用于平衡真空泵轉(zhuǎn)子或真空泵旋轉(zhuǎn)單元轉(zhuǎn)子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于平衡真空泵，特別是渦輪分子泵轉(zhuǎn)子或真空泵，特別是渦輪分子泵旋轉(zhuǎn)單元轉(zhuǎn)子的方法，其中，轉(zhuǎn)子借助至少一個磁性軸承特別是永磁軸承，相對于真空泵或旋轉(zhuǎn)單元的定子，以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地被支承。
【背景技術(shù)】
[0002]真空泵在真空技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，并在極其不同的技術(shù)應用中用于吸入特別是吸入氣態(tài)的介質(zhì)，及用于空腔的抽真空。在此方面，此外使用渦輪分子泵，這種泵在分子的也就是在非粘性的范圍內(nèi)工作并適用于產(chǎn)生純度非常高的真空。渦輪分子泵通常包括一個旋轉(zhuǎn)單元，其由定子和可相對于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，其中，為產(chǎn)生高純度的真空通常以非常高的轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0003]在這種非常高的轉(zhuǎn)速下，特別重要的是使轉(zhuǎn)子相對于定子盡可能無摩擦地被支承。這種支承通常通過兩個軸承實現(xiàn)，包括一個設(shè)置在吸入口也就是泵的高真空側(cè)區(qū)域內(nèi)的軸承和一個設(shè)置在排氣口也就是泵的所謂初真空側(cè)附近的軸承。因為高真空側(cè)上所具有的軸承與所要抽真空的體積連通，所以該軸承必須盡可能無污染，以防止所要抽真空的體積或里面所含有的介質(zhì)受到污染，特別是受到潤滑油的污染。
[0004]為滿足盡可能無摩擦和同時無污染支承的要求，公知的高真空側(cè)上所具有的軸承為磁性軸承且特別是永磁軸承，該軸承例如可以包括一個安裝在定子上的磁環(huán)柱和一個安裝在轉(zhuǎn)子上的磁環(huán)柱，這兩個磁環(huán)柱交錯設(shè)置并通過其相互的磁推斥保證在徑向上可旋轉(zhuǎn)地被支承。
[0005]在制造真空泵或旋轉(zhuǎn)單元時，轉(zhuǎn)子一般具有不平衡，這種不平衡不僅會引起振動，而且還會導致轉(zhuǎn)子或軸承和/或定子損壞。轉(zhuǎn)子因此必須保持平衡，然后才能按規(guī)定使用真空泵或旋轉(zhuǎn)單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的因此在于提供一種用于平衡真空泵轉(zhuǎn)子或真空泵旋轉(zhuǎn)單元轉(zhuǎn)子的方法，借助該方法可以盡可能完全消除轉(zhuǎn)子的不平衡。本發(fā)明此外的目的在于提供一種真空泵特別是渦輪分子泵，或真空泵的特別是渦輪分子泵的旋轉(zhuǎn)單元，其中轉(zhuǎn)子盡可能完全保持平衡。
[0007]該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法或通過具有權(quán)利要求15所述特征的真空泵或真空泵的旋轉(zhuǎn)單元得以實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選的實施方式和進一步構(gòu)成在從屬權(quán)利要求中予以說明。
[0008]依據(jù)本發(fā)明，公開一種用于平衡真空泵轉(zhuǎn)子或真空泵旋轉(zhuǎn)單元轉(zhuǎn)子的方法，其中，轉(zhuǎn)子借助至少一個磁性軸承特別是永磁軸承，相對于真空泵或旋轉(zhuǎn)單元的定子，以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地被支承，其中，該方法包括以下步驟:測量特別是磁性軸承平面上轉(zhuǎn)子的不平衡，并在取決于不平衡的情況下移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置，以便使轉(zhuǎn)子保持平衡。
[0009]本發(fā)明因此基于這種思路，即通過移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置使轉(zhuǎn)子保持平衡。與現(xiàn)有技術(shù)中所公開的使用可以改變轉(zhuǎn)子上質(zhì)量分布的配重相反，因此，依據(jù)本發(fā)明的平衡方法是一種設(shè)想不同的平衡方法，因為正如提到的那樣，本發(fā)明基于這種思路，即通過移動并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的位置使其保持平衡。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)點特別是，轉(zhuǎn)子至少在磁性軸承的平面上通過移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置可以保持平衡。因此至少在磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)，可以省去在現(xiàn)有技術(shù)中所公開的平衡方法中使用的平衡螺栓。由此也消除了作用于轉(zhuǎn)子的內(nèi)在力，這種內(nèi)在力是平衡螺栓在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的情況下，由于離心力而施加到轉(zhuǎn)子上。特別是在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的情況下，這種離心力也會導致轉(zhuǎn)子的損壞。因為在依據(jù)本發(fā)明的平衡方法中不需要平衡螺栓，所以因此可以提高轉(zhuǎn)子或真空泵或旋轉(zhuǎn)單元的耐久性。因此達到提高質(zhì)量的目的。
[0011]優(yōu)選旋轉(zhuǎn)軸的位置被移動并調(diào)節(jié)，以使旋轉(zhuǎn)軸至少在磁性軸承平面上與轉(zhuǎn)子的主慣性軸線至少接近重合。因此，轉(zhuǎn)子在平衡后至少在磁性軸承平面上基本上環(huán)繞其主慣性軸線旋轉(zhuǎn)并因此-至少在磁性軸承平面上-盡可能無不平衡運轉(zhuǎn)。
[0012]旋轉(zhuǎn)軸的本來位置，也就是移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸之前的位置，從轉(zhuǎn)子和定子在磁性軸承內(nèi)的相互支承中產(chǎn)生，特別是也由于通過磁性軸承施加的支承力或由磁性軸承的定子側(cè)部分和/或轉(zhuǎn)子側(cè)部分各自產(chǎn)生的磁場分布正常情況下沒有損壞的旋轉(zhuǎn)對稱的分布。旋轉(zhuǎn)軸的本來位置正常情況下與磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)主慣性軸線的位置存在偏差，從而轉(zhuǎn)子本來，也就是在平衡之前具有不平衡。
[0013]作為轉(zhuǎn)子的主慣性軸線在此方面是指那種慣性軸線，即它基本上在轉(zhuǎn)子縱軸線的方向上延伸和與此同時通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點分布。轉(zhuǎn)子的不平衡可以通過這樣移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置至少盡可能消除，即旋轉(zhuǎn)軸至少在磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)至少盡可能與主慣性軸線重合。
[0014]具有優(yōu)點的是，旋轉(zhuǎn)軸的位置這樣移動并調(diào)節(jié)，使不平衡得到減少，其中，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)軸進入轉(zhuǎn)子的剩余不平衡最小化的最佳位置。轉(zhuǎn)子因此可以這樣移動并調(diào)節(jié)，使其得到最佳平衡并使可能殘留的剩余不平衡最小化。在此方面，最佳位置相當于那個位置，即至少在磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子的主慣性軸線基本上重合。
[0015]按照依據(jù)本發(fā)明的方法一種優(yōu)選構(gòu)成，特別是借助平衡算法確定轉(zhuǎn)子不平衡最小化的旋轉(zhuǎn)軸的最佳位置并隨后將旋轉(zhuǎn)軸送入最佳位置。通過將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的位置移動并調(diào)節(jié)到最佳位置內(nèi)，因此可以使轉(zhuǎn)子本來的不平衡最小化或可能甚至消除。
[0016]優(yōu)選在取決于旋轉(zhuǎn)軸位置和/或主慣性軸線位置的情況下，通過特別是在其形狀和/或其材料專有的永磁特性方面改變磁性軸承，在磁性軸承平面上移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置。
[0017]通過改變磁性軸承的形狀，例如通過去除磁性軸承的材料，可以改變磁性軸承的定子側(cè)部分與轉(zhuǎn)子側(cè)部分之間的磁場分布并因此移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置。磁性軸承材料專有的磁性特性例如可以通過永磁軸承的至少局部消磁達到。特別是通過局部消磁可以得到控制的方式改變磁性軸承的定子側(cè)部分與轉(zhuǎn)子側(cè)部分之間的磁場分布并以所希望的方式移動并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的位置。局部消磁在此方面也僅指部分消磁，也就是一種類型的磁化減少。
[0018]磁性軸承可以在取決于旋轉(zhuǎn)軸的位置與主慣性軸線的位置偏差的情況下改變，特別是在其形狀和/或其材料專有的磁性特性方面。
[0019]為移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置，可以確定磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸位置與主慣性軸線位置的偏差。借助這樣確定的偏差，然后可以測定必須如何改變磁性軸承，例如在其通過去除材料的形狀方面和/或在其材料專有的磁性特性方面，也就是例如通過局部消磁，以便這樣移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸，使其在磁性軸承平面上至少接近與轉(zhuǎn)子的主慣性軸線重合或使其進入剩余不平衡最小化或在理想情況下甚至完全消除的最佳位置。
[0020]最好偏差按照量和方向確定。借助旋轉(zhuǎn)軸的位置與主慣性軸線的位置按照量和方向確定的偏差，可以比較簡單地測定必須如何在其形狀和/或在其材料專有的永磁特性方面改變磁性軸承，以便使旋轉(zhuǎn)軸在磁性軸承平面的區(qū)域內(nèi)盡可能與主慣性軸線重合或使旋轉(zhuǎn)軸進入最佳位置。
[0021]為移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置，優(yōu)選從磁性軸承的至少一個永久磁鐵上去除材料，特別是通過最好從磨削、鉆孔、銑削和車削組中選取的切削方法。
[0022]通過從永磁軸承有針對性地去除材料，可以簡單方式有針對性地改變磁性軸承的轉(zhuǎn)子側(cè)部分與定子側(cè)部分之間的磁場分布并以所希望的方式移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置。
[0023]按照本發(fā)明一種優(yōu)選的進一步構(gòu)成，為移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的位置，磁性軸承的至少一個永久磁鐵至少在一個區(qū)域內(nèi)至少部分消磁。
[0024]通過永磁軸承的局部至少部分消磁，同樣可以改變磁性軸承的定子側(cè)部分與轉(zhuǎn)子側(cè)部分之間的磁場分布并因此移動并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸相對于主慣性軸線的位置。
[0025]通過永磁軸承的局部至少部分消磁，此外可以影響磁性軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)矩，其中，優(yōu)選借助轉(zhuǎn)矩可以減少或補償已經(jīng)存在的力矩和/或動態(tài)不平衡。
[0026]具有優(yōu)點的是，該區(qū)域通過加熱到高于永久磁鐵至少部分持續(xù)失去其磁性特性的溫度消磁。按照這種方式，可以特別簡單地達到永久磁鐵區(qū)域內(nèi)部分消磁的目的。
[0027]磁性軸承的改變在此方面原則上在磁性軸承的轉(zhuǎn)子側(cè)部分上、在磁性軸承的定子側(cè)部分上或既在磁性軸承的轉(zhuǎn)子側(cè)部分上