件中沿着周向均匀设置有与圆锥滚子数目对应的导槽；

所述弹性连接件，设置于环形连接件中每个导槽与圆锥滚子轴之间，可允许圆锥滚子的径向位移；

所述楔形圆板，为左右两块，轴向置于环形连接件的外侧，楔形圆板内周向表面设置为与圆锥滚子数目对应的重复圆弧段H1，每一圆弧段与装置中心的径向距离L2由中间向两端逐渐减小；

所述滚动轴承，滚动轴承直接以过盈配合的方式安装于转子端部；

所述定位圆筒，置于两块楔形圆板的轴向中间位置，并与楔形圆板一致安装于底座上，定位圆筒的宽度略大于环形连接件的宽度；

所述圆锥滚子，圆锥滚子的锥度与斜面套筒的斜面锥度相同，但与斜面套筒的斜面方向反向放置，圆锥滚子沿轴向与斜面套筒外表面存在的均匀大小的间隙L1；另外，圆锥滚子包括2个以上的圆锥滚子分体，各圆锥滚子分体通过两端设置的滚子轴分布于环形连接件中设置的导槽内；同时，滚子轴外圆表面与楔形圆板内圆弧段表面接触。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述压盖轴向压紧楔形圆板和定位圆筒。