基于磁阻原理的磁性軸承裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于磁阻原理的磁性軸承裝置。
[0002]所述磁性軸承具有，一個第一軸承部分與轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動固定地連接并且以一定的間隔由一個第二軸承部分所夾。所述第一軸承部分含有垂直于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線取向的沿所述軸線方向相繼安排的轉(zhuǎn)子盤零件，所述轉(zhuǎn)子盤零件相應(yīng)地在構(gòu)成一個中間空間的條件下間隔開。所述第二軸承部分含有垂直于所述轉(zhuǎn)子軸線取向沿所述軸線方向相繼安排的相互間隔開的定子盤零件，每個所述定子盤零件作為極靴相應(yīng)地突進(jìn)一個與所述中間空間相鄰的作為極靴的轉(zhuǎn)子盤零件中。在所述這些零件之間構(gòu)成一個沿軸向方向取向的磁場，向心保持力由轉(zhuǎn)子與定子盤之間形成的磁阻力形成。
【背景技術(shù)】
[0003]—種這樣的的軸承裝置例如由國際專利WO 2007 000405披露。然而該專利的軸向位置保持通過調(diào)節(jié)所述沿軸向方向取向的磁通達(dá)到，顯然，前提是需要一種通過位置傳感器和調(diào)節(jié)電路控制電磁體的電流并且對抗偏離其設(shè)定位置的轉(zhuǎn)子體偏差的有源調(diào)節(jié)。該專利還提出所述沿軸向方向取向的磁通由永磁材料例如稀土材料制造的磁環(huán)形成。這樣的磁環(huán)制造耗費(fèi)大，而且儲運(yùn)安裝非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種基于磁阻原理的磁性軸承，尤其是用于一種高速轉(zhuǎn)動的機(jī)器，譬如高速離心機(jī)，該磁性軸承應(yīng)能克服所提及的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，不需要有源調(diào)節(jié)電路，相對易于制造，且能夠具有滿足應(yīng)用需求的負(fù)荷力和軸承剛性。
[0005]該任務(wù)用權(quán)利要求1所述的措施完成。據(jù)此在如本發(fā)明所述的磁性軸承裝置應(yīng)當(dāng)具有一個第一軸承部分，其與轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動固定地連接并且以一定的間隔在軸向上由一個第二軸承部分所夾。所述第一軸承部分含有垂直于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線取向的、沿所述軸線方向相繼安排的轉(zhuǎn)子盤零件，所述轉(zhuǎn)子盤零件相應(yīng)地在構(gòu)成一個中間空間的條件下間隔開。所述第二軸承部分含有垂直于定子的軸線取向的、沿所述軸線方向相繼安排的相互間隔開的定子盤零件，每個所述定子盤零件相應(yīng)地突進(jìn)一個與所述中間空間相鄰的轉(zhuǎn)子盤零件中。所述轉(zhuǎn)子盤零件和所述定子盤零件在相應(yīng)的相互面向的側(cè)面上構(gòu)成環(huán)形的、相應(yīng)地在一個很小的氣隙上對置的齒狀突起。相對所述轉(zhuǎn)子軸的徑向方向為所述定子盤零件配屬一個在所述轉(zhuǎn)子盤零件與所述定子盤零件之間實質(zhì)上沿軸向方向?qū)R的磁場產(chǎn)生器件。所述軸承部分相對一個垂直于所述轉(zhuǎn)子軸線對齊的中間層面對稱地劃分成兩個軸承半。并且，所述磁場產(chǎn)生器件具有周向安排的多個永磁體，用之產(chǎn)生所述磁場量。把所述軸承部分安排得使所述軸承半的通量密度軸向中心對稱地相減疊加。
[0006]本發(fā)明所述磁性軸承裝置還具有無源的軸向保持單元，其具有安排在所述轉(zhuǎn)子盤軸向外側(cè)的多個軟磁材料制造的盤，對應(yīng)地安排在所述軟磁材料盤外周且與之相隔一個氣隙的軟磁材料圓環(huán)以及周向安排在所述軟磁材料制造的盤之間的多個永磁體。
[0007]本發(fā)明所述基于磁阻原理的磁性軸承的極靴用軟磁材料制造，可以具有較大的表面積，因此，可以在較寬的范圍內(nèi)由所述齒狀突起的尺度選擇所述軸承剛度。還可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇周向安排的永磁體的尺寸和數(shù)量確定所述軸承裝置的剛性。尤其是要求轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有嚴(yán)格動平衡時，可以適當(dāng)?shù)剡x擇軸承的徑向剛性使之能夠通過陀螺作用補(bǔ)償轉(zhuǎn)頭系統(tǒng)的動不平衡。
[0008]在雙側(cè)相同的軸承間隙的對稱的安排的情況下可以抵消作用在轉(zhuǎn)子盤零件上的軸向力。然而這種平衡是軸向不穩(wěn)定的，前述公知技術(shù)用有源調(diào)節(jié)的軸向軸承單元加以穩(wěn)定。雖然所述軸向軸承單元只須再承擔(dān)軸向負(fù)載的動態(tài)部分，但這要以對軸向的動態(tài)位置的實時檢測為前提。
[0009]本發(fā)明提出一種基于磁阻原理的軸向軸承單元以進(jìn)一步抵消作用在轉(zhuǎn)子盤上的軸向力。
[0010]本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案提出在定子極靴上安排略高于所述齒狀突起的滑動止推部件，以防止轉(zhuǎn)子在意外作用力的情況下過度偏離平衡位置。例如在離心機(jī)更換轉(zhuǎn)頭時，操作力可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子盤在一側(cè)貼在定子盤上，使得不易重返平衡位置。所述滑動止推部分可以用塑料，例如聚四氟乙烯，制造。
[0011]本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方案提出，在轉(zhuǎn)子軸上安排電動機(jī)轉(zhuǎn)子。所述電動機(jī)的定子電樞與轉(zhuǎn)子電樞在軸向方向?qū)嵸|(zhì)上等長，這樣在電動機(jī)工作時轉(zhuǎn)子電樞與定子電樞趨于軸向上對齊，利用這種對齊力可以在很大程度上動態(tài)地承擔(dān)軸向負(fù)載波動的部分。
【附圖說明】
[0012]下面參照附圖闡述本發(fā)明所述磁性軸承的一個【具體實施方式】，
[0013]圖1用軸向的縱剖視圖示出本發(fā)明的一個【具體實施方式】，
[0014]圖2用平面示意圖所述磁場產(chǎn)生器件的永磁體安排。
【具體實施方式】
[0015]在圖1中示出的，總體上用I指代的磁性軸承裝置具有一個帶有兩個軸承半的對一個中間層面對稱的結(jié)構(gòu)。所述磁性軸承裝置包含一個與無接觸地軸支的轉(zhuǎn)子軸5，其帶有一個隨之轉(zhuǎn)動的軸承部分2，所述第一軸承部分在每個軸承半中具有垂直于所述的轉(zhuǎn)子軸對齊的、固定于其上的、隨之轉(zhuǎn)動的由軟磁材料譬如鐵制造的轉(zhuǎn)子盤零件2.1。轉(zhuǎn)子盤零件
2.1沿軸向方向在構(gòu)成相應(yīng)的中間空間的條件下間隔開地安排。在中間層面的區(qū)域中在轉(zhuǎn)子軸5上安裝一個同樣地用軟磁材料制造的中間的轉(zhuǎn)子盤零件2.2。該磁性軸承I還設(shè)有一個軟磁材料制造的外磁軛7。
[0016]磁性軸承裝置I的一個位置固定的定子構(gòu)成一個第二軸承部分3，該第二軸承部分帶有同樣地相互間軸向隔開的、環(huán)盤形的、在有間隔的條件下包繞轉(zhuǎn)子軸5的定子盤零件4.10同樣由軟磁材料制造的定子盤零件3.2與軸5無接觸地徑向空入進(jìn)中間空間中段，于是在每個軸承半中得出一個軸向交替的，腔樣的轉(zhuǎn)子盤零件2.2和定子盤零件3.2