CN111197969B - 一种磁悬浮轴承转子位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，支撑框架上沿周向设置用于安装定位座的装配槽；装配槽靠近转子的侧壁设置为径向定位面，径向定位面采用机加工制成，具有很高的定位精度，定位座上设置与径向定位面相配合的机加工面，径向定位面用于限定定位座的径向位置；定位座用于定位安装传感器，传感器与定位座形成一个整体，以定位座上的基准面为基准对传感器进行精确标定，转子上的被检测面距离基准面的距离一定时，传感器的输出值相等，在安装时仅需要保证定位座与支撑框架的相对位置即可，可快速更换定位传感器。
Description
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，更进一步涉及一种磁悬浮轴承转子位置检测装置。
背景技术
磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中，转子与定子之间没有机械接触。与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。
通常轴承的转子套在转轴上，磁悬浮轴承的运行过程中需要检测转子的位置，从而对应调节磁力，使转子始终保持悬浮状态。转子位置的准确测量是实现磁悬浮轴承控制的关键。
在磁悬浮轴承应用领域中，通过设置位移传感器检测转子的位置，位移传感器安装在环状的固定架上，传统的安装方式有两种，分别为螺母固定和灌封固定，螺母固定通过螺母将传感器安装在固定架上，灌封固定直接将传感器与固定架焊接形成整体。
由于传感器距离转子的间距要求十分精准，因此当传感器损坏需要更换时，传统的传感器连接形式无法便捷地实现更换，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种能够快速更换定位传感器的转子位置检测装置，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，能够快速更换定位传感器，降低传感器更换的难度，具体方案如下：
一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，包括支撑框架和定位座，所述支撑框架上沿周向设置用于安装所述定位座的装配槽；
所述装配槽靠近转子的侧壁设置为机加工的径向定位面，所述定位座上设置与所述径向定位面相匹配的机加工面，所述定位座压在所述径向定位面上限定径向位置；
所述定位座用于定位安装传感器，所述传感器相对于所述定位座上的基准面进行标定。
可选地，所述装配槽相对的两侧设置为机加工的周向定位面，所述周向定位面用于限定所述定位座的周向位置。
可选地，所述径向定位面和所述周向定位面为相互垂直的平面。
可选地，所述支撑框架的表面上设置用于导向所述传感器信号线的走线槽。
可选地，所述传感器与所述定位座螺纹连接或灌胶固定；
所述传感器上螺纹连接用于固定位置的定位螺母。
可选地，所述支撑框架与所述定位座通过螺栓定位固定。
可选地，所述支撑框架为封闭的圆环形，所述装配槽为开设在所述支撑框架上的贯通孔或盲孔。
本发明公开一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，支撑框架上沿周向设置用于安装定位座的装配槽；装配槽靠近转子的侧壁设置为径向定位面，径向定位面采用机加工制成，具有很高的定位精度，定位座上设置与径向定位面相配合的机加工的基准面，径向定位面用于限定定位座的径向位置；定位座用于定位安装传感器，传感器与定位座形成一个整体，以定位座上的基准面为基准对传感器进行精确标定，转子的被检测面与基准面的距离相等时输出的检测值相等，在安装时仅需要保证定位座与支撑框架的相对位置即可，可快速更换定位传感器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明磁悬浮轴承转子位置检测装置一种具体实施例的结构示意图；
图2A为定位座的一种具体实施例的结构图；
图2B为支撑框架的一种具体实施例结构图；
图3A为传感器和定位座安装示意图；
图3B为传感器标定的原理示意图；
图3C为支撑框架与定位座相互装配的原理示意图。
图中包括：
支撑框架1、定位座2、装配槽3、径向定位面31、周向定位面32、传感器4、定位螺母41、走线槽5。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，能够快速更换定位传感器，降低传感器更换的难度。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的磁悬浮轴承转子位置检测装置进行详细的介绍说明。
本发明提供一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，图1为该定位检测装置一种具体实施例的结构示意图，其中包括支撑框架1和定位座2，两者相对固定装配。
支撑框架1上沿周向设置用于安装定位座2的装配槽3，每个定位座2对应一个装配槽3，如图1所示设置有四个定位座2，各个定位座2呈中心对称分布。支撑框架1套装在与磁悬浮轴承转子相对固定的转轴上，通常在转轴的两端分别设置一个该定位检测装置，通过检测转轴的位置反映出转子的位置；当然，也可将支撑框架1与磁悬浮轴承的定子相对固定，从而直接检测转子的位置。
装配槽3靠近转子的侧壁设置为机加工的径向定位面31，定位座2上设置与径向定位面31相匹配的机加工的基准面，如图2A所示，为定位座2的一种具体实施例的结构图，图中A表示基准面；两个机加工面可相对精准贴合；装配时定位座2的机基准面压在径向定位面31上，从而定位传感器4的径向位置，这里所指的径向为朝向对称中心的方向；通过径向定位面31限定定位座2的径向位置，使定位座2与转子之间保持特定的间距。
定位座2用于定位安装传感器4，传感器4的探头与定位座2上的基准面的相对固定可预先标定，转子上的被检测面与基准面的距离一定时，传感器的输出值相等。传感器4与定位座2安装不要求很精准，能实现传感器与定位座的间的快速安装，安装时将传感器4与定位座2之间进行标定；传感器检测的精度是通过以基准面为基准的标定实现的。
如图3A所示，为传感器4和定位座2安装示意图；第一步安装传感器4和定位座2，传感器4探头端部和定位座2基准面A的间距为L，这个L对安装精度要求不高。
如图3B所示，为传感器标定的原理示意图；第二步是传感器标定，例如：当标定盘X与安装座基准面距离为L1时，标定传感器输出0V，距离为L2时输出10V，L2-L1＝1mm，距离和输出为线性关系，1um对应输出10mV，当传感器4的探头距离基准面的距离L＝L1+100um，这时输出为1V，依次类推。每个传感器均如此标定，从而保证任何一个探头，只要检测面与安装座基准面距离一样，传感器输出就一样。传统的传感器是以探头端部为标定基准面标定的，但是探头端部没法作为安装基准，本发明通过引入一个定位座2，以定位座上的基准面作为标定基准对传感器进行标定。
如图3C所示，为支撑框架1与定位座2相互装配的原理示意图；第三步装配安装座与支撑框架，两个基准面进行配合，从而保证只要被检测面与基准面距离L4一样，传感器输出就一样，实现传感器的互换性，不需要考虑传感器4与被检测面之间的距离L3。
定位座2安装在支撑框架1上，安装定位座时传感器通常缩进0.5mm，防止转子碰坏传感器；传感器探头的方向朝向转子。在上述方案的基础上，本发明装配槽3相对的两侧设置为机加工的周向定位面32，周向定位面32用于限定定位座2的周向位置，如图2B所示，为支撑框架1的一种具体实施例结构图；以图2B最上方的装配槽3为例进行说明，装配槽3最下方的侧壁为径向定位面31，左右两侧的侧壁为周向定位面32，径向定位面31用于限定定位座2的竖向位置，周向定位面32用于限定定位座2的横向位置，将定位座2的位置唯一确定，保证相对的两个定位座2位于穿过对称中心的同一直径上，保证定位座2的对称度，降低检测过程中可能存在的偏差。
更进一步，本发明中将径向定位面31和周向定位面32设置为相互垂直的平面，以方便加工，当然若径向定位面31和周向定位面32采用弧面或者其他不规则形状也是可以的，这些具体的实施例均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1和图2B所示，支撑框架1的表面上设置用于导向传感器4信号线的走线槽5，走线槽5为支撑框架1表面设置的长条形凹陷结构，传感器4所连接的信号线可陷入走线槽5内，对信号线起到导向和定位的作用，同时防止信号线凸出于支撑框架1的表面。
在上述任一技术方案及其相互结合的基础上，传感器4与定位座2采用螺纹连接或灌胶固定，螺纹连接时可在传感器4上设置外螺纹，定位座2上设置内螺纹孔，传感器4与定位座2螺纹连接；传感器4上螺纹连接用于固定位置的定位螺母41，定位螺母41连接在传感器4与探头相对的一端，定位螺母41可压在定位座2的表面上；安装传感器时，先将传感器4螺纹连接在定位座2上，传感器4与定位座2的位置固定后，在传感器4上螺纹连接定位螺母41，定位螺母41压在定位座2上，对传感器4的位置实现固定。
除此之外，传感器4与定位座2之间也可采用其他固定形式，例如焊接或粘接等。
优选地，本发明中的支撑框架1与定位座2通过螺栓定位固定，螺栓连接包括两种形式，第一种可在定位座2的机加工面A上关于传感器4对称设置两个螺纹孔，在支撑框架1的相对位置设置两个通孔，螺栓穿过通孔后螺纹连接在螺纹孔中，通过螺栓的拉力使定位座2与径向定位面31压紧。
第二种可在支撑框架1与径向定位面31相对的一侧设置螺纹孔，螺栓拧入后顶在定位座2上，通过螺栓的推力使定位座2上的机加工面A与径向定位面31相对压紧。
如图2B所示，本发明的支撑框架1优选地设置为封闭的圆环形，装配槽3为开设在支撑框架1上的贯通孔，除了贯通设置之外，装配槽3也可设置为盲孔，这些具体的实施例均应包含在本发明的保护范围之内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，包括支撑框架（1）和多个定位座（2），所述支撑框架（1）为封闭的圆环形，多个所述定位座（2）呈中心对称分布，所述支撑框架（1）套装在与磁悬浮轴承转子相对固定的转轴上或者所述支撑框架（1）与磁悬浮轴承的定子相对固定，所述支撑框架（1）上沿周向设置用于安装所述定位座（2）的多个装配槽（3），每个所述定位座（2）对应一个所述装配槽（3）；
所述装配槽（3）靠近转子的侧壁设置为机加工的径向定位面（31），所述定位座上设置与所述径向定位面（31）相匹配的机加工面，所述定位座（2）的机加工面为基准面，所述定位座（2）压在所述径向定位面（31）上限定径向位置；
所述定位座（2）用于定位安装传感器（4），所述传感器（4）与所述定位座（2）形成一个整体，所述传感器（4）相对于所述定位座（2）上的基准面进行标定，转子上的被检测面与基准面的距离相同时，所述传感器（4）的输出值相等；
所述装配槽（3）相对的两侧设置为机加工的周向定位面（32），所述周向定位面（32）用于限定所述定位座（2）的周向位置，使相对的两个所述定位座（2）位于穿过对称中心的同一直径上；
通过装配所述定位座（2）与所述支撑框架（1），保证定位座（2）与支撑框架（1）的相对位置，快速更换定位所述传感器（4）。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，所述径向定位面（31）和所述周向定位面（32）为相互垂直的平面。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，所述支撑框架（1）的表面上设置用于导向所述传感器（4）信号线的走线槽（5）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，所述传感器（4）与所述定位座（2）螺纹连接或灌胶固定；
所述传感器（4）上螺纹连接用于固定位置的定位螺母（41）。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，所述支撑框架（1）与所述定位座（2）通过螺栓定位固定。
6.根据权利要求5所述的磁悬浮轴承转子位置检测装置，其特征在于，所述装配槽（3）为开设在所述支撑框架（1）上的贯通孔或盲孔。
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