1.本发明属于磁浮轴承技术领域，具体涉及一种并联式磁浮轴承。
背景技术：2.工业用轴承的种类很多，但机械轴承的摩擦力大，运行中产生的温度高，需要定期加油保养，维保成本高，寿命有限，转速受限，不能适应高速、长寿命、无摩擦、节能的应用环境；在电磁悬浮轴承领域，大部分电磁悬浮轴承要专门设计和配置控制系统，制作成本昂贵，使用不方便，承载力小，结构复杂，安装复杂，通用性差，使用场景有限，其辅助电子设备复杂，价格昂贵，无法大范围实现通用性。
3.永磁轴承可以弥补上述缺陷，但是大部分永磁轴承的承载力小，刚度小，稳定性差，因此提高永磁轴承的承载力、刚度及稳定性等永磁轴承的问题，急需解决。
技术实现要素：4.本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种并联式磁浮轴承。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种并联式磁浮轴承，它包括：
6.下半轴承，所述下半轴承包括下定子、下转子底板、下永磁体和下间隔环，所述下转子底板悬浮在所述下定子上，所述下永磁体同轴固定在所述下定子和所述下转子底板的相向一侧，所述下永磁体和所述下间隔环沿轴向交替设置；
7.所述下永磁体采用径向充磁，靠近所述下转子底板的下永磁体与靠近所述下定子的下永磁体的充磁方向一致，远离所述下转子底板的下永磁体与远离所述下定子的下永磁体的充磁方向一致；
8.上半轴承，所述上半轴承固定在所述下半轴承的顶部，所述上半轴承包括上定子、上转子底板、上永磁体和上间隔环，所述上转子底板与所述下转子底板过盈配合，所述上永磁体同轴固定在所述上定子和所述上转子底板的相向一侧，所述上永磁体和所述上间隔环沿轴向交替设置；
9.所述上永磁体采用径向充磁，靠近所述上定子的各上永磁体的充磁方向一致，靠近上转子底板的各上永磁体的充磁方向一致，且与靠近上定子的上永磁体的充磁方向相反；
10.连接件，所述连接件用于固定所述上定子和下定子，所述上定子和下定子可沿着所述连接件轴向移动。
11.优化地，所述连接件包括上螺杆、下螺杆和销轴，所述上螺杆与所述上定子相连接，所述下螺杆与所述下定子相连接，所述上螺杆和下螺杆通过销轴固定。
12.优化地，所述下半轴承还包括下外导磁环、下内导磁环、下外密封环和下内密封环，所述下外导磁环固定在所述下定子上，且紧贴在最外侧的下永磁体的外侧，所述下内导磁环固定在所述下定子上，且紧贴在最内侧的下永磁体的内侧，所述下外密封环和下内密封环分别固定在所述下转子底板的外侧和内侧。
13.优化地，所述上半轴承还包括上外导磁环、上内导磁环、上垫片和上外密封环，所述上外导磁环固定在所述上定子上，且紧贴在最外侧的上永磁体的外侧，所述上内导磁环固定在所述上定子上，且紧贴在最内侧的上永磁环的内侧，所述上外密封环固定在所述上转子底板的外侧，所述上垫片固定在所述上定子上，且位于所述上定子和所述上永磁体之间。
14.优化地，所述上外导磁环、上内导磁环、下外导磁环和下内导磁环采用导磁材料，所述上定子、下定子、上转子底板、下转子底板和上垫片采用不导磁材料。
15.优化地，设所述上半轴承的内径为r1，所述上转子底板和下转子底板的内径为r2，所述上垫片的厚度为h，所述上外密封环与所述上外导磁环的距离为l2，所述上外导磁环/上内导磁环与所述上转子底板的距离为h1，相邻上永磁体/下永磁体之间的气隙厚度为b，所述上间隔环/下间隔环的厚度为a，所述上永磁体/下永磁体的高度为l，所述下内密封环与所述下定子的距离为l1。
16.优化地，所述r1＞r2，所述h＜l2/h1，所述b＜a，所述l＜l1。
17.优化地，磁环数量在径向或者轴向方向均可增加。
18.优化地，固定在所述下定子上的下永磁体中，靠近所述下定子的下永磁体的充磁方向径向向内，从外到内依次为s-n-s-n，远离所述下定子的充磁方向从外到内依次为n-s-n-s；靠近所述上定子的上永磁体的充磁方向一致，且径向朝外，从外到内依次为n-s-n-s-n-s，靠近所述上转子底板的上永磁体的充磁方向一致，且径向朝内，从外到内依次为s-n-s-n-s-n。
19.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
20.本发明并联式磁浮轴承分为上半轴承和下半轴承，中间通过连接件相连，上半轴承和下半轴承之间利用磁力线拉伸压缩的原理进行排列放置，上、下半轴承的悬浮力均随转子系统轴向距离的增大而增加，实现并联，克服了传统轴承电磁轴承结构复杂、成本高、耗能大、不能适用于高速场景等问题，同时也克服普通永磁轴承载荷不足、刚度差的问题。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的局部结构示意图；
23.图3为本发明的剖视图；
24.图4为本发明图3的尺寸编号示意图；
25.图5为本发明上定子结构的结构示意图；
26.图6为本发明上定子结构的剖视图；
27.图7为本发明上转子结构的结构示意图；
28.图8为本发明上转子结构的剖视图；
29.图9为本发明下定子结构的结构示意图；
30.图10为本发明下定子结构的剖视图；
31.图11为本发明下转子结构的结构示意图；
32.图12为本发明下转子结构的剖视图；
33.附图标记说明：
34.1、上半轴承；101、上定子；102、上转子底板；103、上外导磁环；104、上内导磁环；105、上垫片；106、上永磁体；107、上间隔环；108、上外密封环；
35.2、连接件；202、上螺杆；203、下螺杆；204、销轴；
36.3、下半轴承；301、下定子；302、下转子底板；303、下外导磁环；304、下内导磁环；305、下永磁体；306、下间隔环；307、下外密封环；308、下内密封环。
具体实施方式
37.下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
38.如图1所示，为本发明并联式磁浮轴承的结构示意图，图2为图1的爆炸图，它包括上半轴承1、连接件2和下半轴承3。上半轴承1和下半轴承3通过连接件2固定在一起(上半轴承1和下半轴承3也可以单独作为磁浮轴承使用，以实现其低能耗、寿命长的优点)。
39.下半轴承3包括下定子结构和下转子结构，下转子结构悬浮在下定子结构上，如图9、10所示，下定子结构包括下定子301、下外导磁环303、下内导磁环304、下永磁体305和下间隔环306。如图11、12所示，下转子结构包括下转子底板302、下永磁体305、下间隔环306、下外密封环307和下内密封环308。下永磁体305同轴固定在下定子301和下转子底板302的相向一侧(通过螺丝紧固的方式实现固定，固定在下转子底板302上的下永磁体305位于固定在下定子301上的下永磁体305的内侧，且两组下永磁体305相互配合，固定在下转子底板302上的下永磁体305与固定在下定子301上的下永磁体305之间留有气隙，当下转子底板302在下定子301内转动的时候，由于气隙的存在，使得两者之间不发生接触)。如图3所示，下永磁体305和下间隔环306沿轴向交替设置。下外导磁环303和下内导磁环304固定在下定子301上，且下外导磁环303紧贴在最外侧下永磁体305的外侧，下内导磁环304紧贴在最内侧下永磁体305的内侧(下外导磁环303和下内导磁环304均通过螺丝紧固的方式固定在下定子301上，下外导磁环303和下内导磁环304用于增加气隙中的磁通密度，同时也可以抑制电磁干扰)。下外密封环307和下内密封环308分别固定在下转子底板302的外侧和内侧(如图3所示，下外导磁环303的外侧设有配合下外密封环307的凹槽，下内导磁环304的内侧设有配合下内密封环308的凹槽)。
40.如图3所示，下永磁体305采用径向充磁，靠近下转子底板302的下永磁体305与靠近下定子301的下永磁体305的充磁方向一致，远离下转子底板302的下永磁体305与远离下定子301的下永磁体305的充磁方向一致(具体的，固定在下定子301上的下永磁体305中，靠近下定子301的下永磁体305的充磁方向径向向内，从外到内依次为s-n-s-n，远离下定子301的充磁方向从外到内依次为n-s-n-s；固定在下转子底板302上的下永磁体305中，靠近下转子底板302的下永磁体305与靠近下定子301的下永磁体305的充磁方向一致，远离下转子底板302的下永磁体305与远离下定子301的下永磁体305的充磁方向一致)。
41.上半轴承1包括上定子结构和上转子结构，上转子结构悬浮在上定子结构上，如图5、6所示，上定子结构包括上定子101、上外导磁环103、上内导磁环104、上垫片105、上永磁体106和上间隔环107，如图7、8所示，上转子结构包括上转子底板102、上永磁体106、上间隔环107和上外密封环108。上转子底板102与下转子底板302通过过盈的方式配合在一起。上永磁体106同轴固定在上定子101和上转子底板102的相向一侧(通过螺丝紧固的方式实现固定，固定在上转子底板102上的上永磁体106位于固定在上定子101上的上永磁体106内
侧，且两组上永磁体106相互配合，固定在上转子底板102上的上永磁体106与固定在上定子101上的上永磁体106留有气隙，当上转子底板102在上定子101内转动的时候，由于气隙的存在，使得两者之间不发生接触)。上永磁体106和上间隔环107沿轴向交替设置。上外导磁环103和上内导磁环104固定在上定子101上，上外导磁环103紧贴在最外侧上永磁体106的外侧，上内导磁环104紧贴在最内侧上永磁体106的内侧(上外导磁环103和上内导磁环104通过螺丝紧固的方式固定在上定子101上，上外导磁环103和上内导磁环104与下外导磁环303和下内导磁环304的作用相同，这里不做赘述)。上外密封环108固定在上转子底板102的最外侧，上垫片105固定在上定子101上，且位于上定子101和上永磁体106之间(上外导磁环103的外侧设有匹配上外密封环108的凹槽)。
42.如图3所示，上半轴承1采用径向充磁，靠近上定子101的各上永磁体106的充磁方向一致；靠近上转子底板102的各上永磁体106充磁方向一致与靠近上定子101的上永磁体106的充磁方向相反(具体的，靠近上定子101的上永磁体106的充磁方向一致，且径向朝外，从外到内依次为n-s-n-s-n-s，靠近上转子底板102的上永磁体106的充磁方向一致，且径向朝内，从外到内依次为s-n-s-n-s-n)。
43.连接件2包括上螺杆202、下螺杆203和销轴204，上螺杆202与上定子101相连接，下螺杆203与所述下定子301相连接，上螺杆202和下螺杆203通过销轴204固定(上定子101和下定子301上分别开设有带内螺纹的孔，用于固定上螺杆202和下螺杆203，上定子101和下定子301可分别沿着上螺杆202和下螺杆203轴向移动，用以改变转子系统的轴向距离，进而改变上、下半轴承的悬浮力，实现并联，上、下半轴承的悬浮力随转子系统轴向距离的增大而增加，以此来克服普通永磁轴承载荷不足、刚度差的问题)。
44.具体的，上外导磁环103、上内导磁环104、下外导磁环303和下内导磁环304采用导磁材料制成(如纯铁、不锈钢等)，上定子101、下定子301、上转子底板102、下转子底板302和上垫片105采用不导磁材料制成(如铜、铝、锌等)。
45.如图4所示，设所述上半轴承1的内径为r1，所述上转子底板102和下转子底板302的内径为r2，所述上垫片105的厚度为h，所述上外密封环108与所述上外导磁环103的距离为l2，所述上外导磁环103/上内导磁环104与所述上转子底板102的距离为h1，相邻上永磁体106/下永磁体305之间的气隙厚度为b，所述上间隔环107/下间隔环306的厚度为a，所述上永磁体106/下永磁体305的高度为l，所述下内密封环308与所述下定子301的距离为l1。则有，r1＞r2，所述h＜l2/h1，所述b＜a，所述l＜l1。
46.磁环数量在径向或者轴向方向均可增加(具体的，上外导磁环103、上内导磁环104、下外导磁环303和下内导磁环304在径向或者轴向方向均可增加)。
47.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种并联式磁浮轴承，其特征在于，它包括：下半轴承(3)，所述下半轴承(3)包括下定子(301)、下转子底板(302)、下永磁体(305)和下间隔环(306)，所述下转子底板(302)悬浮在所述下定子(301)上，所述下永磁体(305)同轴固定在所述下定子(301)和所述下转子底板(302)的相向一侧，所述下永磁体(305)和所述下间隔环(306)沿轴向交替设置；所述下永磁体(305)采用径向充磁，靠近所述下转子底板(302)的下永磁体(305)与靠近所述下定子(301)的下永磁体(305)的充磁方向一致，远离所述下转子底板(302)的下永磁体(305)与远离所述下定子(301)的下永磁体(305)的充磁方向一致；上半轴承(1)，所述上半轴承(1)固定在所述下半轴承(3)的顶部，所述上半轴承(1)包括上定子(101)、上转子底板(102)、上永磁体(106)和上间隔环(107)，所述上转子底板(102)与所述下转子底板(302)过盈配合，所述上永磁体(106)同轴固定在所述上定子(101)和所述上转子底板(102)的相向一侧，所述上永磁体(106)和所述上间隔环(107)沿轴向交替设置；所述上永磁体(106)采用径向充磁，靠近所述上定子(101)的各上永磁体(106)的充磁方向一致，靠近上转子底板(102)的各上永磁体(106)的充磁方向一致，且与靠近上定子(101)的上永磁体(106)的充磁方向相反；连接件(2)，所述连接件(2)用于固定所述上定子(101)和下定子(301)，所述上定子(101)和下定子(301)可沿着所述连接件(2)轴向移动。2.根据权利要求1所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：所述连接件(2)包括上螺杆(202)、下螺杆(203)和销轴(204)，所述上螺杆(202)与所述上定子(101)相连接，所述下螺杆(203)与所述下定子(301)相连接，所述上螺杆(202)和下螺杆(203)通过销轴(204)固定。3.根据权利要求1所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：所述下半轴承(3)还包括下外导磁环(303)、下内导磁环(304)、下外密封环(307)和下内密封环(308)，所述下外导磁环(303)固定在所述下定子(301)上，且紧贴在最外侧的下永磁体(305)的外侧，所述下内导磁环(304)固定在所述下定子(301)上，且紧贴在最内侧的下永磁体(305)的内侧，所述下外密封环(307)和下内密封环(308)分别固定在所述下转子底板(302)的外侧和内侧。4.根据权利要求3所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：所述上半轴承(1)还包括上外导磁环(103)、上内导磁环(104)、上垫片(105)和上外密封环(108)，所述上外导磁环(103)固定在所述上定子(101)上，且紧贴在最外侧的上永磁体(106)的外侧，所述上内导磁环(104)固定在所述上定子(101)上，且紧贴在最内侧的上永磁环(106)的内侧，所述上外密封环(108)固定在所述上转子底板(102)的外侧，所述上垫片(105)固定在所述上定子(101)上，且位于所述上定子(101)和所述上永磁体(106)之间。5.根据权利要求4所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：所述上外导磁环(103)、上内导磁环(104)、下外导磁环(303)和下内导磁环(304)采用导磁材料，所述上定子(101)、下定子(301)、上转子底板(102)、下转子底板(302)和上垫片(105)采用不导磁材料。6.根据权利要求5所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：设所述上半轴承(1)的内径为r1，所述上转子底板(102)和下转子底板(302)的内径为r2，所述上垫片(105)的厚度为h，所述上外密封环(108)与所述上外导磁环(103)的距离为l2，所述上外导磁环(103)/上内
导磁环(104)与所述上转子底板(102)的距离为h1，相邻上永磁体(106)/下永磁体(305)之间的气隙厚度为b，所述上间隔环(107)/下间隔环(306)的厚度为a，所述上永磁体(106)/下永磁体(305)的高度为l，所述下内密封环(308)与所述下定子(301)的距离为l1。7.根据权利要求6所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：所述r1＞r2，所述h＜l2/h1，所述b＜a，所述l＜l1。8.根据权利要求1所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：磁环数量在径向或者轴向方向均可增加。9.根据权利要求1所述的一种并联式磁浮轴承，其特征在于：固定在所述下定子(301)上的下永磁体(305)中，靠近所述下定子(301)的下永磁体(305)的充磁方向径向向内，从外到内依次为s-n-s-n，远离所述下定子(301)的充磁方向从外到内依次为n-s-n-s；靠近所述上定子(101)的上永磁体(106)的充磁方向一致，且径向朝外，从外到内依次为n-s-n-s-n-s，靠近所述上转子底板(102)的上永磁体(106)的充磁方向一致，且径向朝内，从外到内依次为s-n-s-n-s-n。
技术总结本发明涉及一种并联式磁浮轴承，它包括：下半轴承，所述下半轴承包括下定子、下转子底板、下永磁体和下间隔环，所述下永磁体同轴固定在所述下定子和所述下转子底板的相向一侧，所述下永磁体和所述下间隔环沿轴向交替设置；上半轴承，所述上半轴承固定在所述下半轴承的顶部，所述上半轴承包括上定子、上转子底板、上永磁体和上间隔环，所述上转子底板与所述下转子底板过盈配合，所述上永磁体同轴固定在所述上定子和所述上转子底板的相向一侧，所述上永磁体和所述上间隔环沿轴向交替设置；本发明一种并联式磁浮轴承克服了传统轴承电磁轴承结构复杂、成本高、耗能大、不能适用于高速场景等问题，克服普通永磁轴承载荷不足、刚度差问题。刚度差问题。刚度差问题。
技术研发人员：白文鑫 范宏铭
受保护的技术使用者：江苏磁舜科技有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/7/5
