专利摘要

本发明公开了一种磁悬浮平衡轴系统，其特征是：设置平衡轴壳与平衡轴芯轴为一体式结构，从而形成新式平衡轴壳；使得新式平衡轴壳、平衡轴支架与平衡轴套之间能形成两种位置关系；设置一控制系统；并分别与平衡轴套壳两端的零部件相连。本发明能改变各零部件之间的连接和传动方式，使平衡轴系统有较高的适应性，改善其受力情况，从而增加结构的可靠性与使用寿命。

权利要求

1.一种磁悬浮平衡轴系统，包括左侧部结构和右侧部结构，并通过中间连接轴(7)进行连接；所述左侧部结构和右侧部结构为对称结构；其中任一侧部结构包括：平衡轴壳、平衡轴芯轴和平衡轴支架(2)；所述平衡轴芯轴的一侧套装有所述平衡轴壳；另一侧套装有所述平衡轴支架；其特征是：

设置平衡轴壳与所述平衡轴芯轴为一体式结构，从而形成新式平衡轴壳(1)；在所述新式平衡轴壳(1)的圆柱端套装有平衡轴套(3)；并在所述平衡轴套(3)上套装有所述平衡轴支架(2)；从而使得所述新式平衡轴壳(1)、所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴套(3)之间能形成位置关系一或位置关系二；

所述位置关系一为：

所述新式平衡轴壳(1)与所述平衡轴套(3)之间存在径向间隙和轴向间隙；且所述所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴套(3)之间为相对固定；所述径向间隙使得所述新式平衡轴壳(1)与所述平衡轴套(3)之间能径向相对浮动；所述轴向间隙使得所述新式平衡轴壳(1)与所述平衡轴轴套(3)之间轴向无相对接触；

所述位置关系二为：

所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴轴套(3)之间存在径向间隙和轴向间隙；且所述新式平衡轴壳(1)与所述平衡轴支架(2)之间为相对固定；所述径向间隙使得所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴轴套(3)之间径向能相对浮动；所述轴向间隙使得所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴轴套(3)之间轴向无相对接触；

所述平衡轴套(3)包括：零部件和平衡轴套壳(13)；

在所述平衡轴套壳(13)的两侧端面上分别均匀分布有所述零部件；所述零部件包括：轴向磁场发生装置(4)、径向磁场发生装置(6)、轴向距离传感器(10)和径向距离传感器(14)；

设置一控制系统；

所述控制系统分别与所述平衡轴套壳(13)两端的零部件相连，用于获取所述轴向距离传感器(10)的轴向间隙信号，以及所述径向距离传感器(14)的径向间隙信号；并控制所述轴向磁场发生装置(4)的磁场强弱，以及所述径向磁场发生装置(6)的磁场强弱。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：所述轴向磁场发生装置(4)由第一铁芯(11)和第一线圈(12)组成，所述第一线圈(12)缠绕于所述第一铁芯(11)上，从而产生轴向磁场。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：所述径向磁场发生装置(6)由第二铁芯(8)和第二线圈(9)组成，所述第二线圈(9)缠绕于所述第二铁芯(8)上，用于产生径向磁场；所述第二铁芯(8)的内端面为圆柱面结构，且内端面的圆弧与所述平衡轴壳(1)的圆柱端同心。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：在所述位置关系一中，所述径向磁场发生装置(6)均匀分布在所述平衡轴套壳(13)轴线以下的端面上；在所述位置关系二中，所述径向磁场发生装置(6)均匀分布在所述平衡轴套壳(13)轴线以上的端面上。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：在所述平衡轴套壳(13)的端面上设置有两个径向磁场发生装置(6)；且所述两个径向磁场发生装置(6)相对于所述平衡轴套壳(13)的轴线所在的垂面为对称分布；任一个径向磁场发生装置与所述轴线所在的垂面的夹角为α，以所述夹角α来调节磁场强弱。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：在所述平衡轴支架(2)与所述平衡轴壳(1)之间设置有密封装置(5)，以所述密封装置(5)形成所述平衡轴轴套(3)的两端密封结构。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮平衡轴系统，其特征是：所述控制系统通过控制电流强弱来控制磁场强弱，从而实现所述平衡轴壳(1)在各个方向上的悬浮。

说明书

技术领域

本发明属于汽车平衡悬架系统，具体涉及一种重型汽车平衡轴系统。

背景技术

在多轴重型汽车中，为了保证在运行过程中，所有轮胎同时接触地面，都采用了平衡轴系统，工作过程中其力传递过程为：平衡轴壳→角接触球面轴承或轴套→平衡轴芯轴→平衡轴支架，由于工作条件恶劣，径向载荷大，要求该系统具有较高的可靠性，各零部件具有较大的强度，同时由于工作过程中载荷变化快，且幅度大，要求结构具有较高的疲劳强度。

磁悬浮技术现今已比较成熟，在很多行业都有应用，但在汽车平衡悬架系统的用于中还有待研究。

现有的平衡轴系统有多种结构，但它们共同的特点都是采用全机械式的结构，通过相关结构使平衡轴壳可以围绕芯轴转动，结构中存在相对滑动摩擦面，表面易磨损，并且受力集中程度大结构复杂，相关零部件容易发生轴向窜动，容易使平衡轴端部的挡圈螺栓松动，甚至断裂，易造成结构破裂等故障。同时由于接触面积大，对相对滑动表面的材料及表面粗糙度要求高，加工制造难度大，且润滑性能和结构密封性能要求较高。针对现有的各种不同的平衡轴系统，根据应用场合的不同，都有其受力不合理之处。

现有平衡轴系统中间隙的大小由设计人员的经验给定，有时间隙太小，结构容易卡死，且在工作过程中由于磨损，间隙在不断改变，为汽车的振动引入了不可控因素。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出了一种磁悬浮平衡轴系统，以期能改变各零部件之间的连接和传动方式，使平衡轴系统有较高的适应性，改善其受力情况，从而增加结构的可靠性与使用寿命。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种磁悬浮平衡轴系统，包括左侧部结构和右侧部结构，并通过中间连接轴进行连接；所述左侧部结构和右侧部结构为对称结构；其中任一侧部结构包括：平衡轴壳、平衡轴芯轴和平衡轴支架；所述平衡轴芯轴的一侧套装有所述平衡轴壳；另一侧套装有所述平衡轴支架；其结构特点是：

设置平衡轴壳与所述平衡轴芯轴为一体式结构，从而形成新式平衡轴壳；在所述新式平衡轴壳的圆柱端套装有平衡轴套；并在所述平衡轴套上套装有所述平衡轴支架；从而使得所述新式平衡轴壳、所述平衡轴支架与所述平衡轴套之间能形成位置关系一或位置关系二；

所述位置关系一为：

所述新式平衡轴壳与所述平衡轴套之间存在径向间隙和轴向间隙；且所述所述平衡轴支架与所述平衡轴套之间为相对固定；所述径向间隙使得所述新式平衡轴壳与所述平衡轴套之间能径向相对浮动；所述轴向间隙使得所述新式平衡轴壳与所述平衡轴轴套之间轴向无相对接触；

所述位置关系二为：

所述平衡轴支架与所述平衡轴轴套之间存在径向间隙和轴向间隙；且所述新式平衡轴壳与所述平衡轴支架之间为相对固定；所述径向间隙使得所述平衡轴支架与所述平衡轴轴套之间径向能相对浮动；所述轴向间隙使得所述平衡轴支架与所述平衡轴轴套之间轴向无相对接触；

所述平衡轴套包括：零部件和平衡轴套壳；

在所述平衡轴套壳的两侧端面上分别均匀分布有所述零部件；所述零部件包括：轴向磁场发生装置、径向磁场发生装置、轴向距离传感器和径向距离传感器；

设置一控制系统；

所述控制系统分别与所述平衡轴套壳两端的零部件相连，用于获取所述轴向距离传感器的轴向间隙信号，以及所述径向距离传感器的径向间隙信号；并控制所述轴向磁场发生装置的磁场强弱，以及所述径向磁场发生装置的磁场强弱。

本发明所述的磁悬浮平衡轴系统的结构特点也在于：

所述轴向磁场发生装置由第一铁芯和第一线圈组成，所述第一线圈缠绕于所述第一铁芯上，从而产生轴向磁场。

所述径向磁场发生装置由第二铁芯和第二线圈组成，所述第二线圈缠绕于所述第二铁芯上，用于产生径向磁场；所述第二铁芯的内端面为圆柱面结构，且内端面的圆弧与所述平衡轴壳的圆柱端同心。

在所述位置关系一中，所述径向磁场发生装置均匀分布在所述平衡轴套壳轴线以下的端面上；在所述位置关系二中，所述径向磁场发生装置均匀分布在所述平衡轴套壳轴线以上的端面上；

在所述平衡轴套壳的端面上设置有两个径向磁场发生装置；且所述两个径向磁场发生装置相对于所述平衡轴套壳的轴线所在的垂面为对称分布；任一个径向磁场发生装置与所述轴线所在的垂面的夹角为α，以所述夹角α来调节磁场强弱。

在所述平衡轴支架与所述平衡轴壳之间设置有密封装置，以所述密封装置形成所述平衡轴轴套的两端密封结构。

所述控制系统通过控制电流强弱来控制磁场强弱，从而实现所述平衡轴壳在各个方向上的悬浮。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：

1、本发明将磁悬浮技术应用于平衡轴系统中，拓展了磁悬浮技术的应用，丰富了平衡轴系统的结构，使工程人员的选择更加多样化。

2、本发明中通过磁力传递径向和轴向力，并不依赖于零件表面之间的接触，使力能够均匀的分布于零件表面，从而使结构受力更加合理，减小了应力集中，能够提高系统的可靠性。

3、本发明中相对转动表面之间没有了接触，不用考虑零件中间的摩擦、磨损，对零件表面的加工要求不高，而且提高了使用寿命，同时不会出现由于间隙过小使结构卡死的情况。

4、本发明中由于磁悬浮技术的应用使平衡轴系统的结构得到极大简化，许多结构可以做为一体式的结构，使结构更加紧凑，同时也便于对结构进行分析优化及轻量化设计。

5、本发明不用考虑润滑，密封性能要求也不高。

6、本发明通过磁悬浮系统可实现对平衡轴系统的主动控制，通过相关控制策略可实现对整车振动形式的控制，从而为汽车平顺性研究及车身减震提供新的研究方法。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的轴套及相关部件的结构图；

图3为本发明的轴套及相关部件的一端面图；

图4为本发明的径向磁场发生装置的结构图；

图中序号：1新型平衡轴壳；2平衡轴支架；3平衡轴套；4轴向磁场发生装置；5密封圈；6径向磁场发生装置；7中间连接轴；8径向磁场发生装置铁芯；9径向磁场发生装置线圈；10轴向距离传感器；11轴向磁场发生装置铁芯；12轴向磁场发生装置线圈；13平衡轴套壳；14径向距离传感器。

具体实施方式

本实施例中，如图1所示，一种磁悬浮平衡轴系统，包括左侧部结构和右侧部结构，并通过中间连接轴7进行连接；左侧部结构和右侧部结构为对称结构，中间连接轴7的左右两端分别与左侧部的平衡轴支架2a和右侧部的平衡轴支架2b相连，连接点分别位于两平衡轴支架的下部孔处；下面以其中任一侧部结构为例，来介绍本平衡轴系统的工作原理；其中任一侧部结构包括：平衡轴壳、平衡轴芯轴和平衡轴支架2；平衡轴芯轴的一侧套装有平衡轴壳；另一侧套装有平衡轴支架；

设置平衡轴壳与平衡轴芯轴为一体式结构，从而形成新式平衡轴壳1；在新式平衡轴壳1的圆柱端套装有平衡轴套3；并在平衡轴套3上套装有平衡轴支架2，套装位置为平衡轴支架2的上部孔处；从而使得新式平衡轴壳1、平衡轴支架2与平衡轴套3之间能形成位置关系一或位置关系二；

位置关系一为：

新式平衡轴壳1与平衡轴套3之间存在径向间隙和轴向间隙；且平衡轴支架2与平衡轴套3之间为相对固定；径向间隙使得新式平衡轴壳1与平衡轴套3之间能径向相对浮动；轴向间隙使得新式平衡轴壳1与平衡轴轴套3之间轴向无相对接触；这样就实现了新式平衡轴套1与平衡轴套3之间无摩擦接触。

位置关系二为：

平衡轴支架2与平衡轴轴套3之间存在径向间隙和轴向间隙；且新式平衡轴壳1与平衡轴支架2之间为相对固定；径向间隙使得平衡轴支架2与平衡轴轴套3之间能径向相对浮动；轴向间隙使得平衡轴支架2与平衡轴轴套3之间轴向无相对接触；这样就实现了平衡轴套3与平衡轴轴套3之间无摩擦接触。

平衡轴套3为左右对称结构，其结构包括：用于实现磁悬浮功能的相关零部件和平衡轴套壳13；

在平衡轴套壳13的两侧端面上分别均匀分布有用于实现磁悬浮功能的相关零部件；平衡轴套壳13的两侧面分布开设有孔槽结构，用于安装零部件；零部件包括：轴向磁场发生装置4、径向磁场发生装置6、轴向距离传感器10和径向距离传感器14；为了使结构紧凑，方便实现功能，且受力情况较好，相关零部件可按照图2方式为例进行布置，即磁场发生装置4、轴向距离传感器10和径向距离传感器14可分别为4个，均匀分布于平衡轴套壳13端面，且相互间隔开；

设置一控制系统；

控制系统分别与平衡轴套壳13两端的零部件相连，用于获取轴向距离传感器10的轴向间隙信号，以及径向距离传感器14的径向间隙信号；并控制轴向磁场发生装置4的磁场强弱，以及径向磁场发生装置6的磁场强弱；从而改变磁力大小，来与外力平衡，从而实现系统在工作过程中的动态平衡。

轴向磁场发生装置4由第一铁芯11和第一线圈12组成，第一线圈12缠绕于第一铁芯11上，从而产生需要的轴向磁场。

径向磁场发生装置6由第二铁芯8和第二线圈9组成，第二线圈9缠绕于第二铁芯8上，用于产生需要的径向磁场；第二铁芯8的内端面为圆柱面结构，且内端面的圆弧与新型平衡轴壳1的圆柱端同心；从而保证新型平衡轴壳1所受到的磁力通过圆心，便于结构的控制，保证运动平稳，其结构如图4所示。

在位置关系一中，径向磁场发生装置6均匀分布在平衡轴套壳13轴线以下的端面上；在位置关系二中，径向磁场发生装置6均匀分布在平衡轴套壳13轴线以上的端面上；

如图3所示，在平衡轴套壳13的端面上设置有两个径向磁场发生装置6；且两个径向磁场发生装置6相对于平衡轴套壳13的轴线所在的垂面为对称分布；任一个径向磁场发生装置与轴线所在的垂面的夹角为α，以夹角α来调节磁场强弱。以位置关系1为例，两个径向磁场发生装置6位于平衡轴套壳13轴线以下且相对于平衡轴套壳13的轴线所在的垂面为称分布，α的值在控制磁场强弱若，在使外力与磁场力达到动态平衡中，起着关键作用。

在平衡轴支架2与平衡轴壳1之间设置有密封装置5，以密封装置5形成平衡轴轴套3的两端密封结构。

控制系统通过控制电流强弱来控制磁场强弱，从而实现平衡轴壳1在各个方向上的悬浮。

以位置关系一为例，整个平衡轴系统工作过程如下：

当系统启动时，平衡轴壳1最外端受到竖直向上的力，使平衡轴壳1的圆柱端与平衡轴套3之间的径向间隙减小，径向距离传感器14不断监控间隙大小，当间隙达到设定值时，控制系统控制磁场发生器6中电流大小，使磁场产生与作用力相反的磁力，使间隙减小速度减慢，当磁力大于作用力时，间隙增大，但另一侧间隙减小，当另一侧间隙减小到设定值时，改变电流大小，使磁场力小于外力，从而改变间隙，如此循环，最终使系统达到动态平衡。当系统动态平衡后如果外力受到扰动改变大小，从而间隙大小改变，按照同样原理控制系统通过调整电流使系统达到新的平衡。当系统轴向受力时，按照同样原理，可通过调节轴向磁场发生器4中电流大小，使系统轴向平衡，两相对转动端面无接触。

一种磁悬浮平衡轴系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。