用于磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的輔助軸承的制作方法
【專利摘要】一種組件，包括相對(duì)于固定外殼(16)通過(guò)至少一個(gè)主動(dòng)磁性軸承(12)和至少一個(gè)輔助軸承(18)支撐的旋轉(zhuǎn)軸(10)，主動(dòng)磁性軸承(12)存在平均徑向氣隙(E1)，輔助軸承(18)包括一方面固定到外殼(16)的襯套(21)和另一面固定到旋轉(zhuǎn)軸(10)的套筒(20)。襯套(21)和套筒(20)具有定義小于所述平均徑向氣隙(E1)的間隙(E2)的相對(duì)表面(24、23)。襯套(21)和套筒(20)的每個(gè)圍繞軸(10)的縱軸呈現(xiàn)出對(duì)稱，而在包括所述縱軸的縱向截面內(nèi)具有不同形狀，以當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸(10)落在輔助軸承上時(shí)優(yōu)化接觸壓力分布。
【專利說(shuō)明】用于磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的輔助軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的輔助軸承和涉及包含這種輔助軸承的磁懸浮。

【背景技術(shù)】
[0002]磁性軸承運(yùn)行沒(méi)有機(jī)械摩擦，但是需要持續(xù)供給電力。在動(dòng)力失效的情況中，軸需要通過(guò)所謂的輔助軸承支撐，輔助軸承還稱作著陸軸承、應(yīng)急軸承或備用軸承。
[0003]裝備有主動(dòng)磁性軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括機(jī)械輔助軸承，輔助軸承用于如果一個(gè)磁性軸承過(guò)載或如果電氣或電動(dòng)控制電路失效或其他故障或懸浮過(guò)載的情況。
[0004]輔助裝置提供機(jī)械冗余并且需要正確的界定和定義尺寸以便充分保證機(jī)械不被損壞并且一旦過(guò)載或伺服控制失效消失設(shè)備可以立刻恢復(fù)。
[0005]一般地干潤(rùn)滑或套筒襯套組合(平滑環(huán))的滾動(dòng)元件軸承可以被用于構(gòu)建輔助軸承。
[0006]更特別地是使用滾動(dòng)元件軸承的輔助軸承可以使用陶瓷滾動(dòng)元件軸承。然而這種軸承費(fèi)用高昂而且需要很大的空間。
[0007]輔助滑動(dòng)軸承具有平滑表面，特別是使用套筒襯套組合的輔助軸承具有各種各樣的缺點(diǎn)。特別地，通常套筒具有負(fù)載不足的承載能力和不能應(yīng)對(duì)高滑動(dòng)速度。由于磁性軸承的氣隙，其不能預(yù)測(cè)軸是否以軸向?qū)R襯套中心軸的方式下降?？赡馨l(fā)生軸和襯套未對(duì)齊而不是同心。這在安裝在軸上的套筒的邊緣上產(chǎn)生很高的接觸壓力。因此，通常避免套筒的使用。
[0008]安裝在磁性軸承上的轉(zhuǎn)子通常呈現(xiàn)非常高的公稱轉(zhuǎn)速。在這樣的情形下，由于控制或動(dòng)力供給失效如果發(fā)生轉(zhuǎn)子落在輔助軸承上，轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)速度下存在偏心回旋運(yùn)動(dòng)，偏心隨后通過(guò)輔助軸承的間隙定義。在這種情形下，出現(xiàn)非常高度的不平衡導(dǎo)致軸承的損壞或轉(zhuǎn)子的變形。
[0009]圖1示出了用于支撐旋轉(zhuǎn)軸10的常規(guī)徑向磁性軸承12的示例。磁性軸承12包括構(gòu)成為電磁的定子，并包括鐵磁芯14和線圈13。氣隙El定義在定子13、14和軸10外表面外圍之間，其構(gòu)成轉(zhuǎn)子電樞。
[0010]套筒襯套型的輔助軸承18包括套筒20，套筒20可以例如為壓配合在軸10的直徑減小的圓柱部分22上。襯套21安裝在外殼16中并且具有固定到外殼16并且相對(duì)于套筒20同心設(shè)置的圓柱狀層。間隙E2定義在襯套21的內(nèi)圓柱表面24和套筒20的外圓柱表面23之間。
[0011]輔助軸承18的相對(duì)表面23、24之間的間隙E2可以例如在0.2到0.3毫米之間并且小于磁性軸承12的氣隙E1，氣隙El可以例如在0.4到0.6毫米之間。通常間隙E2大約為氣隙El的一半。
[0012]在套筒襯套型的常規(guī)輔助軸承中，例如輔助軸承18，如圖1所示在縱軸截面相對(duì)表面23、24定義為直線形狀。如上所述，當(dāng)磁性軸承12失效并且軸10的套筒20落在襯套21上時(shí)，如果在下落期間軸與襯套未對(duì)齊，套筒的邊緣上產(chǎn)生非常高的接觸壓力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此需要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，并且特別是在相關(guān)磁性軸承失效期間或通過(guò)相關(guān)磁性軸承支撐的停止運(yùn)行時(shí)，降低套筒以及套筒襯套型輔助軸承的襯套的磨損和損壞。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步的目的是即使軸在非常高的旋轉(zhuǎn)速度下旋轉(zhuǎn)讓套筒襯套型輔助軸承的使用成為可能。
[0015]一般而言本發(fā)明的目的是讓使用具有平滑表面的滑動(dòng)軸承成為可能，平滑表面包括可以是與外殼或軸一體成型的或者是與外殼或軸通過(guò)襯套或套筒固定在一起的熱處理表面。
[0016]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種輔助軸承制造的簡(jiǎn)化方法。
[0017]本發(fā)明在所附權(quán)利要求中限定。
[0018]本發(fā)明更特別地涉及一種組件，它包括通過(guò)存在平均徑向氣隙(El)的至少一個(gè)主動(dòng)磁性軸承和至少一個(gè)輔助軸承相對(duì)于固定外殼支撐的旋轉(zhuǎn)軸，輔助軸承包括一方面與外殼一體成型的第一平滑表面和另一方面與旋轉(zhuǎn)軸一體成型的第二平滑表面，所述第一和第二平滑表面相對(duì)并且限定出小于所述平均徑向氣隙(El)的間隙(E2)，其特征在于每個(gè)所述第一平滑表面和所述第二平滑表面圍繞所述軸的縱軸呈現(xiàn)出對(duì)稱，同時(shí)包括所述縱軸在縱向截面中具有不同形狀。
[0019]根據(jù)特定的實(shí)施方式，第一表面在所述縱向截面中具有凸起形狀，然而第二表面在所述縱向截面中具有凹入形狀。
[0020]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，第一表面在所述縱向截面中具有凹入形狀，然而第二表面在所述縱向截面中具有凸起形狀。
[0021]根據(jù)再一個(gè)實(shí)施方式，第一表面在所述縱向截面中具有凸起形狀，然而第二表面在所述縱向截面中具有直線形狀。
[0022]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方式，第一表面在所述縱向截面中具有直線形狀，然而第二表面在所述縱向截面中具有凸起形狀。
[0023]第一平滑表面可以是直接在外殼上加工的熱處理表面。
[0024]第二平滑表面可以是直接在旋轉(zhuǎn)軸上加工的熱處理表面。
[0025]第一平滑表面可以是形成在襯套上的熱處理表面，襯套固定安裝在外殼上。
[0026]第二平滑表面可以是形成在套筒上的熱處理表面，套筒固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。
[0027]根據(jù)特定的實(shí)施方式，套筒具有冠狀外形。
[0028]在這種情況中優(yōu)選地冠狀套筒半徑的縮減Λ H通過(guò)公式給出:
[0029]Δ H = h*((2*u_lc)/(la-lc))'exp
[0030]h是在套筒形狀末端的總下降
[0031]u是從套筒中心的點(diǎn)距離
[0032]Ic套筒剖面到?jīng)]有做出修改的總長(zhǎng)度
[0033]Ia套筒剖面的總長(zhǎng)度，和
[0034]exp是大于I的指數(shù)。
[0035]優(yōu)選exp的值是4。
[0036]根據(jù)另一個(gè)特定的實(shí)施方式，套筒具有對(duì)數(shù)形狀。
[0037]在這種情況中優(yōu)選具有對(duì)數(shù)形狀的套筒半徑的縮減Λ H通過(guò)公式給出:
[0038]Δ H = h* ((In (1-((2*min (abs (u)，la/2) /12) 'exp)))/ (In (1-(11/12) 'exp)))
[0039]h是在套筒形狀末端的總下降
[0040]u是從套筒中心的點(diǎn)距離
[0041]Ia套筒剖面的總長(zhǎng)度，和
[0042]exp是大于I的指數(shù)。
[0043]Il是計(jì)算方法為Il = la*kl的系數(shù)
[0044]12是計(jì)算方法為12 = la*k2的系數(shù)
[0045]優(yōu)選值如下:
[0046]Kl = 0.98
[0047]K2 = 1.02
[0048]exp = 6
[0049]對(duì)數(shù)形狀導(dǎo)致在中心較小的高度偏差，而在套筒末端給出更多的高度偏差，這對(duì)軸心差更加敏感但是在標(biāo)稱情況中減小了接觸壓力。
[0050]襯套優(yōu)選由具有最小58洛氏硬度并且具有熱處理表面的材料制成。
[0051 ] 套筒優(yōu)選由具有熱處理表面的鋼制成。
[0052]平均徑向氣隙(El)優(yōu)選在0.2至0.5mm之間并且間隙(E2)優(yōu)選在0.15至0.3mm之間。
[0053]本發(fā)明還涉及包括如上定義的組件的徑向磁性軸承裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0054]圖1是已知的包括安裝在磁性軸承和輔助軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸的組件的局部截面?zhèn)纫晥D，
[0055]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的輔助軸承的縱向截面的另一個(gè)實(shí)施例。
[0056]圖3到7是根據(jù)本發(fā)明的輔助軸承的套筒和襯套的不同形狀縱向截面的一些實(shí)施方式的示意圖。
[0057]圖8示出了給出冠形形狀的曲線作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的輔助軸承的套筒寬度的函數(shù)，
[0058]圖9示出了給出接觸壓力的不同曲線作為用于相同負(fù)載的具有不同尺寸軸心差的輔助軸承的套筒寬度的函數(shù)，
[0059]圖10具有磁性軸承和輔助軸承的集成電動(dòng)壓縮機(jī)的實(shí)施例的示意透視圖，和
[0060]圖11是具有磁性軸承和輔助軸承的密封電動(dòng)壓縮機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的示意透視圖。
[0061]優(yōu)選實(shí)施方式
[0062]本發(fā)明將會(huì)結(jié)合以不例方式給出的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0063]如前所述，圖1示出了包括限定了氣隙El的徑向磁性軸承12和具有襯套21和套筒20的輔助軸承18的組件的典型配置，襯套21和套筒20限定了小于平均氣隙El的間隙E2。在正常運(yùn)行中，軸10通過(guò)磁性軸承12支撐而不接觸磁性軸承12的定子13、14和輔助軸承18的襯套21，然而在磁性軸承12運(yùn)行失效的情況中，例如電源故障，軸10的套筒20落在輔助軸承18的襯套21上。當(dāng)套筒20和襯套21兩個(gè)都具有以圍繞軸10的縱軸對(duì)稱的相同常規(guī)圓柱形狀而在包括縱軸X-X’的縱向截面中具有相同直線形狀時(shí)，它們不能支撐高負(fù)載而且不能應(yīng)對(duì)高滑動(dòng)速度。特別是由于磁性軸承12的氣隙，不能預(yù)測(cè)軸10是否以軸向?qū)R襯套21中心軸的方式下降?？赡馨l(fā)生軸10和襯套21未對(duì)齊而不是同心。這在安裝在軸上的套筒20的邊緣上產(chǎn)生很高的接觸壓力。
[0064]根據(jù)本發(fā)明，圖1的組件以這樣的方式改進(jìn)，襯套21和套筒20的每個(gè)圍繞軸10的縱軸呈現(xiàn)出對(duì)稱而具有在包括縱軸X-X’的縱向截面中具有不同的形狀。因此襯套21和套筒20具有不同形狀，其被限定以當(dāng)軸10不再被磁性軸承12支撐并且落下時(shí)在輔助軸承18中優(yōu)化接觸壓力分布，即使軸10沒(méi)有與輔助軸承18的中心軸軸向?qū)R。因此本發(fā)明的目的在于限制輔助軸承18的套筒20上的接觸壓力，即使軸10與襯套21沒(méi)有對(duì)齊。
[0065]圖2是根據(jù)本發(fā)明輔助軸承18的縱向截面，包括具有外表面23的旋轉(zhuǎn)套筒20和具有內(nèi)表面24的固定襯套21。圖2的輔助軸承18示出了具有凸緣30的套筒20，但這不是限制而且其他的實(shí)施方式也是可能的。在圖2的實(shí)施方式中，表面23和24定義它們之間的間隙沿著軸10的縱軸X-X’具有不同形狀。
[0066]圖3到7描述了輔助軸承的可能的不同實(shí)施方式，輔助軸承包括具有不同形狀的固定襯套21和旋轉(zhuǎn)套筒20。在圖中凸起或凹入的幅度被放大以更好地描述本發(fā)明的核心內(nèi)容。
[0067]圖3示出了輔助軸承18，包括具有凹入形狀的表面23A的套筒20和具有凸起形狀的表面24A的襯套21。為了使系統(tǒng)被組裝，需要小心的是轉(zhuǎn)子套筒20的最大外直徑(包括機(jī)械公差)小于定子襯套21的最小直徑。
[0068]圖4示出了輔助軸承18，包括具有凸起形狀的表面23B的套筒20和具有凹入形狀的表面24B的襯套21。圖3涉及的約束條件相應(yīng)的適用。
[0069]圖5示出了輔助軸承18，包括具有直線形狀的表面23C的套筒20和具有凸起形狀的表面24C的襯套21。選擇凸起表面的半徑以使襯套21的邊緣絕不會(huì)接觸套筒20。
[0070]圖6示出了輔助軸承18，包括具有凸起形狀的表面23D的套筒20和具有直線形狀的表面24D的襯套21。選擇凸起表面的半徑以使套筒20的邊緣絕不會(huì)接觸襯套21。
[0071]圖7示出了輔助軸承18，包括具有冠狀形狀的表面23E的套筒20和具有直線形狀的表面24E的襯套21。這是優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0072]例如圖7所示配置的實(shí)施方式將會(huì)在下文中更加詳細(xì)的描述。然而，冠形形狀也可以適用于例如圖5所示的實(shí)施方式中(套筒20具有直線形狀并且襯套21具有凸起形狀)。
[0073]冠形的幅度通過(guò)以下等式定義:
[0074]Δ H = h*((2*u_lc)/(la-lc))'exp
[0075]其中:
[0076]H:套筒形狀末端的總下降
[0077]U:套筒中心的點(diǎn)距離
[0078]Ic:套筒剖面到?jīng)]有做出修改的總長(zhǎng)度
[0079]Ia:套筒剖面的總長(zhǎng)度，和
[0080]exp:大于I的指數(shù)。
[0081]設(shè)計(jì)的優(yōu)選變形是具有4的指數(shù)。
[0082]這種冠狀是凸起并且套筒半徑的縮減ΛΗ(通過(guò)稱為下降的冠形產(chǎn)生的在半徑的減小量)在點(diǎn)P因此定義如下:
[0083]Δ H = h*((2*u_lc)/(la-lc))'exp
[0084]套筒20具有冠形形狀的外凸起表面23E，從而包括不具有直徑縮減的長(zhǎng)度為Ic的中心純平圓柱表面230E，和具有直徑從中心部分230E到套筒20的對(duì)應(yīng)邊緣逐漸減小的兩個(gè)外側(cè)部分231E和232E。每個(gè)部分231E和232E可以具有一個(gè)圓弧或具有不同半徑曲率的一些圓弧的組合。
[0085]特別有利的是對(duì)部分231E和232E采用對(duì)數(shù)形狀。
[0086]優(yōu)選地在這種情況中具有對(duì)數(shù)形狀的套筒半徑的縮減Λ H通過(guò)以下等式給出:
[0087]Δ H = h* ((In (1-((2*min (abs (u)，la/2) /12) 'exp)))/ (In (1-(11/12) 'exp)))
[0088]其中h是在套筒形狀末端的總下降，
[0089]u是從套筒中心的點(diǎn)距離，
[0090]Ia套筒剖面的總長(zhǎng)度，
[0091]exp是大于I的指數(shù)，
[0092]Il是計(jì)算方法為Il = la*kl的系數(shù)，和
[0093]12是計(jì)算方法為12 = la*k2的系數(shù)。
[0094]優(yōu)選值如下:
[0095]Kl = 0.98
[0096]K2 = 1.02
[0097]exp = 6
[0098]對(duì)數(shù)形狀導(dǎo)致在中心較小的高度偏差，而在套筒末端給出更多的高度偏差，這對(duì)軸心差更加敏感但是在標(biāo)稱情況中減小了接觸壓力。相比于在直套筒或套筒上的直襯套，它們的邊緣具有固定半徑的倒角，對(duì)數(shù)形狀減小套筒末端的邊緣應(yīng)力。
[0099]本發(fā)明，特別是當(dāng)冠形形狀被用于由輔助軸承18的套筒20和襯套21構(gòu)建的一個(gè)元件時(shí)，即使存在軸心差也能夠降低邊緣應(yīng)力。
[0100]襯套21優(yōu)選使用具有最小58洛氏硬度并且具有熱處理表面的材料制成。
[0101]套筒20優(yōu)選由具有熱處理表面的鋼制成。例如套筒20可以由如100Cr6的鉻合金制成，但是其他材料也是可能的。
[0102]用于支撐軸10的徑向磁性軸承的平均徑向氣隙(El)優(yōu)選在0.2至0.5mm之間，并且套筒20和襯套21之間的最小間隙(E2)優(yōu)選在0.15至0.3mm之間。
[0103]圖8示出了例如具有40mm直徑和Ilmm寬度的套筒的冠形形狀。給出了冠形高度(m)的曲線100作為沿著套筒寬度(m)的位置的函數(shù)。
[0104]圖9示出了在1200N負(fù)載下沿著圖8實(shí)施例的套筒寬度(m)對(duì)不同軸心差幅度(軸和套筒之間的角α)的接觸壓力(MPa)。
[0105]曲線101對(duì)應(yīng)于沒(méi)有軸心差(a = Omrad)的接觸壓力。
[0106]曲線102對(duì)應(yīng)于具有輕微軸心差(a = 2mrad)的接觸壓力。
[0107]曲線103對(duì)應(yīng)于具有較高軸心差(a = 4mrad)的接觸壓力。
[0108]根據(jù)本發(fā)明因?yàn)楫?dāng)由于相關(guān)磁性軸承12故障軸10落在套筒20上時(shí)，接觸套筒20的邊緣是可以避免的，與沒(méi)有該形狀相比輔助軸承18可以在較高速度和負(fù)載下提供其功能。這允許在應(yīng)用中使用套筒襯套組合，這在以前是不能夠完成的。如果旋轉(zhuǎn)軸10以一定角度接觸輔助軸承時(shí)特別是如此。
[0109]圖1示出了單個(gè)輔助軸承18和單個(gè)徑向磁性軸承12與旋轉(zhuǎn)軸10的一部分(通常是但不一定必須是端部部分)協(xié)作，但是具有另一個(gè)相似徑向軸承和另一個(gè)相似磁性軸承的相似組件用于支撐軸10的另一部分。
[0110]眾所周知的是在旋轉(zhuǎn)軸落到輔助軸承中以后，旋轉(zhuǎn)軸可以在相同角度位置或者以一定角度偏離接觸輔助軸承，即左側(cè)輔助軸承的頂部和右側(cè)輔助軸承的底部。例如根據(jù)本發(fā)明提出的給予形狀的輔助軸承能夠應(yīng)對(duì)一定角度的這種軸心差。
[0111]本發(fā)明可以結(jié)合套筒20的自潤(rùn)滑特征。
[0112]本發(fā)明可以用于控制電子設(shè)備的磁性軸承系統(tǒng)和整合到一個(gè)單元的磁性軸承。由于電子設(shè)備可以某些時(shí)候給自身供應(yīng)電力，這在電力故障后旋轉(zhuǎn)軸落到輔助軸承以前允許降低軸的速度。
[0113]根據(jù)本發(fā)明的輔助軸承可以用于不同應(yīng)用中，例如在汽車工業(yè)中(具有相對(duì)較小尺寸的軸承)，如用于小型渦輪壓縮機(jī)，或油氣工業(yè)中(具有較大尺寸的軸承)，如發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)。
[0114]圖10示出了包括可以通過(guò)彈性聯(lián)軸器組裝的電機(jī)軸211和壓縮機(jī)軸212的集成電動(dòng)壓縮機(jī)的實(shí)施例。電動(dòng)機(jī)軸211通過(guò)電機(jī)215旋轉(zhuǎn)并且通過(guò)分別與輔助軸承216、217關(guān)聯(lián)的兩個(gè)徑向磁性軸承213、214無(wú)接觸支撐。壓縮機(jī)軸承212裝有一些壓縮機(jī)輪220并且通過(guò)分別與輔助軸承222、223關(guān)聯(lián)的兩個(gè)徑向磁性軸承218、219無(wú)接觸支撐。此外磁性推力軸承221安裝在壓縮機(jī)軸212上。
[0115]輔助軸承216、217、222、223，通常由滾珠軸承構(gòu)成，可以全部設(shè)計(jì)為具有如上所述的特殊形狀套筒和襯套的套筒襯套軸承。
[0116]圖11示出了包括通過(guò)限定剛性軸線的剛性聯(lián)軸器組裝的電動(dòng)機(jī)軸311和兩個(gè)壓縮機(jī)軸312、325的另一種密封電動(dòng)壓縮機(jī)的不例。電動(dòng)機(jī)軸311通過(guò)電機(jī)315旋轉(zhuǎn)并且通過(guò)分別與輔助軸承316、317關(guān)聯(lián)的兩個(gè)徑向磁性軸承313、314無(wú)接觸支撐。第一壓縮機(jī)軸312裝有一些壓縮機(jī)輪320并且在其沒(méi)有聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)軸311的端部通過(guò)與輔助軸承322關(guān)聯(lián)的一個(gè)徑向磁性軸承318無(wú)接觸支撐。第二壓縮機(jī)軸325裝有一些壓縮機(jī)輪324并且在其沒(méi)有聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)軸311的端部通過(guò)與輔助軸承323關(guān)聯(lián)的一個(gè)徑向磁性軸承319無(wú)接觸支撐。此外磁性推力軸承321安裝在第二壓縮機(jī)軸325上。
[0117]輔助軸承316、317、322、323，通常由滾珠軸承構(gòu)成，可以全部設(shè)計(jì)為滑動(dòng)軸承，更特別地是具有如上所述的特殊形狀套筒和襯套的套筒襯套軸承。
[0118]盡管優(yōu)選實(shí)施方式已經(jīng)被示出并描述，可以理解的是在沒(méi)有脫離如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明范圍內(nèi)可以做出任何的變化或改進(jìn)。因此不同實(shí)施方式的特征可以結(jié)合。特別是可以結(jié)合集成到外殼的第一平滑表面和通過(guò)固定在軸上的襯套定義的第二平滑表面，或相反的可以結(jié)合通過(guò)固定在外殼上的套筒定義的第一平滑表面和集成到旋轉(zhuǎn)軸的第二平滑表面，設(shè)置第一和第二平滑表面熱處理并且第一平滑表面和第二平滑表面每個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸的縱軸呈現(xiàn)出對(duì)稱，而在包括所述縱軸的縱向截面內(nèi)具有不同形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種組件，包括相對(duì)于固定外殼(16)通過(guò)至少一個(gè)主動(dòng)磁性軸承(12)和至少一個(gè)輔助軸承(18)支撐的旋轉(zhuǎn)軸(10)，該主動(dòng)磁性軸承(12)存在平均徑向氣隙(El)，該輔助軸承(18)包括一方面集成到外殼(16)的第一平滑表面(24)和另一面集成到旋轉(zhuǎn)軸(10)的第二平滑表面(23)，所述第一和第二平滑表面(24、23)相對(duì)并且限定出小于所述平均徑向氣隙(El)的間隙(E2)，其特征在于所述第一平滑表面(24)和所述第二平滑表面(23)每個(gè)圍繞所述軸(10)的縱軸呈現(xiàn)出對(duì)稱，而在包括所述縱軸的縱向截面內(nèi)具有不同形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一表面(24)在所述縱向截面中具有凸起形狀(24A)，而所述第二表面(23)在所述縱向截面中具有凹入形狀(23A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一表面(24)在所述縱向截面中具有凹入形狀(24B)，而所述第二表面(23)在所述縱向截面中具有凸起形狀(23B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一表面(24)在所述縱向截面中具有凸起形狀(24C)，而所述第二表面(23)在所述縱向截面中具有直線形狀(23C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一表面(24)在所述縱向截面中具有直線形狀(24D)，而所述第二表面(23)在所述縱向截面中具有凸起形狀(23D)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一平滑表面(24)是直接在所述外殼(16)上加工的熱處理表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第二平滑表面(23)是直接在所述旋轉(zhuǎn)軸(10)上加工的熱處理表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第一平滑表面(24)是形成在固定安裝在所述外殼(16)上的襯套(21)上的熱處理表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述第二平滑表面(23)是形成在套筒(20)上的熱處理表面，該套筒(20)固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸(10)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5和9所述的組件，其中所述套筒(20)具有冠形形狀(23E)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其中所述冠狀套筒(20)的半徑縮減ΛΗ通過(guò)等式給出:
Δ H = h* ((2*u_lc)/(la-lc))'exp
其中h是在套筒形狀末端的總下降
u是從套筒中心的點(diǎn)距離
Ic套筒剖面到?jīng)]有做出修改的總長(zhǎng)度
Ia套筒剖面的總長(zhǎng)度，和
exp是大于I的指數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5和9所述的組件，其中所述套筒(20)具有對(duì)數(shù)形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中具有對(duì)數(shù)形狀的套筒(20)的半徑縮減ΛΗ通過(guò)等式給出:
Δ H = h*((In(1-((2*min(abs(u)，la/2)/12)'exp)))/(In (1-(11/12)'exp))) 其中h是在套筒形狀末端的總下降， u是從套筒中心的點(diǎn)距離， Ia套筒剖面的總長(zhǎng)度， exp是大于I的指數(shù)， Il是計(jì)算方法為Il = la*kl的系數(shù)， 12是計(jì)算方法為12 = la*k2的系數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述平均徑向氣隙(El)在0.2至0.5mm之間并且間隙(E2)在0.15至0.3mm之間。
15.一種徑向磁性軸承設(shè)備，其特征在于其包括根據(jù)權(quán)利要求1到14任何一項(xiàng)的組件。
【文檔編號(hào)】F16C35/10GK104279236SQ201410376894
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】J·安德斯, F·龐森, P·克雷布斯, E·赫里斯 申請(qǐng)人:Skf磁性機(jī)械技術(shù)公司, Skf公司