一种同极型气磁双场动压径向混合轴承.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113864337A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111235087.7(22)申请日2021.10.22(71)申请人山西特博优新能源科技有限公司地址030051山西省太原市中北高新技术产业开发区钢园北路30号2号厂房申请人太原科技大学(72)发明人殷玉枫王嘉誉付良韩原臻龚霖陈思汉吕景儒柴晓峰张鑫唐杰(74)专利代理机构太原华弈知识产权代理事务所14108代理人李毅(51)Int.Cl.F16C32/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称一种同极型气磁双场动压径向混合轴承(57)摘要本发明公开了一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，该轴承包括磁轴承定子、气体轴承定子、定子固定套、转子和带铁芯的电磁线圈。磁轴承定子中的多个定子分瓣借助定子固定套拼接形成空心圆柱，每个定子分瓣上开设有通槽，定子分瓣的内表面固定有向心凸台，向心凸台和通槽形成可以放置铁芯的通孔；气体轴承定子安装在磁轴承定子和转子之间，气体轴承定子的外表面为平面和弧面交替分布，平面处对应磁轴承定子内部组成的向心凸台和铁芯；气体轴承定子内表面开有多个模拟蜂鸟翅膀形状的凹槽。这样结合了同级型磁轴承和气体动压轴承的优点，明显提升轴承气隙内气膜的刚度，使轴承有更大的承载能力和更高的稳定性，并且便于制作和组装，适合推广使用。CN113864337ACN113864337A权利要求书1/2页1.一种同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：包括同轴心且从外到内依次设置的定子固定套、磁轴承定子、气体轴承定子和转子，所述转子为空心的圆柱型，所述气体轴承定子套设在所述转子外部，所述气体轴承定子的结构为薄壁圆柱型，其外表面由四个平面和四个弧面交替组成，内表面上开设有N个呈蜂鸟羽毛形状的凹槽；所述磁轴承定子包括四个相同的定子分瓣，四个所述的定子分瓣通过设在磁轴承定子端面的定子固定套组成一个外表面闭合的空心圆柱，每个所述定子分瓣的圆周面的边缘开设有两个轴向的通槽，所述定子分瓣的内表面固定有呈长方体的向心凸台，所述向心凸台位于通槽的中部，四个定子分瓣组合后，所述向心凸台和通槽共同组成四个矩形通孔；每个所述矩形通孔中配合放置有带铁芯的径向电磁线圈，所述气体轴承定子外表面的每个平面的位置对应一个磁轴承定子上的向心凸台和一组带铁芯的径向电磁线圈。2.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述铁芯的形状为半封闭的矩形框，两个短边上安装有径向电磁线圈，所述向心凸台的长度与两端的径向电磁线圈的间距相适应。3.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述气体轴承定子外表面的平面宽度与向心凸台的宽度以及径向电磁线圈的宽度相适应；所述平面对应的圆心角小于等于弧面对应的圆心角。4.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述气体轴承定子内表面的N个凹槽紧密开设，每个凹槽的中心线相对于气体轴承定子的轴线方向倾斜，相邻凹槽的首、尾两端接连排列、形成螺旋轨迹，其螺旋轨迹的轴线与气体轴承定子轴线重合。5.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：单个所述凹槽的外边缘呈蜂鸟羽毛的外轮廓形状，内部结构呈楔形，所述凹槽包括两个弧形边和两条侧边，两个所述弧形边的弧形半径不同，分为大半径弧形边和小半径弧形边，小半径弧形边凹陷深度大于大半径弧形边；两个弧形边与两个侧边的连接处表面光滑。6.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述定子固定套包括结构相同的第一固定套和第二固定套，分别设在所述磁轴承定子的两端；所述第一固定套和第二固定套包括端面固定圈、外圆固定片和内圆固定片，所述外圆固定片和内圆固定片垂直固定在端面固定圈上，端面固定圈内侧的内圆固定片两端设有径向的第一凸台固定片和第二凸台固定片。7.根据权利要求6所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述外圆固定片的内圆表面直径和内圆固定片的外圆表面直径分别与磁轴承定子的外圆周表面直径和内圆周表面直径相等；一个内圆固定片上的第一凸台固定片与相邻的内圆固定片的第二凸台固定片的间距与所述向心凸台的宽度相等，所述径向电磁线圈的轴向长度小于第一凸台固定片的轴向长度。8.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述铁芯中心面与轴承中心线重合。9.根据权利要求1所述的同极型气磁双场动压径向混合轴承，其特征在于：所述气体轴2CN113864337A权利要求书2/2页承定子内表面开设N行呈直线型排列的凹槽组，每行凹槽组中的N个凹槽的中心线互相平行且等间距分布。3CN113864337A说明书1/8页一种同极型气磁