BR102014012901A2 - mancal auxiliar para sistema de rotor magneticamente suspenso - Google Patents

Abstract

mancal auxiliar para sistema de rotor magneticamente suspenso. um conjunto compreende um eixo rotativo (10) suportado em relação a um alojamento estacionário (16) por pelo menos um mancal magnético ativo (12) que apre- senta uma folga de ar radial média (e1) e pelo menos um mancal auxiliar (18) que compreende, por um lado, um casquilho (21) fixado ao alojamento (16) e, por outro lado, uma manga (20) fixada ao eixo rotativo (10). o casquilho (21) e a manga (20) possuem superfícies opostas (24, 23) definindo um espaço (e2) que é menor do que a folga radial média (e1). o casquilho (21) e a manga (20), cada, exibem simetria em torno de um eixo longitudinal do eixo (10), embora tendo diferentes perfis em uma seção transversal longitudinal incluindo o eixo longitudinal para otimizar a distribuição da pressão de contato quando o eixo rotativo (10) repousa no mancal auxiliar.

Description

“MANCAL AUXILIAR PARA SISTEMA DE ROTOR MAGNETICAMENTE SUSPENSO” Fundamentos da invenção Campo da invenção [0001] A presente invenção é relativa a um mancai auxiliar para um sistema de rotor magneticamente suspenso e a uma suspensão magnética que incorpora tal mancai auxiliar.

Descrição da técnica relacionada [0002] Mancais magnéticos operam sem atrito mecânico, porém requerem suprimento contínuo de energia elétrica. Em caso de uma falha de energia, o eixo precisa ser suportado por um assim chamado mancai auxiliar que é também chamado mancai de aterrissagem mancai de emergência ou mancai suporte.

[0003] Assim, máquinas rotativas equipadas com mancais magnéticos ativos incluem mancais auxiliares mecânicos que atuam se um dos mancais magnéticos é sobrecarregado ou se o circuito elétrico ou de controle eletrônico falha ou ainda no caso de parada ou de ou sobrecarga de suspensão.

[0004] Um dispositivo auxiliar fornece redundância mecânica e precisa ser definido e dimensionado de maneira correta de modo a garantir completamente que a máquina não será danificada e que o equipamento pode recuperar imediatamente uma vez que a sobrecarga ou a falha do servo-controle tenha desaparecido.

[0005] Mancais de elementos de rolamento que são genericamente lubrificados a seco ou combinações de manga-casquilho (anéis lisos) podem ser utilizados para constituir mancais auxiliares.

[0006] Mais especificamente, mancais auxiliares que utilizam mancais de elementos de rolamento podem utilizar mancais de elemento de rolamento cerâmicos. Contudo tais mancais são muito caros e, além disto, requerem muito espaço.

[0007] Mancais auxiliares lisos que têm superfícies lisas e, em particular, mancais auxiliares que utilizam combinações de manga-casquilho têm diversas desvantagens. Em particular, mangas têm tipicamente capacidade insuficiente de suportar carga e não podem lidar com altas velocidades de deslizamento. Devido à folga de ar do mancai magnético, pode ser predito que o eixo irá cair de tal maneira que seja axialmente alinhado com a linha de centro central do casquilho. Poderia acontecer que um eixo e o casquilho sejam desalinhados ao invés de serem coaxiais. Isto cria pressões de contato muito elevadas sobre as arestas da manga que é montada sobre o eixo. Portanto a utilização de mangas é muitas vezes evitada.

[0008] Rotores montados em mancais magnéticos muitas vezes apresentam velocidades nominais que são muito elevadas. Sob tais circunstâncias, no caso de o rotor aterrissar sobre os mancais auxiliares devido a uma falha de controle e ou de suprimento de energia, o rotor apresenta movimentos de rodopio em sua velocidade de rotação com a excentricidade, que é então definida pela folga do mancai auxiliar. Sob tais circunstâncias um grau muito elevado de desbalanceamento pode surgir levando à destruição dos mancais ou deformação do rotor.

[0009] A figura 1 mostra um exemplo de um mancai magnético radial convencional 12 para suportar o eixo rotativo 10. O mancai magnético 12 compreende um es-tator que constitui um eletromagneto e que inclui um núcleo ferromagnético 14 e es-piras 13. Uma folga de ar E1 é definida entre o estator 13, 14 e a superfície exterior periférica do eixo 10 que constitui uma armadura de rotor.

[0010] Um mancai auxiliar 18 do tipo manga-casquilho compreende uma manga 20 que pode ser, por exemplo, ajustada por pressão sobre uma parte cilíndrica de diâmetro reduzido 22 do eixo 10. Um casquilho 21 é montado em um alojamento 16 e tem uma camada conformada de maneira cilíndrica presa ao alojamento 16 e que é colocada de maneira coaxial em relação à manga 20. Um espaço E2 é definido entre uma superfície cilíndrica interior 24 do casquilho 21 e uma superfície cilíndrica exterior 23 da manga 20.

[0011] O espaço E2 entre as superfícies opostas 23, 24 do mancai auxiliar 18 pode ser, por exemplo, entre 0,2 a 0,3 mm e é menor do que a folga de ar E1 do mancai magnético 12 que pode ser, por exemplo, entre 0,4 e 0,6 mm. Usualmente o espaço E2 é aproximadamente metade da folga de ar E1.

[0012] Nos mancais auxiliares convencionais do tipo manga-casquilho, tal como o mancai auxiliar 18, as superfícies opostas 23, 24 definem um perfil retilíneo em uma seção transversal axial longitudinal como mostrado na figura 1. Como mencionado acima, quando existe uma falha do mancai magnético 12 o eixo 10 com sua manga 20 aterrissa sobre o casquilho 21, se durante esta aterrissagem o eixo está desalinhado com o casquilho, pressões de contato muito elevadas são criadas sobre as arestas da manga.

Sumário da invenção [0013] O problema técnico a ser solucionado é, portanto, remediar as desvantagens acima mencionadas, em particular reduzir o desgaste e dano de uma manga e um casquilho de um mancai auxiliar do tipo manga-casquilho durante falha de um mancai magnético associado ou quando um eixo suportado por um mancai magnético associado é trazido para repouso.

[0014] A invenção ainda busca permitir a possibilidade de utilizar um mancai auxiliar do tipo manga-casquilho mesmo se um eixo é girado em uma velocidade de rotação muito elevada.

[0015] Mais genericamente a invenção busca permitir a possibilidade de utilizar um mancai auxiliar liso que tem superfícies lisas que incluem superfícies tratadas com calor e que podem ser ou integrais com um alojamento ou um eixo ou fixadas com um alojamento ou um eixo por meio de um casquilho ou uma manga.

[0016] Outro objetivo da presente invenção é ter um método simplificado para fabricar um mancai auxiliar.

[0017] A invenção é definida nas reivindicações anexas.

[0018] A invenção é relativa, mais especificamente, a um conjunto que compreende um eixo rotativo suportado em relação a um alojamento estacionário por no mínimo um mancai magnético ativo que apresenta uma folga de ar radial média E1 e no mínimo um mancai auxiliar que compreende, por um lado, uma primeira superfície lisa integral com o alojamento e, por outro lado, uma segunda superfície lisa integral com o eixo rotativo, ditas primeira e segunda superfícies lisas sendo opostas e definindo um espaço E2 que é menor do que dita folga de ar radial média E1, caracterizado pelo fato de dita primeira superfície lisa e dita segunda superfície lisa apresentarem, cada uma, simetria ao redor de um eixo longitudinal de dito eixo enquanto tendo diferentes perfis em uma seção transversal longitudinal que inclui dita linha de centro longitudinal.

[0019] De acordo com uma modalidade específica, a primeira superfície tem um perfil convexo em dita seção transversal longitudinal enquanto a segunda superfície tem um perfil côncavo em dita seção transversal longitudinal.

[0020] De acordo com outra modalidade, a primeira superfície tem um perfil côncavo em dita seção transversal longitudinal enquanto a segunda superfície tem um perfil convexo em dita seção transversal longitudinal.

[0021] De acordo com ainda outra modalidade, a primeira superfície tem um perfil convexo em dita seção transversal longitudinal enquanto a segunda superfície tem um perfil reto em dita seção transversal longitudinal.

[0022] De acordo com ainda outra modalidade, a primeira superfície tem um perfil reto em dita seção transversal longitudinal enquanto a segunda superfície tem um perfil convexo em dita seção transversal longitudinal.

[0023] A primeira superfície lisa pode ser uma superfície tratada com calor que é diretamente usinada sobre o alojamento.

[0024] A segunda superfície lisa pode ser uma superfície tratada com calor que é diretamente usinada sobre o eixo rotativo.

[0025] A primeira superfície lisa pode ser uma superfície tratada com calor que a formada sobre um casquilho montado de maneira fixa sobre o alojamento.

[0026] A segunda superfície lisa pode ser uma superfície tratada com calor que é formada sobre uma manga montada de maneira fixa sobre o eixo rotativo.

[0027] De acordo com uma modalidade específica a luva tem um perfil coroado.

[0028] Em tal caso, preferivelmente, a o delta de redução H do raio da luva coroada é fornecido pela equação: Delta H = h*((2*u-lc)/(la-lc))Aexp [0029] onde h é a queda total no final do perfil de manga [0030] u é a distância do ponto a partir do centro da manga [0031] Ic é o comprimento total da seção perfilada da manga para o qual nenhuma modificação é feita [0032] Ia é o comprimento total da seção perfilada da manga, e [0033] exp é um expoente maior do que 1.

[0034] Preferivelmente o valor de exp é 4.

[0035] De acordo com outra modalidade específica, a manga tem um perfil loga-rítmico. Em tal caso, preferivelmente o delta de redução H do raio da luva com perfil logarítmico é fornecido pela equação: Delta H = h*((ln(1-((2*min(abs(u), la/2)/l2)Aexp)))/(ln(1-(l1/l2)Aexp))) [0036] onde h é a queda total no final do perfil de manga, [0037] u é a distância do ponto a partir do centro da manga, [0038] Ia é o comprimento total da secção perfilada da manga, [0039] exp é um expoente maior que 1, [0040] k1 é um fator calculado como 11 = Ia*k1, [0041] k2 é um fator calculado como I2 = Ia*k2.

[0042] Valores preferidos são como a seguir: [0043] k1 =0,98 [0044] k2=1,02 [0045] exp=6 [0046] O perfil logarítmico resulta em menos desvio de altura no centro enquanto fornecendo maior desvio de altura nas extremidades da manga, o que fornece mais sensibilidade a desalinhamento, porém reduz pressão de contato na situação nominal.

[0047] O casquilho é feito preferivelmente de um material que tem uma dureza de um mínimo de 58 na escala Rockwell-C e que tem uma superfície tratada com calor.

[0048] A manga é preferivelmente feita de aço que tem uma superfície tratada com calor.

[0049] A folga de ar radial média E1 é preferivelmente entre 0,2 a 0,5 mm e o espaço E2 é preferivelmente entre 0,15 e 0,3 mm.

[0050] A invenção é ainda relativa a um dispositivo mancai magnético radial que compreende um conjunto como definido acima.

Breve descrição dos desenhos [0051] A figura 1 é uma elevação lateral parcialmente secionada de um conjunto conhecido que compreende um eixo rotativo montado dentro de um mancai magnético e um mancai auxiliar, [0052] A figura 2 mostra outro exemplo de uma seção transversal longitudinal de um mancai auxiliar que pode ser conseguido de acordo com a presente invenção, [0053] As figuras 3 até 7 são vistas esquemáticas de diversas modalidades de seções transversais e longitudinais perfiladas diferentemente da manga e casquilho de um mancai auxiliar de acordo com a presente invenção, [0054] A figura 8 mostra uma curva que fornece o perfil de coroamento como uma função da largura da manga de um mancai auxiliar de acordo com uma modalidade da presente invenção, [0055] A figura 9 mostra diferentes curvas que fornecem a pressão de contato como uma função da largura da manga para um mancai auxiliar com diferentes magnitudes de desalinhamento para uma mesma carga, [0056] A figura 10 é uma vista esquemática em perspectiva de um exemplo de um compressor motorizado integrado com mancais magnéticos e mancais auxiliares, e [0057] A figura 11 é uma vista esquemática em perspectiva de outro exemplo de compressor motorizado o vedado com mancais magnéticos e mancais auxiliares. Descrição das modalidades preferidas [0058] A presente invenção será descrita em conexão com modalidades preferidas que são fornecidas à guisa de exemplos.

[0059] Como já mencionado, a figura 1 mostra um arranjo típico de um conjunto que compreende um mancai magnético radial 12 que define uma folga de ar E1 e de um mancai auxiliar 18 que tem um casquilho 21 e uma manga 20 que definem um espaço E2, entre elas que é menor do que a folga de ar media E1. Durante operação normal, um eixo 10 é suportado pelo mancai magnético 12 sem contato com o estator 13, 14 do mancai magnético 12 e com o casquilho 21 do mancai auxiliar 18, enquanto que em caso de uma falha na operação do mancai magnético 12, tal como uma falha de energia, a manga 20 aterrissa sobre o casquilho 21 do mancai auxiliar 18. Quando a manga 20 e o casquilho 21 ambos têm a mesma forma cilíndrica convencional com uma simetria ao redor da linha de centro longitudinal do eixo 10 enquanto tendo o mesmo perfil reto em uma seção transversal longitudinal que inclui a linha de centro longitudinal X-X', eles não podem suportar cargas elevadas e não podem lidar com velocidades de deslizamento elevadas. Em particular, devido à folga de ar do mancai magnético 12, não pode ser predito se um eixo 10 irá cair de tal maneira que ele seja alinhado axialmente com a linha de centro central do casquilho. Podería acontecer que o eixo 10 seja desalinhado com o casquilho 21. Isto cria pressões de contato muito elevadas sobre as arestas da manga 20.

[0060] De acordo com a invenção, o conjunto da figura 1 é modificado de tal maneira que o casquilho 21 e a manga 20 apresentam, cada um, simetria ao redor da linha de centro longitudinal do eixo 10 enquanto tendo perfis diferentes em uma seção transversal longitudinal que inclui esta linha de centro longitudinal X-X'. Assim, o casquilho 21 e a manga 20 têm diferentes perfis que são definidos para otimizar a distribuição de pressão de contato no mancai auxiliar 18 quando o eixo 10 não está mais suportado pelo mancai magnético 12 é cai, mesmo se o eixo 10 não é alinhado axialmente com a linha de centro central do mancai auxiliar 18. A invenção busca assim limitar as pressões de contato sobre a manga 20 do mancai auxiliar 18 mesmo se o eixo 10 é desalinhado com o casquilho 21.

[0061] A figura 2 é uma seção transversal longitudinal de um mancai auxiliar 18 de acordo com a invenção com uma manga rotativa 20 que tem uma superfície exterior 23 e um casquilho estacionário 21 que tem uma superfície interior 24. O mancai auxiliar 18 da figura 2 mostra uma manga 20 com um flange 30, porém isto não é uma limitação, e outras modalidades são possíveis. Na modalidade da figura 2 as superfícies 23, 24 que definem uma folga entre elas têm diferentes perfis ao longo da linha de centro longitudinal X-X' do eixo 10.

[0062] As figuras 3 até 7 ilustram diferentes possíveis modalidades de mancais auxiliares que compreendem um casquilho estático 21, uma manga rotativa 20 com diferentes perfis. Nos desenhos a magnitude da convexidade ou da concavidade está exagerada para ilustrar melhor o cerne da invenção.

[0063] A figura 3 mostra um mancai auxiliar 18 com uma manga 20 que tem uma superfície 23A com um perfil côncavo e um casquilho 21 que tem uma superfície 24A com um perfil convexo. Para possibilitar ao sistema ser montado, deve ser tomado o cuidado que o diâmetro exterior máximo da manga do rotor 20 (que inclui tolerâncias mecânicas) seja menor do que o diâmetro mínimo do casquilho do esta-tor 21.

[0064] A figura 4 mostra um mancai auxiliar 18 com uma manga 20 que tem uma superfície 23B com um perfil convexo e um casquilho 21 que tem uma superfície 24B com um perfil côncavo. As restrições mencionadas com referência à figura 3 se aplicam de acordo.

[0065] A figura 5 mostra um mancai auxiliar 18 com uma manga 20 que tem uma superfície 23C com um perfil reto é um casquilho 21 que tem uma superfície 24C com um perfil ligeiramente convexo. O raio da superfície convexa é escolhido de modo que a aresta do casquilho 21 nunca esteja em contato com a manga 20.

[0066] A figura 6 mostra um mancai auxiliar 18 com uma manga 20 que tem uma superfície 23D com um perfil convexo e um casquilho 21 que tem uma superfície 24D com um perfil reto. O raio da superfície convexa é escolhido de modo que a aresta da manga 20 nunca esteja em contato com o casquilho 21.

[0067] A figura 7 mostra um mancai auxiliar 18 com uma manga 20 que tem uma superfície 23E com um perfil coroado e um casquilho 21 que tem uma superfície 24E com um perfil reto. Esta é uma modalidade preferida.

[0068] Uma modalidade tal como a configuração mostrada na figura 7 será descrita com mais detalhes aqui abaixo. Contudo, um perfil coroado podería também ser aplicado, por exemplo, à modalidade ilustrada na figura 5 (manga 20 com um perfil reto e casquilho 21 com um perfil convexo).

[0069] A magnitude do coroamento é definida pela fórmula a seguir: Delta H = h*((2*u-lc)/(la-lc))Aexp [0070] onde [0071] h é a queda total no final do perfil [0072] u é a distância do ponto P considerado a partir do centro da manga [0073] Ic é o comprimento total da seção perfilada da manga para a qual nenhuma modificação é feita [0074] Ia é o comprimento total da seção perfilada da manga, [0075] exp é um expoente maior do que 1.

[0076] Uma variante preferida do projeto é ter um expoente de 4.

[0077] O perfil coroado é convexo e a redução do raio da manga delta H (isto é, a quantidade de redução no raio gerada pelo coroamento que é chamado a queda) em um ponto P é assim definida como a seguir: Delta H = h*{(2*u-lc)/(la-lc))Aexp [0078] A manga 20 que tem uma superfície convexa exterior 23E com um perfil coroado, assim compreende uma superfície cilíndrica puramente plana central 230E de comprimento Ic que não tem redução de diâmetro e duas porções lateralmente 231 E e 232E que têm um diâmetro que é reduzido de maneira progressiva a partir da porção central 230E até a aresta correspondente da manga 20. Cada porção 231 E e 232E pode ter um arco circular ou uma combinação de diversos arcos circulares que têm diferentes raios de curvatura.

[0079] Em particular pode ser vantajoso adotar um perfil logarítmico para as porções 231 E e 232E.

[0080] Em tal caso, preferivelmente a redução delta H do raio da manga com perfil logarítmico é fornecida pela seguinte equação: [0081] Delta H = h*((ln(1-((2*min(abs(u), la/2)/l2)Aexp)))/(ln(1-(M/l2)Aexp))) [0082] onde h é a queda total no final do perfil de manga, [0083] u é a distância do ponto a partir do centro da manga, [0084] Ia é o comprimento total da secção perfilada da manga, [0085] exp é um expoente maior que 1, [0086] k1 é um fator calculado como 11 = Ia*k1, e [0087] k2 é um fator calculado como I2 = Ia*k2.

[0088] Valores preferidos são como a seguir: [0089] k1 =0,98 [0090] k2=1,02 [0091] exp=6 [0092] O perfil logarítmico resulta em menos desvio de altura no centro, enquanto fornecendo maior desvio de altura nas extremidades da manga, o que fornece mais sensibilidade a desalinhamento, porém reduz pressão de contato na situação nominal. Comparado a um casquilho reto sobre uma manga reta ou uma manga cujas arestas foram arredondadas com raio constante, o perfil logarítmico minimiza tensões de aresta nas extremidades da manga.

[0093] A invenção, em particular quando um perfil coroado é adotado para um dos elementos constituídos por uma manga20, um casquilho 21 de um mancai auxiliar 18, possibilita reduzir tensão de aresta mesmo na presença de desalinhamento.

[0094] O casquilho 21 é feito preferivelmente de um material que tem uma dureza de um mínimo de 58 na escala Rockwell C e tem uma superfície tratada com calor.

[0095] A manga 20 é preferivelmente feita de aço que tem uma superfície tratada com calor. Por exemplo, a manga 20 pode ser feita de uma liga de cromo tal como 100Cr6, porém outros materiais são possíveis.

[0096] A folga de ar radial media E1 de um mancai magnético radial utilizado para suportar o eixo 10 é preferivelmente entre 0,2 e 0,5 mm e a folga mínima E2 entre a manga 20 e o casquilho 21 é preferivelmente entre 0,15 e 0,3 mm.

[0097] A figura 8 mostra um perfil de coroamento para um exemplo de manga 20 com um diâmetro de 40 mm com uma largura de 11 mm. A curva 100 fornece a altura de coroamento (m) como uma função da posição ao longo da largura da manga (m).

[0098] A figura 9 mostra uma pressão de contato (Mpa) ao longo da largura da manga (mm) do exemplo da figura 8 para diferentes magnitudes de desalinhamento (ângulo α entre o eixo e a manga) com uma carga de 1200 N.

[0099] A curva 101 corresponde a uma pressão de contato sem desalinhamento (a=0 mrad).

[00100] A curva 102 corresponde a uma pressão de contato com um ligeiro desa- linhamento (α=2 mrad).

[00101] A curva 103 corresponde a uma pressão de contato com um desalinha-mento mais elevado (a=4 mrad).

[00102] De acordo com a presente invenção, uma vez que o contato com as arestas da manga 20 é evitado quando o eixo 10 aterrissa sobre a manga 20 devido ao mau funcionamento do mancai magnético associado 12, o mancai auxiliar 18 pode fornecer sua funcionalidade em uma velocidade de carga mais elevada do que sem a perfilagem. Isto permite utilizar combinações de manga-casquilho em aplicações onde isto não podería ser conseguido antes. Isto é especialmente verdadeiro se o eixo rotativo 10 está contatando o mancai auxiliar em um ângulo.

[00103] A figura 1 mostra um único mancai auxiliar 18 e um único mancai magnético radial 12 operando em conjunto com uma porção (usualmente, porém não necessariamente uma porção extrema) do eixo rotativo 10, porém um conjunto similar com outro mancai magnético radial similar e outro mancai auxiliar similar é utilizado para suportar outra porção do eixo 10.

[00104] É conhecido que depois de uma queda de um eixo rotativo em mancais auxiliares, o eixo rotativo pode ou contatar ambos os mancais auxiliares na mesma posição angular, ou com um deslocamento angular, isto é, o topo do mancai auxiliar de esquerdo e o fundo do mancai auxiliar direito. Um mancai auxiliar perfilado, tal como proposto de acordo com a presente invenção, é capaz de ajudar com um certo grau de tal desalinhamento.

[00105] A invenção pode ser combinada com aspectos auto-lubrificantes para a manga 20.

[00106] A invenção pode ser utilizada em um sistema de mancai magnético onde a eletrônica de controle e os mancais magnéticos são integrados em uma unidade. Isto permite reduzir a velocidade do eixo depois de uma falha de energia, antes que o eixo rotativo seja derrubado nos mancais auxiliares, uma vez que a eletrônica pode energizá-los por algum tempo.

[00107] O mancai auxiliar de acordo com a invenção pode ser utilizado para diferentes aplicações, por exemplo, na indústria automotiva com mancais de dimensão relativamente pequena, por exemplo, para pequenos turbocompressores, ou na indústria de petróleo e gás, com mancais de uma dimensão maior, por exemplo, para motocompressores, [00108] A figura 10 mostra um exemplo de um compressor motorizado integrado que compreende um eixo de motor 211, um eixo de compressor 212 que pode ser montado através de um acoplamento flexível. O eixo de motor 211 é girado por um motor elétrico 215 e suportado sem contato por meio de dois mancais magnéticos radiais 213, 214 que são, cada um, associados com um mancai auxiliar 216, 217 respectivamente. O eixo de compressor 212 é equipado com diversas rodas de compressor 220 e é suportado sem contato por meio de dois mancais magnéticos radiais 218, 219 que são, cada um, associados com mancai auxiliar 222, 223 respectivamente. Além disto, um mancai de empuxo magnético 221 é montado sobre o eixo de compressor 212.

[00109] Os mancais auxiliares 216, 217, 222, 223 que são usualmente constituídos por mancais de esferas podem todos ser projetados como mancais de manga-casquilho com os perfis específicos de manga e casquilho que foram mencionados na descrição acima.

[00110] A figura 11 mostra um exemplo de outro compressor motorizado vedado que compreende um eixo de motor 311 e dois eixos de compressor 312, 325 que são montados através de acoplamentos rígidos para definir uma linha de eixo rígido. O eixo de motor 311 é girado por um motor elétrico 315 e suportado sem contato por meio de dois mancais magnéticos radiais 313, 314 que são, cada um, associados com um mancai auxiliar 316, 317 respectivamente. O primeiro eixo de compressor 312 é equipado com diversas rodas de compressor 320 e é suportado sem contato em sua extremidade que não é articulada com um eixo de motor 311 por um mancai magnético radial 318 que é associado com um mancai auxiliar 322. O segundo eixo de compressor 325 é equipado com diversas rodas de compressor 324 e é suportado sem contato em sua extremidade que não é articulada ao eixo de motor 311 por um mancai magnético radial 319 que é associado com um mancai auxiliar 323. Além disto, um mancai de empuxo magnético 321 é montado no segundo eixo de com- pressor 325.

[00111] Os mancais auxiliares 316, 317, 322, 323 que são usualmente constituídos por mancais de esferas podem ser todos projetados como mancais lisos, mais especificamente como mancais de manga-casquilho, com os perfis específicos de manga e casquilho que foram mencionados na descrição acima.

[00112] Embora modalidades preferidas tenham sido mostradas e descritas, deveria ser entendido que quaisquer mudanças e modificações podem ser feitas nelas sem se afastar do escopo da invenção como definida nas reivindicações anexas. Assim, os aspectos das diferentes modalidades podem ser combinados. Em particular é possível combinar uma primeira superfície lisa integral com um alojamento com uma segunda superfície lisa definida por uma manga fixada sobre um eixo ou inversamente é possível combinar uma primeira superfície lisa definida por um casquilho fixado sobre um alojamento com uma segunda superfície lisa integral com um eixo rotativo desde que as primeira e segunda superfícies lisas sejam tratadas com calor e a primeira superfície lisa e a segunda superfície lisa apresentem, cada uma, simetria ao redor de uma linha de centro longitudinal do eixo rotativo enquanto tendo diferentes perfis em uma seção transversal longitudinal que inclui dita linha de centro longitudinal.

Claims (15)

1. Conjunto que compreende um eixo rotativo (10) suportado em relação a um alojamento estacionário (16) por pelo menos um mancai magnético ativo (12) que apresenta uma folga de ar radial média (E1) e pelo menos um mancai auxiliar (18) que compreende, por um lado, uma primeira superfície lisa (24) integral com o alojamento (16) e, por outro lado, uma segunda superfície lisa (23) integral com o eixo rotativo : (10), as ditas primeira e segunda superfícies lisas (24, 23) sendo opostas e definindo um espaço (E2), que é menor do que a dita folga radial média (E1), caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície lisa (24) e a dita segunda superfície lisa (23), cada, exibem simetria em torno de um eixo longitudinal do dito eixo (10), embora tendo diferentes perfis em uma seção transversal longitudinal incluindo o dito eixo longitudinal.

2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície (24) tem um perfil convexo (24A) na dita seção transversal léngitudinal, ao passo que a dita segunda superfície (23) tem um perfil côncavo (23A) na dita seção transversal longitudinal.

3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície (24) tem um perfil côncavo (24B) na dita seção transversal longitudinal, ao passo que a dita segunda superfície (23) tem um perfil convexo (23B) na dita seção transversal longitudinal.

4. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície (24) tem um perfil convexo (24C) na dita seção transversal longitudinal, ao passo que a dita segunda superfície (23) tem um perfil reto (23C) na dita seção transversal longitudinal.

5. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície (24) tem um perfil reto (24D) na dita seção transversal longitudinal, ao passo que a dita segunda superfície (23) tem um perfil convexo (23D) na dita seção transversal longitudinal.

6. (Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado^ pelo fato de que a dita primeira superfície lisa (24) é uma superfície tratada com calor, que é diretamente usinada no dito alojamento (16).

7. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a dita segunda superfície lisa (23) é uma superfície tratada com calor, que é diretamente usinada no dito eixo rotativo (10).

8. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície lisa (24) é uma superfície tratada com calor, que é formada sobre um casquilho (21) montado fixamente no dito alojamento (16).

9. | Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita segunda superfície lisa (23) é uma superfície tratada com calor, que é formada em uma manga (20) montada de forma fixa sobre o dito eixo rotativo (10).

10. Conjunto de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo fato de que a: dita manga (20) tem um perfil coroado (23E).

11. Conjunto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o delta de redução H do raio da manga coroada (20) é dado pela equação: Delta H = h*((2*u-lc)/(la-lc))Aexp onde h é a queda total no final do perfil de manga uéa distância do ponto a partir do centro da manga Ic j é o comprimento total da seção perfilada da manga para o qual nenhuma modificação é feita la é o comprimento total da seção perfilada da manga, e eXp é um expoente maior do que 1.

12. Conjunto de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo fato de que a dita manga (20) tem um perfil logarítmico.

13. Conjunto de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o delta de redução H do raio da manga (20) com perfil logarítmico é dado pela equação: Dqlta Η = h*((ln(1-((2*min(abs(u), la/2)/l2)Aexp)))/(ln(1-(l1/l2)Aexp))) onde h é a queda total no final do perfil de manga, u é a distância do ponto a partir do centro da manga, Ia é o comprimento total da secção perfilada da manga, exp é um expoente maior que 1, k1 é um fator calculado como 11 = Ia*k1, k2 é um fator calculado como I2 = Ia*k2.

14. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a dita folga de ar radial média (E1) está entre 0,2 e 0,5 mm e o dito espaço (E2) está entre 0,15 e 0,3 mm.

15. Dispositivo de mancai magnético radial, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.