申请/专利权人：江苏理工学院

申请日：2018-05-30

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN108443335B

主分类号：F16C41/00

分类号：F16C41/00;F16C32/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2018.09.18#实质审查的生效;2018.08.24#公开

摘要：本发明涉及轴承设计技术领域，尤其涉及一种曲柄滑块式径向保护轴承，包括轴承、轴承保护机构、电机座、轴承座、压盖和外端盖，轴承保护机构包括电机、支架、连杆、环形滑块、移动块、挡块、第一弹簧和第二弹簧，轴承的一侧布置压盖和外端盖，轴承的外周布置电机座和轴承座，压盖和外端盖固定相连，电机座分别和轴承座、外端盖固定相连，电机安装在电机座，电机工作时，支架转动并通过连杆带动环形滑块沿着转子的轴向移动，此时环形滑块将挡块压进凹槽内，随后移动块移动使得小宽度块体移动到第二腔室内部，同时斜面推动环形滑块沿着轴向反向移动，从而通过连杆反推支架使得支架的端部抵靠在轴承上，防止转子跌落造成对磁悬浮轴承的损坏。

主权项：1.一种曲柄滑块式径向保护轴承，其特征在于：包括轴承10、轴承保护机构、电机座20、轴承座30、压盖40和外端盖50，轴承10固定在转子60上，轴承保护机构包括电机70、支架80、连杆90、环形滑块100、移动块110、挡块120、第一弹簧130和第二弹簧140，轴承10的一侧布置压盖40和外端盖50，轴承10的外周布置电机座20和轴承座30，压盖40和外端盖50固定相连，电机座20分别和轴承座30、外端盖50固定相连，电机70安装在电机座20，压盖40和外端盖50之间留有第一腔室，第一弹簧130布置在第一腔室内，且移动块110通过第一弹簧130固定在外端盖50上实现移动块110在转子60的径向上的弹性移动，电机座20和外端盖50之间留有第二腔室，在转子60的轴向上第二腔室的宽度小于第一腔室的宽度，移动块110由大宽度块体111和小宽度块体112拼接而成，大宽度块体111和第一弹簧130相连，大宽度块体111布置在第一腔室内，小宽度块体112的悬伸端延伸到第二腔室内，小宽度块体112的侧面开设凹槽，挡块120通过第二弹簧140固定在凹槽内实现挡块120沿转子60轴向的弹性移动，大宽度块体111和小宽度块体112的侧面通过斜面113衔接，环形滑块100布置在压盖40和电机座20之间，支架80的一端和电机70的输出轴相连、另一端和连杆90铰接相连，连杆90的另一端和环形滑块100的一端铰接，环形滑块100的另一端抵靠在挡块120上，电机70工作时，支架80转动并通过连杆90带动环形滑块100沿着转子60的轴向移动，此时环形滑块100将挡块120压进凹槽内，随后移动块110移动使得小宽度块体112移动到第二腔室内部，同时斜面113推动环形滑块100沿着轴向反向移动，从而通过连杆90反推支架80使得支架80的端部抵靠在轴承10上，未工作时，支架80和轴承10之间存在间隙，支架80和轴承10不接触，挡块120因第二弹簧140的弹力作用而抵靠在电机座20上，防止移动块110的斜面113和环形滑块100接触；其中：所述电机70为两个，两个电机70对称安装在电机座20的左右两边；其中：所述支架80和连杆90的个数相同且二者均为两个以上，所有的支架80沿着转子60的周向间隔布置，所有的连杆90沿着转子60的周向间隔布置，转子60的中心线和环形滑块100的中心线重合，其中两个支架80和电机70的输出轴相连，其它的支架80铰接固定在电机座20上。

全文数据：曲柄滑块式径向保护轴承技术领域[0001]本发明涉及轴承设计技术领域，尤其涉及一种曲柄滑块式径向保护轴承。背景技术_[0002]由于磁力轴承在断电等情况下会失去支承能力，一旦高速旋转的转子跌落在定子上，会对整个轴承系统造成严重损伤，为了保证整个轴承系统的安全，需要增设一套保护轴承在磁悬浮轴承过载或失效的情况下临时支承转子。[0003]保护轴承作为磁悬浮轴承系统不可缺少的保护装置，一直都是限制磁力轴承发展应用的重要因素之一。目前磁悬浮系统中多采用滚动轴承作为保护轴承，然而转子跌落所带来的巨大振动和冲击力往往超出滚动轴承所能承受的极限，主要原因在于传统的保护轴承与转子之间的间隙是固定的，而磁悬浮转子的转速却很高，导致在磁悬浮轴承的应用过程中，时常发生保护轴承无法承受高速转子冲击而导致整个系统损坏的情况。而目前的新型保护轴承如可消除间隙保护轴承也大都存在一些缺点，结构都比较复杂，可靠性不能保证，或者只能在控制系统有效的情况下工作，一旦磁悬浮系统发生断电等情况，控制系统不起作用时，保护轴承就失去了消除间隙的功能。[0004]所以为了扩大磁悬浮轴承的应用前景，研宄一种可以在过载等情况下主动消除间隙，或者在断电等导致控制系统失效的情况下可以被动消除间隙的保护轴承是非常有意义的。发明内容[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种曲柄滑块式径向保护轴承，当磁悬浮轴承失效转子跌落时，消除保护轴承和转子之间的保护间隙，为转子提供临时的支承，防止转子跌落带来的振动和冲击造成的损伤，提高磁悬浮系统的可靠性。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种曲柄滑块式径向保护轴承，包括轴承、轴承保护机构、电机座、轴承座、压盖和外端盖，轴承固定在转子上，轴承保护机构包括电机、支架、连杆、环形滑块、移动块、挡块、第一弹簧和第二弹簧，轴承的一侧布置压盖和外端盖，轴承的外周布置电机座和轴承座，压盖和外端盖固定相连，电机座分别和轴承座、外端盖固定相连，电机安装在电机座，压盖和外端盖之间留有第一腔室，第一弹簧布置在第一腔室内，且移动块通过第一弹簧固定在外端盖上实现移动块在转子的径向上的弹性移动，电机座和外端盖之间留有第二腔室，在转子的轴向上第二腔室的宽度小于第一腔室的宽度，移动块由大宽度块体和小宽度块体拼接而成，大宽度块体和第一弹簧相连，大宽度块体布置在第一腔室内，小宽度块体的悬伸端延伸到第二腔室内，小宽度块体的侧面开设凹槽，挡块通过第二弹簧固定在凹槽内实现挡块沿转子轴向的弹性移动，大宽度块体和小宽度块体的侧面通过斜面衔接，环形滑块布置在压盖和电机座之间，支架的一端和电机的输出轴相连、另一端和连杆铰接相连，连杆的另一端和环形滑块的一端铰接，环形滑块的另一端抵靠在挡块上，电机工作时，支架转动并通过连杆带动环形滑块沿着转子的轴向移动，此时环形滑块将挡块压进凹槽内，随后移动块移动使得小宽度块体移动到第二腔室内部，同时斜面推动环形滑块沿着轴向反向移动，从而通过连杆反推支架使得支架的端部抵靠在轴承上。[0007]所述电机为两个，两个电机对称安装在电机座的左右两边。[0008]所述支架和连杆的个数相同且二者均为两个以上，所有的支架沿着转子的周向间隔布置，所有的连杆沿着转子的周向间隔布置，转子的中心线和环形滑块的中心线重合，其中两个支架和电机的输出轴相连，其它的支架铰接固定在电机座上。[0009]所述支架为锤子型，锤子的手柄端部和电机的输出轴相连，跟手柄相对的锤子的锤头侧面用来支撑抵靠轴承，该锤头侧面由弧面和平面平滑拼接而成，弧面是以电机的输出轴为回转中心。[0010]有益效果：当磁悬浮轴承的控制系统可以正常运行时则使用主动消除保护间隙的方法，控制电机驱动支架，使支架转动，通过连杆推动环形滑块轴向滑动，直到环形滑块触碰到挡块，并压缩第二弹簧，将整个挡块压入凹槽内，缺少挡块的阻挡，在第一弹簧的作用下，移动块的小宽度块体立即被推入第二腔室中。在移动块移动的过程中，其斜面同时也推动着环形滑块反向移动，直到支架与轴承接触，并将转子置于磁悬浮系统的中心位置，起到一个支承的作用，防止转子跌落造成对磁悬浮轴承的损坏，提高磁悬浮系统的可靠性。[0011]当磁悬浮轴承的控制系统失去作用时，保护轴承采用被动消除间隙的方式工作。转子失去支承跌落后，当轴承撞击在任意一个支架上时，都会推动环形滑块轴向移动，直到环形滑块接触到挡块，并压缩第二弹簧，将整个挡块压入凹槽中，之后的过程与主动消除间隙的方法一致，最后支架将转子置于中心，起到支承的作用。防止转子的跌落对磁悬浮轴承造成破坏，提高磁悬浮轴承的寿命。附图说明[0012]图1是本发明的主视图；[0013]图2是图1中A-A方向的剖视图；[0014]图3是图2中B-B方向的剖视图。具体实施方式[0015]下面结合图1-3,对本发明作进一步的描述。[0016]一种曲柄滑块式径向保护轴承，包括轴承10、轴承保护机构、电机座20、轴承座3〇、压盖40和外端盖50，轴承10固定在转子60上，轴承保护机构包括电机7〇、支架80、连杆9〇、环形滑块100、移动块110、挡块120、第一弹簧130和第二弹簧140,轴承1〇的一侧布置压盖40和外端盖50，轴承10的外周布置电机座20和轴承座30，压盖40和外端盖50固走相连，电机座20分别和轴承座30、外端盖50固定相连，电机70安装在电机座20，压盖40和外盖5〇之间留有第一腔室，第一弹簧130布置在第一腔室内，且移动块11〇通过第一弹簧130固定在外端盖50上实现移动块110在转子60的径向上的弹性移动，电机座20和外端盖50之间留有第二腔室，在转子60的轴向上第二腔室的宽度小于第一腔室的宽度，移动块11〇由大宽度块体111和小宽度块体112拼接而成，大宽度块体111和第一弹簧130相连，大宽度块体111布置在第一腔室内，小宽度块体112的悬伸端延伸到第二腔室内，小宽度块体112的侧面开设凹槽，挡块12〇通过第二弹簧140固定在凹槽内实现挡块12〇沿转子60轴向的弹性移动，大宽度块体111和小宽度块体II2的侧面通过斜面113衔接，环形滑块1〇〇布置在压盖40和电机座20之间，支架80的一端和电机7〇的输出轴相连、另一端和连杆90较接相连，连杆90的另一端和环形滑块100的一端铰接，环形滑块100的另一端抵靠在挡块120上，电机70工作时，支架80转动并通过连杆9〇带动环形滑块100沿着转子60的轴向移动，此时环形滑块100将挡块120压进凹槽内，随后移动块110移动使得小宽度块体112移动到第二腔室内部，同时斜面113推动环形滑块100沿着轴向反向移动，从而通过连杆90反推支架80使得支架80的端部抵靠在轴承10上。[0017]本申请的保护轴承未工作时，支架80和轴承10之间存在一定的间隙，即支架80和轴承10不接触，挡块120因第二弹簧140的弹力左右而抵靠在电机座20上，防止移动块110的斜面113和环形滑块100接触。[0018]当传感器发现转子60和轴承10失稳后，保护轴承开始工作，保护轴承的工作状态可以分为两种:主动和被动。[0019]当磁悬浮轴承的控制系统可以正常运行时则使用主动消除保护间隙的方法，控制电机70驱动支架80,使支架80转动，通过连杆90推动环形滑块100轴向滑动，直到环形滑块100触碰到挡块120,并压缩第二弹簧140,将整个挡块120压入凹槽内，缺少挡块120的阻挡，在第一弹簧130的作用下，移动块110的小宽度块体112立即被推入第二腔室中。在移动块110移动的过程中，其斜面113同时也推动着环形滑块1〇〇反向移动，直到支架80与轴承10接触，并将转子60置于磁悬浮系统的中心位置，起到一个支承的作用，防止转子60跌落造成对磁悬浮轴承的损坏，提高磁悬浮系统的可靠性。[0020]当磁悬浮轴承的控制系统失去作用时，保护轴承采用被动消除间隙的方式工作。转子60失去支承跌落后，当轴承10撞击在任意一个支架80上时，都会推动环形滑块100轴向移动，直到环形滑块100接触到挡块120,并压缩第二弹簧140,将整个挡块120压入凹槽中，之后的过程与主动消除间隙的方法一致，最后支架80将转子60置于中心，起到支承的作用。防止转子60的跌落对磁悬浮轴承造成破坏，提高磁悬浮轴承的寿命。[0021]进一步的，所述电机70为两个，两个电机70对称安装在电机座20的左右两边。[0022]优选的，所述支架80和连杆90的个数相同且二者均为两个以上，所有的支架80沿着转子60的周向间隔布置，所有的连杆90沿着转子60的周向间隔布置，转子60的中心线和环形滑块100的中心线重合，其中两个支架80和电机70的输出轴相连，其它的支架80铰接固定在电机座20上。支架80、连杆90环绕在转子60的四周，有效对转子60进行保护。[0023]更进一步的，所述支架80为锤子型，锤子的手柄端部和电机70的输出轴相连，跟手柄相对的锤子的锤头侧面81用来支撑抵靠轴承10,该锤头侧面81由弧面82和平面83平滑拼接而成，弧面82是以电机70的输出轴为回转中心。其中，弧面82是以电机70的输出轴为回转中心，作用是保证转子60跌落接触到支架80上时，支架80的转动不会让转子60的径向位移超过保护间隙。[0024]应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

权利要求：1.一种曲柄滑块式径向保护轴承，其特征在于:包括轴承（10、轴承保护机构、电机座20、轴承座30、压盖40和外端盖50，轴承（10固定在转子60上，轴承保护机构包括电机（70、支架（80、连杆（90、环形滑块（1〇〇、移动块（11〇、挡块（120、第一弹簧130和第二弹簧（140，轴承（10的一侧布置压盖40和外端盖50，轴承（10的外周布置电机座20和轴承座30，压盖40和外端盖50固定相连，电机座20分别和轴承座30、外端盖50固定相连，电机70安装在电机座20，压盖40和外端盖50之间留有第一腔室，第一弹簧130布置在第一腔室内，且移动块110通过第一弹簧（130固定在外端盖50上实现移动块（110在转子60的径向上的弹性移动，电机座20和外端盖50之间留有第二腔室，在转子（60的轴向上第二腔室的宽度小于第一腔室的宽度，移动块110由大宽度块体（111和小宽度块体（112拼接而成，大宽度块体（111和第一弹簧130相连，大宽度块体（111布置在第一腔室内，小宽度块体（112的悬伸端延伸到第二腔室内，小宽度块体（112的侧面开设凹槽，挡块（120通过第二弹簧（140固定在凹槽内实现挡块（120沿转子60轴向的弹性移动，大宽度块体（111和小宽度块体（112的侧面通过斜面（113衔接，环形滑块100布置在压盖40和电机座20之间，支架80的一端和电机70的输出轴相连、另一端和连杆90铰接相连，连杆90的另一端和环形滑块（100的一端铰接，环形滑块（1〇〇的另一端抵靠在挡块120上，电机70工作时，支架80转动并通过连杆90带动环形滑块（100沿着转子60的轴向移动，此时环形滑块（100将挡块120压进凹槽内，随后移动块110移动使得小宽度块体112移动到第二腔室内部，同时斜面113推动环形滑块100沿着轴向反向移动，从而通过连杆90反推支架80使得支架80的端部抵靠在轴承10上。2.根据权利要求1所述的曲柄滑块式径向保护轴承，其特征在于:所述电机70为两个，两个电机7〇对称安装在电机座20的左右两边。3.根据权利要求2所述的曲柄滑块式径向保护轴承，其特征在于:所述支架80和连杆90的个数相同且二者均为两个以上，所有的支架80沿着转子60的周向间隔布置，所有的连杆90沿着转子60的周向间隔布置，转子60的中心线和环形滑块（100的中心线重合，其中两个支架80和电机70的输出轴相连，其它的支架80铰接固定在电机座20上。4.根据权利要求3所述的曲柄滑块式径向保护轴承，其特征在于:所述支架80为锤子型，锤子的手柄端部和电机70的输出轴相连，跟手柄相对的锤子的锤头侧面81用来支撑抵靠轴承（10，该锤头侧面81由弧面82和平面83平滑拼接而成，弧面82是以电机70的输出轴为回转中心。

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