一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置

技术领域

本发明属于机械工程润滑技术领域，具体涉及一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置。

背景技术

磁性液体是一种新型的具有超顺磁性的纳米智能材料，被表面活性剂包覆的磁性纳米颗粒均匀分散在载体液中，由于其独特的流变性和可控优势，被应用于密封、润滑和散热等领域。磁性液体可以通过在固定的磁场中提供定向润滑来防止润滑剂的流失。同时，通过调节磁场强度，磁流体的粘度也会发生变化，可以调节高温等环境因素造成的粘度变化，实现主动润滑。

在航天高精度光学伺服机构中，为提高伺服精度通常把深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢等问题，严重影响航天高精度光学测量结果。因此，如何开发一种转动扭矩小、运行精度高的纳米薄膜润滑装置成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决深沟球轴承存在的将深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢，使轴承运行寿命大幅降低甚至失效的技术问题，提供一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，包括转轴、端盖、壳体和弹性挡圈，其还包括第一永磁体、第二永磁体、若干滚针、外圈、内圈、保持架、外圈压盖和内圈压盖，所述第一永磁体装在外圈外周面设置的第一安装腔上，所述外圈压盖装在外圈设置第一安装腔敞口的一端并将第一永磁体固定在第一安装腔中，所述第二永磁体装在内圈内周面设置的第二安装腔上，所述内圈压盖装在内圈设置第二安装腔敞口的一端并将第二永磁体固定在第二安装腔中，所述外圈和外圈压盖对应设在内圈和内圈压盖上且外圈内周面与内圈外周面之间形成滚针安装腔，所述若干滚针均匀装在保持架的滚针孔内，所述保持架及滚针装在滚针安装腔中，所述内圈、第二永磁体和内圈压盖套装在转轴上并用弹性挡圈轴向固定，所述外圈、第一永磁体和外圈压盖设在壳体设置的内腔中，并通过端盖和螺栓固定在内腔中。

进一步地，所述外圈外周面和所述内圈内周面分别设有圆柱环形的第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔和第二安装腔均在轴向方向上一端敞开。

进一步地，所述第一永磁体与第二永磁体为圆柱环形永磁体，其充磁方向相同，且均沿径向充磁。

进一步地，所述滚针为厚壁圆筒结构，采用永磁材料制成，其与所述第一永磁体和所述第二永磁体充磁方向相同，且均沿径向充磁。

进一步地，所述保持架和所述外圈及内圈都不发生接触和碰撞，所述保持架和滚针的碰撞修正滚针运动，同时将滚针分隔在一定的等间距位置。

进一步地，还包括磁性液体，所述磁性液体装在滚针安装腔中且分别吸附到所述外圈与内圈左侧形成的密封间隙中和所述外圈压盖和内圈压盖形成的密封间隙中，起到密封作用。

本发明的有益效果是：

本发明采用的技术方案，将圆柱环形永磁体分别安装到外圈、内圈所设的安装腔内，结合永磁材料制成的厚壁圆筒滚针形成磁场回路。在磁场的作用下，磁性液体牢固地吸附在滚针与内圈和外圈的游隙处，有效提高了轴承润滑能力。同时，永磁体的磁路在内圈、外圈和外圈压盖、内圈压盖之间连通，形成封闭的循环磁场，使磁性液体吸附在内、外圈和外圈压盖、内圈压盖之间所成的间隙处，从而实现润滑装置的自密封效果。解决了深沟球轴承存在的将深沟球轴承游隙压到很小，导致了运行扭矩过大，响应速度减慢，使轴承运行寿命大幅降低甚至失效的技术问题。因此，与背景技术相比，本发明在微小径向游隙下可显著提高轴承润滑能力，减小摩擦扭矩，同时实现了轴承的自密封效果，具有润滑性能好、摩擦扭矩小和运转精度高等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的A部放大图；

图中：1-转轴；2-防尘圈；3-端盖；4-1-第一永磁体；4-2-第二永磁体；5-磁性液体；6-滚针；7-外圈；8-内圈；9-壳体；10-保持架；11-外圈压盖；12-内圈压盖；13-1-第一安装腔；13-2-第二安装腔；14-螺栓；15-弹性挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

如图1和图2所示，本实施例中的一种高精度磁性纳米薄膜润滑装置，包括转轴1、端盖3、壳体9和弹性挡圈15，其还包括第一永磁体4-1、第二永磁体4-2、若干滚针6、外圈7、内圈8、保持架10、外圈压盖11和内圈压盖12，所述第一永磁体4-1装在外圈7外周面设置的第一安装腔13-1上，所述外圈压盖11装在外圈7设置第一安装腔13-1敞口的一端并将第一永磁体4-1固定在第一安装腔13-1中，所述第二永磁体4-2装在内圈8内周面设置的第二安装腔13-2上，所述内圈压盖12装在内圈8设置第二安装腔13-2敞口的一端并将第二永磁体4-2固定在第二安装腔13-2中，所述外圈7和外圈压盖11对应设在内圈8和内圈压盖12上且外圈7内周面与内圈8外周面之间形成滚针安装腔，所述若干滚针(6)均匀装在保持架(10)的滚针孔内，所述保持架(10)及滚针(6)装在滚针安装腔中，所述内圈8、第二永磁体4-2和内圈压盖12套装在转轴1上并用弹性挡圈15轴向固定，所述内圈8和内圈压盖12与所述转轴1外周面过盈配合，所述第二永磁体4-2与所述转轴1外周面相贴合；所述外圈7、第一永磁体4-1和外圈压盖11设在壳体9设置的内腔中，并通过端盖3和螺栓14固定在内腔中，所述外圈7和外圈压盖11与壳体9内腔的内周面过盈配合，所述第一永磁体4-1与壳体9内腔的内周面相贴合。所述端盖3的内孔中设有防尘圈2。所述外圈7、内圈8为导磁材料。所述外圈压盖11和内圈压盖12采用导磁性材料制成。所述弹性挡圈15采用非导磁性材料制成。

进一步地，所述外圈7外周面和所述内圈8内周面分别设有圆柱环形的第一安装腔13-1和第二安装腔13-2，所述第一安装腔13-1和第二安装腔13-2均在轴向方向上一端敞开。

进一步地，所述第一永磁体4-1与第二永磁体4-2为圆柱环形永磁体，其充磁方向相同，且均沿径向充磁。

进一步地，所述滚针6为厚壁圆筒结构，采用永磁材料制成，其与所述第一永磁体4-1和所述第二永磁体4-2充磁方向相同，且均沿径向充磁。

进一步地，所述保持架10和所述外圈7及内圈8都不发生接触和碰撞，所述保持架10和滚针6的碰撞修正滚针6运动，同时将滚针6分隔在一定的等间距位置使滚动体均匀分布，从而让载荷均匀分布。

进一步地，还包括磁性液体5，所述磁性液体5装在滚针安装腔中且分别吸附到所述外圈7与内圈8左侧形成的密封间隙中和所述外圈压盖11和内圈压盖12形成的密封间隙中，在密封间隙磁场作用下起到密封作用。