本發(fā)明涉及磁懸浮軸承，具體涉及一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

背景技術(shù)：

1、目前磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)散熱主要是外置冷卻設(shè)備，通常是外置冷卻風(fēng)機(jī)、水冷系統(tǒng)以及換熱器等，設(shè)備維護(hù)的成本高、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜、增加安全隱患?；蛘咭载?fù)壓的形式，從鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)吸風(fēng)引導(dǎo)熱量流出，不能更有效的實(shí)現(xiàn)內(nèi)部組件的散熱，特別對(duì)軸向磁軸承的散熱不夠充分，影響磁懸浮空氣壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、軸向磁軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的軸向移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸上就必不可少需要一個(gè)軸向受力部件就是推力盤，而軸向磁軸承與推力盤材料為純鐵實(shí)心結(jié)構(gòu)，自身?yè)p耗比較大，導(dǎo)熱性能一般且空間狹小，如未有效冷卻則發(fā)熱嚴(yán)重。通常情況下為了避免軸向磁軸承溫升過(guò)高，往往會(huì)在外部施加強(qiáng)迫風(fēng)冷對(duì)磁軸承進(jìn)行散熱，冷卻風(fēng)由外部輸入，通過(guò)軸承定子與推力盤之間的縫隙，對(duì)軸向磁軸承進(jìn)行散熱，但是散熱效率不高。

3、由于現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳等技術(shù)問(wèn)題，因此本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的磁懸浮軸承存在冷卻散熱效果不佳的缺陷，從而提供一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

2、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁懸浮軸承，其包括：

3、軸向定子一、軸向定子二和推力盤，所述磁懸浮軸承的軸向方向上，所述推力盤設(shè)置于所述軸向定子一和所述軸向定子二之間，所述推力盤上從其軸向一端面至軸向另一端面貫穿設(shè)置有第一推力盤通風(fēng)孔，所述軸向定子一包括徑向外側(cè)部一和徑向內(nèi)側(cè)部一，所述徑向外側(cè)部一與所述徑向內(nèi)側(cè)部一在所述軸向定子一的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線圈槽一，所述線圈槽一中設(shè)置線圈一；

4、所述軸向定子二包括徑向外側(cè)部二和徑向內(nèi)側(cè)部二，

5、所述第一推力盤通風(fēng)孔的位于所述推力盤的所述軸向另一端面上的一端位于所述軸向定子二的所述徑向內(nèi)側(cè)部二與轉(zhuǎn)子之間，所述第一推力盤通風(fēng)孔的位于所述推力盤的所述軸向一端面上的一端在軸向方向與所述線圈槽一的位置相對(duì)，且所述第一推力盤通風(fēng)孔與所述軸向定子一的磁極位置不相對(duì)。

6、在一些實(shí)施方式中，

7、還包括壓板一，所述壓板一位于所述軸向定子一與所述推力盤之間，且所述壓板一的軸向一端面與所述軸向定子一的所述徑向外側(cè)部一相接，所述壓板一的軸向另一端面與所述推力盤相對(duì)；

8、所述軸向定子一的所述磁極位置包括所述壓板一與所述推力盤相對(duì)的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部一與所述推力盤相對(duì)的部分，所述壓板一與所述徑向內(nèi)側(cè)部一之間具有第一間隙，所述第一推力盤通風(fēng)孔與所述第一間隙在軸向方向相對(duì)，且所述第一間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述第一推力盤通風(fēng)孔與所述線圈槽一相對(duì)的一端的徑向尺寸。

9、在一些實(shí)施方式中，

10、在所述推力盤的任意徑向截面內(nèi)，所述軸向定子一的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤與所述軸向定子一相對(duì)部分的徑向截面積-第一推力盤通風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子一的磁極位置截面積。

11、在一些實(shí)施方式中，

12、在所述線圈槽一的內(nèi)部，所述線圈一的徑向內(nèi)側(cè)與所述徑向內(nèi)側(cè)部一之間具有第二間隙，形成第一氣體流通路徑，

13、所述軸向定子一還包括軸向外側(cè)部一，所述軸向外側(cè)部一在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對(duì)于所述線圈一而遠(yuǎn)離所述推力盤設(shè)置，在所述線圈槽一的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部一與所述線圈一之間也具有第三間隙，形成軸承定子通風(fēng)槽一；

14、所述軸向定子一的所述軸向外側(cè)部一上設(shè)置有軸承定子通風(fēng)孔一，所述軸承定子通風(fēng)孔一從所述軸向外側(cè)部一的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述軸承定子通風(fēng)槽一連通，進(jìn)一步通過(guò)所述第一氣體流通路徑連通至所述第一推力盤通風(fēng)孔。

15、在一些實(shí)施方式中，

16、沿著所述推力盤的軸向方向，所述第一推力盤通風(fēng)孔為其延伸方向與所述推力盤的軸線并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝出氣一側(cè)軸向端面的觀察方向，所述推力盤的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槌谝恍D(zhuǎn)方向，所述第一推力盤通風(fēng)孔從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝出氣一側(cè)軸向端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

17、在一些實(shí)施方式中，

18、所述第一推力盤通風(fēng)孔為多個(gè)，多個(gè)所述第一推力盤通風(fēng)孔沿著所述推力盤的周向方向間隔布置，且每個(gè)所述第一推力盤通風(fēng)孔從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝出氣一側(cè)軸向端面的延伸方向均朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤的所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反。

19、在一些實(shí)施方式中，

20、所述推力盤上從其軸向另一端面至軸向一端面貫穿設(shè)置有第二推力盤通風(fēng)孔，所述第二推力盤通風(fēng)孔與所述第一推力盤通風(fēng)孔錯(cuò)位且不連通；

21、所述徑向外側(cè)部二與所述徑向內(nèi)側(cè)部二在所述軸向定子二的徑向方向間隔設(shè)置，且二者之間形成線圈槽二，所述線圈槽二中設(shè)置線圈二，所述第二推力盤通風(fēng)孔的位于所述推力盤的所述軸向一端面上的一端位于所述軸向定子一的所述徑向內(nèi)側(cè)部一與轉(zhuǎn)子之間，所述第二推力盤通風(fēng)孔的位于所述推力盤的所述軸向另一端面上的一端在軸向方向與所述線圈槽二的位置相對(duì)，且所述第二推力盤通風(fēng)孔與所述軸向定子二的磁極位置不相對(duì)。

22、在一些實(shí)施方式中，

23、還包括壓板二，所述壓板二位于所述軸向定子二與所述推力盤之間，且所述壓板二的軸向一端面與所述軸向定子二的所述徑向外側(cè)部二相接，所述壓板二的軸向另一端面與所述推力盤相對(duì)；

24、所述軸向定子二的所述磁極位置包括所述壓板二與所述推力盤相對(duì)的部分、和所述徑向內(nèi)側(cè)部二與所述推力盤相對(duì)的部分，所述壓板二與所述徑向內(nèi)側(cè)部二之間具有第四間隙，所述第二推力盤通風(fēng)孔與所述第四間隙在軸向方向相對(duì)，且所述第四間隙的徑向方向的尺寸大于等于所述第二推力盤通風(fēng)孔與所述線圈槽二相對(duì)的一端的徑向尺寸。

25、在一些實(shí)施方式中，

26、在所述推力盤的每個(gè)徑向截面內(nèi)，所述軸向定子二的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤與所述軸向定子二相對(duì)部分的徑向截面積-第二推力盤通風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子二的磁極位置截面積。

27、在一些實(shí)施方式中，

28、在所述線圈槽二的內(nèi)部，所述線圈二的徑向內(nèi)側(cè)與所述徑向內(nèi)側(cè)部二之間具有第五間隙，形成第二氣體流通路徑，

29、所述軸向定子二還包括軸向外側(cè)部二，所述軸向外側(cè)部二在所述磁懸浮軸承的軸向方向相對(duì)于所述線圈二而遠(yuǎn)離所述推力盤設(shè)置，在所述線圈槽二的內(nèi)部，所述軸向外側(cè)部二與所述線圈二之間也具有第六間隙，形成軸承定子通風(fēng)槽二；

30、所述軸向定子二的所述軸向外側(cè)部二上設(shè)置有軸承定子通風(fēng)孔二，所述軸承定子通風(fēng)孔二從所述軸向外側(cè)部二的軸向一端面貫穿至軸向另一端面，以與所述軸承定子通風(fēng)槽二連通，進(jìn)一步通過(guò)所述第二氣體流通路徑連通至所述第二推力盤通風(fēng)孔。

31、在一些實(shí)施方式中，

32、沿著所述推力盤的軸向方向，所述第二推力盤通風(fēng)孔為其延伸方向與所述推力盤的軸線并不平行的斜孔結(jié)構(gòu)，從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝其出氣一側(cè)軸向端面的觀察方向，所述推力盤的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槌谌D(zhuǎn)方向，所述第二推力盤通風(fēng)孔從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝出氣一側(cè)軸向端面的延伸方向朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，且所述第四旋轉(zhuǎn)方向與所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

33、在一些實(shí)施方式中，

34、所述第二推力盤通風(fēng)孔為多個(gè)，多個(gè)所第二推力盤通風(fēng)孔沿著所述推力盤的周向方向間隔布置，且每個(gè)所述第二推力盤通風(fēng)孔從所述推力盤的進(jìn)氣一側(cè)軸向端面朝出氣一側(cè)軸向端面的延伸方向均朝著第四旋轉(zhuǎn)方向，均與所述推力盤的所述第三旋轉(zhuǎn)方向相反。

35、本發(fā)明還提供一種磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其包括前述的磁懸浮軸承。

36、本發(fā)明提供的一種磁懸浮軸承和磁懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)械具有如下有益效果：

37、1.本發(fā)明通過(guò)在推力盤上開設(shè)的第一和/或第二推力盤通風(fēng)孔，通過(guò)高轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)自身主動(dòng)吸風(fēng)換熱，增加通入的氣體流量，加速推動(dòng)軸向磁軸承冷卻，可主動(dòng)冷卻推力盤自身并增加冷卻流量加速軸向線圈散熱，提高對(duì)磁懸浮軸承的冷卻散熱效果，并且將第一推力盤通風(fēng)孔的與線圈槽一相對(duì)的一端與所述軸向定子一的磁極位置不相對(duì)(第二推力盤通風(fēng)孔的一端與軸向定子二的磁極位置不相對(duì))，能夠使得推力盤端面在正對(duì)磁極位置處不打孔，使得冷卻空氣不能直接到達(dá)磁極間隙位置，能夠有效避免冷卻氣體和開孔對(duì)磁爐結(jié)構(gòu)造成影響，從而避免磁懸浮軸向支承力不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁懸浮軸承的提高散熱冷卻的同時(shí)還能避免對(duì)磁懸浮磁路造成影響，保證具有足夠的磁懸浮支撐力，還能有效降低氣體作用力對(duì)軸向力的影響；本發(fā)明還優(yōu)選第一推力盤通風(fēng)孔從推力盤上位于軸向定子與轉(zhuǎn)子之間位置的一端延伸至推力盤上與線圈槽一相對(duì)的另一端，能夠?qū)Χㄗ觾?nèi)部的線圈進(jìn)行冷卻散熱，并且與線圈槽一相對(duì)的一端的孔徑大小≤軸向定子上下磁極徑向間距，能夠使得推力盤通風(fēng)孔進(jìn)一步有效避開磁極位置，進(jìn)一步避免對(duì)磁路造成影響，并且推力盤通風(fēng)孔與兩端通風(fēng)路徑相連通無(wú)遮擋，還能使得推力盤兩端氣流阻力小，流通性好。

38、2.本發(fā)明還進(jìn)一步通過(guò)在推力盤的任意徑向截面內(nèi)，設(shè)置關(guān)系：所述軸向定子一的磁路流經(jīng)位置截面積＝推力盤與所述軸向定子一相對(duì)部分的徑向截面積-第一推力盤通風(fēng)孔截面積≥所述軸向定子一的磁極位置截面積，使得推力盤上的區(qū)別于磁極位置的其他磁路部分不會(huì)先于磁極位置出現(xiàn)磁場(chǎng)飽和，保證形成正常的磁通回路，保證磁懸浮支承力的持續(xù)有效的提供；本發(fā)明還通過(guò)將推力盤通風(fēng)孔設(shè)置為從軸向一端面至軸向另一端面的延伸方向朝著第二旋轉(zhuǎn)方向，且所述第二旋轉(zhuǎn)方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向(推力盤的旋轉(zhuǎn)方向)相反，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)推力盤高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓將一端熱空氣吸出排入外部，增加通入的氣體流量，實(shí)現(xiàn)推力盤自身主動(dòng)通風(fēng)換熱，加速氣體流動(dòng)，節(jié)省了能耗，提高散熱性能的同時(shí)還提高了能效；同時(shí)配合軸向定子線圈槽內(nèi)帶的軸承定子通風(fēng)孔和通風(fēng)槽(多個(gè)氣體流通路徑)，能夠進(jìn)一步加速軸向定子線圈槽空腔氣體流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軸向線圈與推力盤的有效自主散熱。