具有梯形框集气槽的永磁复合轴承及其集气槽的加工方法 技术领域：本发明涉及一种非接触轴承，主要作为机床等机械的主轴轴承使用。
背景技术：申请号为00243695.7地专利公开一种磁悬浮轴承，该种轴承由同为磁铁的外轴套1和内轴套2组成，轴套的内圆柱面和外圆柱面分别为磁极，而且外轴套1的内圆柱面与内轴套的外圆柱面是具有相同磁性的磁极，这样由于同极相斥的原因，内外轴套不相接触，呈现磁悬浮状态，消除了一般机械轴承转动时产生的摩擦力。但这种轴承不能用于高转速的场合。以外轴套1固定，内轴套2旋转的情况为例，轴3带动内轴套2高速旋转，由于加工制造中存在着不可避免的误差，内轴套2和轴3的质量不可能在长度方向上相对于旋转轴心完全对称，这样就会发生如图3所示的内轴套2和轴3相对于外轴套1的摆动，既影响旋转精度，又会在点4和点5处发生外轴套1和内轴套2的碰撞，造成轴承的损坏。
发明内容：为了解决现有的磁悬浮轴承不能用于高速旋转场合的问题，提供一种既能用于低速场合又适用于高速旋转场合的磁悬浮轴承，本发明是通过下述方案予以实现的：具有梯形框集气槽的永磁复合轴承，它由同为永磁体的外轴套6和内轴套7组成，外轴套6和内轴套7的内、外圆柱表面是磁极，外轴套6的内圆柱面与内轴套7的外圆柱面是具有相同磁性的磁极，其特征是外轴套6的内圆柱面上或内轴套7的外圆柱面上开有至少一列集气槽8，每列中的若干个集气槽8沿外轴套6的内圆柱面或内轴套7的外圆柱面的圆周方向均匀分布，集气槽8沿外轴套6或内轴套7的宽度方向设置为梯形框。集气槽8开在内轴套7外表面时，如图5所示。外轴套6固定不动，内轴套7顺时针高速旋转，空气从集气槽8的两端被收集入集气槽中并汇集在梯形框的上顶边处，内轴套7的转速越高则抽入的空气越多，在梯形框的上顶边处的气压就越高，从而在外轴套6的内圆柱面与内轴套7的外圆柱面之间产生一个能承受压力的环空气垫，该环空气垫宽度大于或等于梯形框顶边的长度，而且环空气垫沿长度方向压力较均匀，不仅能消除因高速旋转造成的内轴套7的跳动，而且能减小内轴套7的摆动，旋转速度越高，旋转的精度就越高，内轴套7旋转刚度也越强。集气槽8开在外轴套6的内表面时，除内轴套7固定不动，外轴套6高速旋转以外，其它与集气槽8开在内轴套7外表面的情况相同。本发明解决了现有的磁悬浮轴承不能用于高速旋转场合的问题，具有设计合理、工作可靠和宜于推广实施的优点，尤其适用于磨床中使用。
本发明还提供一种用于本发明具有梯形框集气槽的永磁复合轴承的集气槽的加工方法。本方法通过下述步骤予以实现：一、清洗外轴套6或内轴套7。二、在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上镀一层均匀的金属层或金钢石薄膜作为工作层。三、在工作层的表面上掩膜蚀刻加工出集气槽8。
本发明还提供另一种也用于本发明具有梯形框集气槽的永磁复合轴承的集气槽的加工方法。本方法通过下述步骤予以实现：一、清洗外轴套6或内轴套7。二、在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上涂覆一层感光材料。三、在感光材料的表面上遮盖遮光模板，遮光模板是能在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上遮住或仅显露出集气槽8的位置和形状的模板。四、对外轴套6的内表面或内轴套7的外表面进行感光处理。五、把通过感光处理脱落的感光材料处理掉后，腐蚀出集气槽8或镀出金属工作层从而形成低位的集气槽8。
附图说明：图1是本发明实施方式一的结构示意图，图2和图3是现有的磁悬浮轴承的结构示意图，图4是实施方式二的结构示意图，图5是图1的A-A剖视图，图6是实施方式三的结构示意图，图7是实施方式四的结构示意图。
具体实施方式一：下面结合图1和图5具体说明本实施方式。它由同为永磁体的外轴套6和内轴套7组成，外轴套6和内轴套7的内、外圆柱表面是磁极，外轴套6的内圆柱面与内轴套7的外圆柱面是具有相同磁性的磁极，内轴套7的外圆柱面上开有一列集气槽8，若干个集气槽8沿内轴套7的外圆柱面的圆周方向均匀分布，集气槽8沿内轴套7的宽度方向设置为梯形框。
具体实施方式二：下面结合图4具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，集气槽8开在外轴套6的内圆柱表面上。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：下面结合图6具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，集气槽8的梯形框的拐角处为圆弧过渡。如此设置的集气槽，空气的流入性更好，气垫环的各部分压力也更均衡。
具体实施方式四：下面结合图7具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，内轴套7的外圆柱表面上设置有左列槽组10和右列槽组11，左列槽组10与右列槽组11之间的内轴套7的外圆柱表面上开有环空12，外轴套6的表面上与环空12相对应位置处开有通气孔13，左列槽组10和右列槽组11都由若干个集气槽8组成。由于本实施方式中设置有两列集气槽8，会形成两个环空气垫，因此它的防摆效果要优于实施方式一的轴承，非常适用于悬臂使用的场合。
具体实施方式五：下面结合图5具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，集气槽8的深度X在1微米至10微米之间。集气槽8可用人造金钢石薄膜进行掩膜蚀刻的方法加工出来。
具体实施方式六：一种具有梯形框集气槽的永磁复合轴承的集气槽的加工方法。本方法通过下述步骤予以实现：一、清洗。把外轴套6或内轴套7的表面用丙酮或酒精清洗干净。二、生成工作层。在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上镀一层均匀的金属层或金钢石薄膜作为工作层。三、在工作层的表面上掩膜蚀刻加工出集气槽8。
具体实施方式七：一种具有梯形框集气槽的永磁复合轴承的集气槽的加工方法。本方法通过下述步骤予以实现：一、清洗。把外轴套6或内轴套7的表面用丙酮或酒精清洗干净。二、在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上涂覆一层感光材料。三、在感光材料的表面上遮盖遮光模板，遮光模板是能在外轴套6的内表面上或内轴套7的外表面上遮住或仅显露出集气槽8的位置和形状的模板。四、对外轴套6的内表面或内轴套7的外表面进行感光处理。五、把通过感光处理脱落的感光材料处理掉后，腐蚀出集气槽8或镀出金属工作层从而形成低位的集气槽8。