[发明专利]一种立式安装电机用机械永磁混合轴承系统

说明书

本发明公开了一种立式安装电机用机械永磁混合轴承系统，属于电机轴承领域，其中，永磁轴承部分包括永磁环、外铁磁环、内铁磁环、上端盖和铁磁环固定单元。机械轴承部分包括上机械轴承、下机械轴承和轴承固定单元；上机械轴承用于限制电机转子的轴向位移，使外铁磁环、内铁磁环与电机转子之间的气隙保持不变；下机械轴承允许电机转子在轴向产生形变和位移。如此，本发明能够有效提升轴承系统的使用寿命，且工艺制造简单、成本低，适用于所有立式安装电机系统。

技术领域

本发明属于轴承领域，更具体地，涉及一种立式安装电机用机械永磁混合轴承系统。

背景技术

在立式安装的电机装置中，电机转子通常通过转轴连接机械轴承。因此，下机械轴承往往需要承担电机转子的重力。机械轴承承担的载荷越大，其摩擦损耗和振动越大。在电机装置中，可以采用电磁轴承的方式，实现电机转子的悬浮，以消除电机转子的摩擦损耗，但是传统电磁轴承会造成控制系统复杂，加工难度增加，系统成本高。此外，传统电磁轴承增加了转轴轴向长度，电机转子的临界转速变低，并且电机系统紧凑性欠佳。

因此，针对立式安装电机装置现有的技术中存在的问题，亟需提供一种工艺简单、可靠性高、成本低且集成度高的轴承技术。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种立式安装电机用机械永磁混合轴承系统，以实现轴承工艺简单、可靠性高、成本低且集成度高的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种机械永磁混合轴承系统，包括永磁轴承部分和机械轴承部分，其中：

所述永磁轴承部分包括永磁环、外铁磁环、内铁磁环、上端和铁磁环固定单元；所述永磁环、外铁磁环和内铁磁环通过所述铁磁环固定单元装配在上端盖上，所述上端盖为非铁磁材料；

所述永磁环为轴向充磁；所述外铁磁环存在一个端面与电机转子上表面形成气隙，且存在另一个端面与所述永磁环的上表面接触；所述内铁磁环的上表面与所述永磁环的下表面接触，所述内铁磁环的下表面与所述电机转子上表面形成气隙；电机转子受到的轴向吸力大于电机转子的重力；

所述机械轴承部分包括上机械轴承、下机械轴承和轴承固定单元；所述上机械轴承和下机械轴承用于连接上端盖、电机转子的转轴和下端盖；所述轴承固定单元用于固定所述上机械轴承和下机械轴承的外环；

所述上机械轴承用于限制电机转子的轴向位移，使所述外铁磁环、内铁磁环与电机转子之间的气隙保持不变；所述下机械轴承允许电机转子在轴向产生形变和位移。

进一步地，所述外铁磁环截面为“C”型，所述内铁磁环截面为“T”型。

进一步地，所述铁磁环固定单元包括外固定环和内固定环，均为非铁磁材料，所述外固定环和内固定环分别设置在所述内铁磁环两侧，且均设有卡槽，使得所述内铁磁环上端凸出部分能够卡入所述卡槽中，从而固定所述内铁磁环。

进一步地，所述永磁环、外铁磁环、内铁磁环、外固定环，内固定环、上端盖与电机转子同心。

进一步地，所述外铁磁环、外固定环、内固定环在圆周方向均匀打孔，并通过螺杆固定在上端盖上。

进一步地，所述轴承固定单元包括上轴承固定环和下轴承固定环，所述上轴承固定环和下轴承固定环为非铁磁材料，截面为“L”型；所述上轴承固定环通过螺杆将所述上机械轴的外环固定在上端盖上，所述下轴承固定环通过螺杆将所述下机械轴承的外环固定在下端盖上。

进一步地，所述永磁环由多个扇环形块状永磁体拼接而成。

进一步地，所述上机械轴承为深沟球轴承，所述下机械轴承为圆柱滚子轴承。

本发明另一方面，还提供了一种立式安装电机，包括转子部分、定子部分和上述的机械永磁混合轴承系统，其中：