轴向磁悬浮轴承、电机
阅读说明：本技术 轴向磁悬浮轴承、电机 (Axial magnetic suspension bearing and motor ) 是由 邹志堂 龚高 张芳 李欣 邓明星 钟敦颖 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种轴向磁悬浮轴承、电机,其中的轴向磁悬浮轴承,包括两个铁芯组件,两个所述铁芯组件相对平行设置且形成安装间隙,所述安装间隙内设有与转子连接的止推盘,所述铁芯组件中的铁芯朝向所述止推盘的第一端面内设有滚动体,所述滚动体具有凸出于所述第一端面的部分。根据本发明,一方面,通过设于所述铁芯的第一端面上的滚动体能够在轴承悬浮不稳定或者磁悬浮系统断电时将所述止推盘与铁芯之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,有效避免止推盘的损坏,降低成本；另一方面,将转子的轴向保护结构集成于所述轴向磁悬浮轴承上,结构更加简单的同时还能够有利于转子的轴向长度的缩短,减小转子的重量,进而降低电机能耗。(The invention provides an axial magnetic suspension bearing and a motor, wherein the axial magnetic suspension bearing comprises two iron core components, the two iron core components are arranged in parallel relatively and form an installation gap, a thrust disc connected with a rotor is arranged in the installation gap, a rolling body is arranged in a first end face, facing the thrust disc, of an iron core in the iron core components, and the rolling body is provided with a part protruding out of the first end face. According to the invention, on one hand, the sliding friction between the thrust disc and the iron core can be converted into rolling friction by the rolling body arranged on the first end surface of the iron core when the bearing suspension is unstable or the magnetic suspension system is powered off, so that the damage of the thrust disc is effectively avoided, and the cost is reduced; on the other hand, the axial protection structure of the rotor is integrated on the axial magnetic suspension bearing, so that the axial length of the rotor can be shortened while the structure is simpler, the weight of the rotor is reduced, and the energy consumption of the motor is further reduced.)
技术领域
本发明属于磁悬浮轴承制造技术领域，具体涉及一种轴向磁悬浮轴承、电机。
背景技术
磁悬浮轴承利用可控电磁力将转子悬浮在磁场中，与普通轴承相比具有无接触、无润滑、无磨损、使用寿命长、维护费用低、无需润滑和密封等，它可应用于真空技术、净室及无菌车间以及腐蚀性介质或非常纯净介质的运输等特殊环境。
磁悬浮可在高速、高精度下运行，当磁悬浮轴承运行过程中突然断电或失效时，转子高速跌落会对转子及磁悬浮轴承造成严重的损坏，所以，一般在磁悬浮轴承系统中，均会设置保护装置，其分为径向保护和轴向保护，径向保护一般采用滚珠轴承，轴向保护一般采用石墨或者滚珠轴承进行保护。而现有技术中，轴向保护结构采用独立于轴向轴承磁悬浮轴承设置的方式，这样不可避免的增加了转子的长度，这增加了转子的重量，电机的能耗较大。
发明内容
因此，本发明提供一种轴向磁悬浮轴承、电机，能够克服相关技术中轴向保护结构独立于轴向磁悬浮轴承设置导致转子长度较大、增加了转子重量，电机能耗偏高的不足。
为了解决上述问题，本发明提供一种轴向磁悬浮轴承，包括两个铁芯组件，两个所述铁芯组件相对平行设置且形成安装间隙，所述安装间隙内设有与转子连接的止推盘，所述铁芯组件中的铁芯朝向所述止推盘的第一端面内设有滚动体，所述滚动体具有凸出于所述第一端面的部分。
在一些实施方式中，所述第一端面上构造有第一圆环滚道，所述第一圆环滚道内容纳有多个所述滚动体，且所述第一圆环滚道的截面呈优弧。
在一些实施方式中，所述铁芯包括外环体、线圈嵌装环体，所述外环体同轴套装于所述线圈嵌装环体的外圆周侧，且所述外环体与所述第一端面相应的一端侧壁内侧构造有第一内环弧槽，所述线圈嵌装环体与所述第一端面相应的一端侧壁外侧构造有第一外环弧槽，所述第一内环弧槽与所述第一外环弧槽共同形成所述第一圆环滚道。
在一些实施方式中，所述外环体包括至少两个外环子体，至少两个所述外环子体之间能够整圆拼装形成所述外环体。
在一些实施方式中，所述第一端面上还构造有第二圆环滚道，所述第二圆环滚道内容纳有多个所述滚动体，且所述第二圆环滚道的截面呈优弧。
在一些实施方式中，所述铁芯还包括内环体，所述内环体同轴套装于所述线圈嵌装环体的内圆周侧，且所述线圈嵌装环体与所述第一端面相应的一端侧壁内侧构造有第二内环弧槽，所述内环体与所述第一端面相应的一端侧壁外侧构造有第二外环弧槽，所述第二内环弧槽与所述第二外环弧槽共同形成所述第二圆环滚道。
在一些实施方式中，所述内环体包括至少两个内环子体，至少两个所述内环子体之间能够整圆拼装形成所述内环体。
在一些实施方式中，所述内环体的内环壁上构造有第三圆环滚道，所述第三圆环滚道内容纳有多个所述滚动体，且所述第三圆环滚道的截面呈优弧。
在一些实施方式中，所述内环体的内圆周壁上具有朝向其径向内侧延伸的凸环以及与所述凸环的轴向端面拼装的轴向限位环，所述凸环朝向所述轴向限位环一侧构造有第一端面槽，所述轴向限位环朝向所述凸环一侧构造有第二端面槽，所述第一端面槽与所述第二端面槽共同形成所述第三圆环滚道。
在一些实施方式中，所述外环体、线圈嵌装环体以及内环体之间粘接；和/或，所述轴向限位环与所述凸环之间粘接。
本发明还提供一种电机，包括上述的轴向磁悬浮轴承。
本发明提供的一种轴向磁悬浮轴承、电机，一方面，通过设于所述铁芯的第一端面上的滚动体能够在轴承悬浮不稳定或者磁悬浮系统断电时将所述止推盘与铁芯之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，有效避免止推盘的损坏，降低成本；另一方面，将转子的轴向保护结构集成于所述轴向磁悬浮轴承上，结构更加简单的同时还能够有利于转子的轴向长度的缩短，减小转子的重量，进而降低电机能耗。
附图说明
图1为本发明一种实施例的轴向磁悬浮轴承的内部结构示意图(半剖)；
图2为图1的轴向磁悬浮轴承的分解图；
图3为图1中部分部件的半剖图；
图4为图3的分解图。
附图标记表示为：
1、铁芯；11、外环体；12、线圈嵌装环体；13、内环体；131、凸环；132、轴向限位环；2、线圈；3、转子；4、止推盘；5、滚动体；61、第一圆环滚道；62、第二圆环滚道；63、第三圆环滚道；7、外壳。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种轴向磁悬浮轴承，包括两个铁芯组件，两个所述铁芯组件相对平行设置且形成安装间隙，所述安装间隙内设有与转子3连接的止推盘4，所述铁芯组件中的铁芯1朝向所述止推盘4的第一端面内设有滚动体5(具体例如滚珠)，所述滚动体5具有凸出于所述第一端面的部分。该技术方案中，一方面，通过设于所述铁芯1的第一端面上的滚动体5能够在轴承悬浮不稳定或者磁悬浮系统断电时将所述止推盘4与铁芯1之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，有效避免止推盘4的损坏，降低成本；另一方面，将转子3的轴向保护结构集成于所述轴向磁悬浮轴承上，结构更加简单的同时还能够有利于转子3的轴向长度的缩短(无需单独设置轴向保护装置，占用转子长度)，减小转子3的重量，进而降低电机能耗。
在一些实施方式中，所述第一端面上构造有第一圆环滚道61，所述第一圆环滚道61内容纳有多个所述滚动体5，且所述第一圆环滚道61的截面呈优弧，可以理解的，多个所述滚动体5彼此相邻的处于所述第一圆环滚道61内，在其凸出部分与旋转的止推盘4接触时，将能够滚动起来，从而将滑动摩擦转化为滚动摩擦，有效降低接触部件的磨损。呈优弧的所述第一圆环滚道61能够有效防止所述滚动体5从其中脱出，保证所述滚动体5能够可靠地处于所述第一圆环滚道61内。
在一些实施方式中，所述铁芯1为一体化结构，所述第一圆环滚道61构造于其所述第一端面上，此时为了保证所述滚动体5能够顺畅组装于所述第一圆环滚道61内，所述第一圆环滚道61上应构造有相应的滚动体嵌入孔，多个所述滚动体5通过所述滚动体嵌入孔依次被嵌装进入，并在嵌装结束后采用封堵件(例如螺帽)将所述滚动体嵌入孔封堵住即可。
在一些实施方式中，所述铁芯1包括外环体11、线圈嵌装环体12(用于绕设线圈2)，所述外环体11同轴套装于所述线圈嵌装环体12的外圆周侧，且所述外环体11与所述第一端面相应的一端侧壁内侧构造有第一内环弧槽，所述线圈嵌装环体12与所述第一端面相应的一端侧壁外侧构造有第一外环弧槽，所述第一内环弧槽与所述第一外环弧槽共同形成所述第一圆环滚道61，此时所述滚动体5的嵌装方式可以采用前文的滚动体嵌入孔，而作为另一种更优的实现方式，所述外环体11包括至少两个外环子体，至少两个所述外环子体之间能够整圆拼装形成所述外环体11，分体的所述外环体11使所述滚动体5的组装更加方便，仅需要提前将预定数目的所述滚动体5依次摆放到所述第一外环弧槽或者第一内环弧槽内，然后将至少两个所述外环子体组装到所述线圈嵌装环体12的外圆周壁处即可。而可以理解的是，所述轴向磁悬浮轴承具有外壳7，所述外壳7的轴向两端分别具有铁芯安装孔，所述外环体11的至少两个所述外环子体则通过所述铁芯安装孔的孔壁实现可靠组装。
在一些实施方式中，所述第一端面上还构造有第二圆环滚道62，所述第二圆环滚道62内容纳有多个所述滚动体5，且所述第二圆环滚道62的截面呈优弧，所述第二圆环滚道62优选地与所述第一圆环滚道61同轴设置，其与所述第一圆环滚道61共同对所述轴向磁悬浮轴承形成轴向保护。
与所述第一圆环滚道61的构造方式相类似的，所述铁芯1还包括内环体13，所述内环体13同轴套装于所述线圈嵌装环体12的内圆周侧，且所述线圈嵌装环体12与所述第一端面相应的一端侧壁内侧构造有第二内环弧槽，所述内环体13与所述第一端面相应的一端侧壁外侧构造有第二外环弧槽，所述第二内环弧槽与所述第二外环弧槽共同形成所述第二圆环滚道62。进一步地，所述内环体13包括至少两个内环子体，至少两个所述内环子体之间能够整圆拼装形成所述内环体13。
在一些实施方式中，所述内环体13的内环壁上构造有第三圆环滚道63，所述第三圆环滚道63内容纳有多个所述滚动体5，且所述第三圆环滚道63的截面呈优弧，可以理解的，所述第三圆环滚道63具有朝向所述转子3的径向的开口，所述滚动体5能够对所述轴向磁悬浮轴承形成径向保护。在一些实施方式中，所述内环体13的内圆周壁上具有朝向其径向内侧延伸的凸环131以及与所述凸环131的轴向端面拼装的轴向限位环132，所述凸环131朝向所述轴向限位环132一侧构造有第一端面槽，所述轴向限位环132朝向所述凸环131一侧构造有第二端面槽，所述第一端面槽与所述第二端面槽共同形成所述第三圆环滚道63。
在一些实施方式中，所述外环体11、线圈嵌装环体12以及内环体13之间粘接；和/或，所述轴向限位环132与所述凸环131之间粘接，以方便组装，当然，还可以采用螺钉、螺栓、销钉连接，过盈配合热装配，焊接等方式。所述止推盘4与所述转子3之间的连接也可以采用螺钉、螺栓、销钉连接，过盈配合热装配，焊接，涂抹粘合剂等方式。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的轴向磁悬浮轴承。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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