一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承

摘要

本发明公开了一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承。该轴承下部固定有一对双环永磁轴承，与端部加工有隔磁槽的转子相配合，仅用于承担转子轴向负载和为转子提供一定的径向支承刚度；轴承上部通过安装在转子上的内径向永磁轴承与安装在油膜轴颈上的外径向永磁轴承相配合，依靠永磁轴承间的磁力带动油膜轴颈运动，产生挤压油膜阻尼力，为系统提供阻尼；油膜轴颈通过3组球铰连接的挂杆悬挂于轴承的上挂板上，确保了油膜轴颈做平动运动，同时，由于铰链间不承受转子的轴向负载，极大的减轻了存在于球面副间的摩擦阻力，解决了传统悬吊式阻尼器由于轴向承载大运动不灵活的问题，可以获得好的阻尼减振效果和支承功能。

权利要求

1.一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，其特征在于，该轴承包括摆式油膜阻尼器与永磁轴承两部分，其中摆式油膜阻尼器包括转子(1)、安装于转子(1)上的上轴(2)、阻尼器外壳(3)、油室(4)、安装于油室(4)内的油膜环(5)、悬挂于油室(4)内的油膜轴颈(6)、安装于油膜轴颈(6)内的外径向永磁轴承(7)、悬挂油膜轴颈(6)的挂杆(8)、安装于油膜轴颈(6)和上挂板(11)的球铰组件(9)、悬挂挂杆(8)的上挂板(11)、阻尼器上盖板(10)、安装于上盖板的碰摩保护器(12)、安装于上轴(2)外的内径向永磁轴承(13)、安装于阻尼器外壳(3)底部的双环永磁轴承；双环永磁轴承(14)包括导磁环(144)、位于导磁环(144)下部的内永磁环(145)、外永磁环(146)。

2.根据权利要求1所述的一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，其特征在于摆式油膜阻尼器与永磁轴承为并联式结构，其中，摆式油膜阻尼器中，安装于上轴(2)的内径向永磁轴承(13)与安装于油膜轴颈(6)的外径向永磁轴承(7)构成一对斥力型径向永磁轴承，为油膜轴颈的运动提供激励力。

说明书

一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，属于机械设计领域。

背景技术

[0002] 对于低功耗的立式转子系统，为了降低系统功耗，转子上部通常采用非接触式的永磁支承结构。对于此类转子，转子通常工作于一阶临界转速之上，为了确保转子平稳通过临界转速，消除可能出现的低频进动现象，轴承上部常设置有悬吊式的油膜阻尼器。传统上永磁轴承安装于油膜轴颈内，通过用球铰连接的挂杆悬挂起来，形成摆动结构，而摆动力由永磁轴承提供，但此类结构的永磁轴承同时还承受来自转子的轴向负载，结果造成当轴向负载大时，铰链间的摩擦阻力比较大，致使该阻尼器将无法正常工作。为此，需要发明一种摩擦阻力小，运动灵活的带摆式油膜阻尼器的新型永磁轴承。

发明内容

[0003] 技术问题：针对上述问题，本发明提供了一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，关键问题是如何有效降低球铰副摩擦阻力，并提供良好支承性能，解决了传统永磁轴承悬吊式阻尼器运动不灵活的问题。

[0004] 技术方案：本发明是一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，该轴承包括摆式油膜阻尼器与永磁轴承两部分，其中摆式油膜阻尼器包括转子、安装于转子上的上轴、阻尼器外壳、油室、安装于油室内的油膜环、悬挂于油室内的油膜轴颈、安装于油膜轴颈内的外径向永磁轴承、悬挂油膜轴颈的挂杆、安装于油膜轴颈和上挂板的球铰组件、悬挂挂杆的上挂板、阻尼器上盖板、安装于上盖板的碰摩保护器、安装于上轴外的内径向永磁轴承、安装于阻尼器外壳；永磁轴承包括导磁环、位于导磁环下部的内永磁环、外永磁环。

[0005] 摆式油膜阻尼器与永磁轴承为并联式结构，其中，摆式油膜阻尼器中，安装于上轴的内径向永磁轴承与安装于油膜轴颈的外径向永磁轴承构成一对斥力型径向永磁轴承，为油膜轴颈的运动提供激励力。

[0006] 所述双环永磁轴承组件与端部加工有一定尺寸的环形槽的可导磁的转子配合使用，可使双环永磁轴承组件既可以承担一定的转子重量，又可以提供一定的径向支承力。

[0007] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0008] 本发明采用2组永磁轴承，一组用于承担转子负载和支承，一组用于摆式阻尼器，可使悬吊杆的铰链间不再承受转子的轴向负载，极大的减轻了作用于球副的摩擦阻力，解决了阻尼器各构件的灵活运动，确保了阻尼器的正常工作，可应用于永磁轴承承受较大载荷的场合。

附图说明

[0009] 图1为本发明一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承的结构示意图。

[0010] 图中有：转子1、上轴2、轴承外壳3、油室4、油膜环5、油膜轴颈6、外径向永磁轴承7、挂杆8、球铰组件9、球窝901、球体902、上挂板11、碰摩保护器12、内径向永磁轴承13、双环永磁轴承14、导磁环144、内永磁环145、外永磁环146。

具体实施方式

[0011] 本发明的一种带摆式油膜阻尼器的永磁轴承，包括转子、安装于转子上的上轴，轴承外壳、安装于轴承外壳中的油室、安装于油室内的油膜环、悬挂于油室内的油膜轴颈、安装于油膜轴颈内的外径向永磁轴承、悬挂油膜轴颈的挂杆、安装于油膜轴颈和上挂板的球铰组件、悬挂挂杆的上挂板、阻尼器上盖板、安装于上盖板的碰摩保护器、安装于上轴的内径向永磁轴承、安装于阻尼器外壳底部的双环永磁轴承。

[0012] 本发明中轴承外壳内底部固定安装有双环永磁轴承组件，需与端部加工有一定尺寸的环形槽的可导磁的转子配合使用，可使双环永磁轴承组件既可以承担一定的转子重量，又可以提供一定的径向支承力。

[0013] 本发明中安装于上轴的内径向永磁轴承与安装于油膜轴颈内的外径向永磁轴承构成一对斥力型径向永磁轴承，为油膜轴颈的运动提供磁力；同时，油膜轴颈采用3组相同挂杆，通过球铰悬挂于上挂板上，从而确保油膜轴颈仅做平动，挤压充注于油膜轴颈与油膜环间的油膜，产生油膜阻尼力；由于内外径向磁轴承仅产生径向磁力，铰链间几乎无轴向负载，从而减小了铰链的摩擦阻力，确保了阻尼器运动灵活，正常工作。

[0014] 轴承外壳3固定于机器箱体上，在阻尼器外壳3的底部安装有双环永磁轴承组件14，与端部加工有环形槽的转子1配合使用，用于承担部分转子重量和提供一定的径向支承力；油室4固定于阻尼器外壳3的内底部，油膜环5安装于油室4内，与油膜轴颈6有一定间隙，内部充注有一定粘度的润滑油，从而为系统提供油膜阻尼力，油膜轴颈6通过3组尺寸相同的挂杆8悬挂于上挂板11上，其间采用球铰组件9连接，从而确保油膜轴颈可以做微幅平动摆动；在油膜轴颈6内部安装有外径向永磁轴承7，与安装于上轴的内径向永磁轴承13组合使用，构成一对径向斥力型永磁轴承，为油膜轴颈提供磁力，由于几乎不存在轴向磁力，所以铰链间的负载很小，摩擦阻力小，可使阻尼器运动灵活，正常工作；双环永磁轴承14与径向磁轴承间有一定距离，从而确保了它们的磁场几乎无相互影响。

[0015] 本发明中，为了减少其它零部件对磁路的影响和便于阻尼器各零部件的安装，阻尼器中，除导磁环144和转子1外，其余零部件应采用非导磁材料制作。