[实用新型]一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构

说明书

本实用新型公开了一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构，包含保护环、滚动轴承和滚动轴承座；滚动轴承的外圈和滚动轴承座固连，滚动轴承座和磁悬浮轴承座固连；保护环的内壁和主轴固连，保护环的外壁由两端朝中间分别开有若干槽宽相同且一一对称的螺旋槽；滚动轴承的内圈套在保护环外、和保护环偏心设置，且滚动轴承和保护环顶部的间隙大于滚动轴承和保护环底部的间隙；磁悬浮轴承定子的内圈和其转子外圈的半径之差大于滚动轴承内圈和保护环外圈的半径之差。本实用新型在正常运行时能够产生垂直向上的支承力并且和径向磁悬浮轴承共同支承转子，在径向磁悬浮轴承失效造成转子沿径向跌落瞬间能够有效减轻转子沿径向直接撞击造成的破坏。

技术领域

本实用新型涉及高速旋转机械领域，尤其涉及一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构。

背景技术

压缩机、鼓风机、透平干燥机、大型节能水泵、高效节能热泵、储能飞轮、燃气轮机、离心式中央空调机组等大型高速旋转机械，在国民经济各部门中有着广泛应用，均是相关行业的核心关键设备，也是高耗能设备。

磁悬浮轴承是利用电磁力将转子无机械接触地悬浮起来的一种新型支承。与传统轴承（滚动轴承和油滑动轴承）相比，磁悬浮轴承与转子无机械接触，使用寿命长，维护费用低，无需润滑和密封，可长期用于高低温等特殊环境中，被认为是支承技术的一次革命，是目前唯一投入实用的主动支承装置。但是，磁悬浮轴承的一个明显缺点是比承载力较小。换言之，在同样承载力下，磁悬浮轴承的体积和重量较大，造成转子重量和尺寸增加、系统动态性能下降。

当磁悬浮轴承失效时，转子跌落会对磁悬浮轴承和转子造成严重损坏。因此，在磁悬浮轴承转子系统中，通常还应设置滚动轴承作为保护轴承（注：滚动轴承与转子之间存在气隙，但该气隙小于磁悬浮轴承与转子之间的气隙），以承担保护功能，避免转子与磁悬浮轴承的碰撞。但是在系统正常运行时，这种保护轴承不起任何作用。

气体轴承是利用气膜支承负荷或减小摩擦的机械构件。与传统轴承（滚动轴承和油滑动轴承）相比，气体轴承具有速度高、精密度高、摩擦损耗小、耐高低温及原子辐射、无污染、寿命长等特点。气体轴承分为动压气体轴承和静压气体轴承。动压气体轴承不需要外加气源，只在流体动力作用下产生支承效应，具有结构简单的优点，但在启动和停止阶段，与转子存在直接接触摩擦。

螺旋槽或人字槽（以下统称螺旋槽）动压气体轴承是利用螺旋槽结构，通过螺旋泵送作用，产生支承效应的轴承。螺旋槽动压气体轴承以其承载力大（特别在高速下）、功耗低、高速稳定性好等特点，远优越于其他类型的动压气体轴承，实用中列居榜首。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种配合磁悬浮轴承使用的径向保护环结构，所述磁悬浮轴承包含磁悬浮轴承座、和磁悬浮轴承座固连的定子、缠绕在定子上的线圈、以及用于固定在主轴上的转子；所述径向保护环结构包含保护环、滚动轴承和滚动轴承座；

所述滚动轴承的外圈和所述滚动轴承座固连，所述滚动轴承座和所述磁悬浮轴承座固连；

所述保护环的内壁和主轴固连，保护环的外壁由两端朝中间分别开有若干槽宽相同且一一对称的螺旋槽；

所述滚动轴承的内圈套在所述保护环外、和所述保护环偏心设置，且滚动轴承内圈顶部和保护环外壁顶部的距离大于滚动轴承内圈底部和保护环外壁底部的距离；

令磁悬浮轴承定子的内圈半径和其转子外圈的半径之差为D，则滚动轴承内圈的半径和保护环外圈的半径之差小于D；

所述保护环外壁和滚动轴承内圈之间在主轴高速旋转时产生径向动压气膜。