CN101688557A - 相对于定子无接触地支承转子的轴承装置 - Google Patents

相对于定子无接触地支承转子的轴承装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101688557A
CN101688557A CN200880021189A CN200880021189A CN101688557A CN 101688557 A CN101688557 A CN 101688557A CN 200880021189 A CN200880021189 A CN 200880021189A CN 200880021189 A CN200880021189 A CN 200880021189A CN 101688557 A CN101688557 A CN 101688557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
rotor
stator
stator disc
pneumatic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880021189A
Other languages
English (en)
Inventor
彼得·库姆迈斯
马蒂诺·莱吉萨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN101688557A publication Critical patent/CN101688557A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/041—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part
    • F16C32/0412—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for radial load mainly
    • F16C32/0414—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for radial load mainly with facing axial projections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0681—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load
    • F16C32/0692—Construction or mounting aspects of hydrostatic bearings, for exclusively rotary movement, related to the direction of load for axial load only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

相对于定子(101)无接触支承转子的轴承装置(100)。轴承装置(100)包括具有轴(102)和转子盘(103)的转子以及具有至少两个定子盘(105，106)的定子(101)，所述定子(101)至少局部以一定的距离围住转子，且转子盘(103)伸入到转子盘(105，106)之间的空隙(104)之中形成轴承间隙(107)。轴承装置(100)还包括一个径向支承转子的磁浮轴承以及一个轴向支承转子的空气轴承构件。

Description

相对于定子无接触地支承转子的轴承装置
技术领域
本发明涉及一种相对于定子无接触地支承转子的轴承装置。转子具有至少一个可以围绕某一轴线旋转的轴，且至少一个转子盘与轴机械相连。定子具有至少两个沿轴向相隔一定距离形成空隙的定子盘。至少一个转子盘伸入到空隙之中形成轴承间隙。例如DE 10 2005 028 209 A1就公开了这样一种轴承装置。
背景技术
相对于定子无接触支承转子的轴承装置能以无接触、无磨损的方式支承转子，不需要润滑剂，可以将其设计成摩擦很小或者几乎没有摩擦的结构。这类轴承装置例如可以是磁浮轴承。可以使用永久磁铁元件、产生磁场的绕组构成磁浮轴承装置，或者将其设计成超导磁浮轴承方式。
磁浮轴承可以采用主动闭环控制方式，或者设计成局部固有稳定方式。
主动闭环控制型磁浮轴承具有一个闭环控制装置，可用来对磁性支承力进行闭环控制，从而主动稳定转子。典型的主动闭环控制包括复杂的闭环控制电路，因此成本昂贵。主动闭环控制型磁浮轴承还具有一些机械式安全轴承，以防止转子在闭环控制电路失灵时坠落。附加机械式安全轴承会增大磁浮轴承的结构费用，因此会产生额外成本。
局部固有稳定型磁浮轴承可以在径向或者相对于转子旋转轴线的轴向具备固有稳定性。如果这种轴承例如在径向具备固有稳定性，则可以具有例如能够轴向稳定转子的磁流体轴承或者滚针轴承。与无接触磁浮轴承部件的不同之处在于，机械式轴承部件会引起摩擦损耗。有关这种局部稳定性轴承装置的描述，例如可参阅M.Siebert等人于2001年在NASA/TM-2002-211159文献资料中发表的《被动磁浮轴承飞轮》一文。DE 10 2005 028 209 A1所描述的是另一种轴向固有稳定性磁浮轴承，具有很高的支承力。
DE 10 2005 030 139 A1所描述的是一种径向固有稳定性磁浮轴承，具有用于轴向稳定的主动闭环控制装置。
无论主动闭环控制型磁浮轴承，还是以机械方式稳定的局部固有稳定型磁浮轴承，只能部分实现磁浮轴承的优点。
发明内容
本发明的目的在于：阐述一种针对现有技术所存在的问题予以改进了的固有稳定型轴承装置，可相对于定子无接触支承转子。尤其是这种轴承装置不使用机械式轴承部件，且不必对磁浮轴承构件进行主动电子闭环控制。
采用权利要求1或权利要求4所述的措施，即可实现本发明的目的。
本发明基于这样的思路：给具有轴向固有稳定型磁浮轴承构件的轴承装置添加一个空气轴承，所述空气轴承可在轴向稳定相对于定子磁浮支承的转子。既可以在单侧、也可以在两个轴向方向利用空气轴承轴向稳定转子。对本发明所述轴承装置的磁浮轴承构件进行适当设计，使得转子在轴向优先方向受到不变磁力的作用，从而在单侧稳定转子。以这种方式仅需在与优先方向相反的方向利用空气轴承装置支承转子。
为了按照本发明权利要求1所述相对于定子无接触支承转子，轴承装置应具有下述特征。
相对于定子无接触支承转子的轴承装置包括一转子、一定子、一磁浮轴承构件以及一空气轴承构件。转子具有至少一个可以围绕某一轴线旋转的轴，且至少一个转子盘与轴机械相连。定子具有至少两个沿轴向相隔一定距离形成空隙的定子盘，且所述的至少一个转子盘伸入到空隙之中形成轴承间隙。磁浮轴承构件用来相对于轴线沿径向支承转子，空气轴承用来相对于轴线沿轴向支承转子。至少一个转子盘以及定子盘在其相对面上具有呈环形在轴承间隙范围内相对的齿状突起作为磁浮轴承构件的一部分。转子或定子还包括能产生磁场的构件，用于在至少一个转子盘和定子盘之间产生基本上指向轴向的保持磁通。定子具有至少一个支承面作为空气轴承构件的一部分，该支承面的面法线基本上对准轴向。转子还具有至少一个与支承面相隔一定距离形成空气轴承间隙的轴承体。该轴承体通过空气轴承间隙内的气垫支承在支承面对面。
本发明权利要求4所述的轴承装置也可以具有下述特征：
相对于转子无接触支承定子的轴承装置包括一转子、一定子、一磁浮轴承构件以及一空气轴承构件。转子具有至少一个可以围绕某一轴线旋转的轴，且至少两个在轴线方向相隔一定间距形成空隙的转子盘与轴机械相连。定子具有至少一个定子盘，该定子盘伸入到空隙之中形成轴承间隙。磁浮轴承构件用来相对于轴线沿径向支承转子，空气轴承用来相对于轴线沿轴向支承转子。至少两个转子盘和至少一个定子盘在其相对面上具有呈环形的齿状突起，所述突起在轴承间隙范围内分别相对，并作为磁浮轴承的一部分。转子或定子还包括能产生磁场的构件，用于在至少一个定子盘和至少两个转子盘之间产生基本上指向轴向的保持磁通。定子具有至少一个支承面作为空气轴承构件的一部分，该支承面的面法线基本上对准轴向。转子具有至少一个与支承面相隔一定距离形成空气轴承间隙的轴承体，该轴承体通过空气轴承间隙内的气垫支承在支承面对面。
本发明所述措施所带来的优点尤其在于：轴承装置能够以完全无接触的方式相对于定子支承转子。该轴承装置结构简单，并且允许以完全固有稳定方式相对于定子支承转子。
关于本发明所述轴承装置的有益实施方式，可参阅权利要求1和4的从属权利要求。权利要求1或权利要求4所述实施方式可以与某一从属权利要求的特征、尤其可以与多个从属权利要求的特征组合使用。
因此轴承装置还可以具有下述特征：
-轴承装置可以具有n＞2个沿轴线方向相隔一定距离形成空隙的定子盘，且n-1个转子盘伸入到这些空隙之中形成轴承间隙。轴承装置也可以具有n＞2个沿轴线方向相隔一定距离形成空隙的转子盘，且n-1个定子盘伸入到这些空隙之中形成轴承间隙。采用这种具有若干定子盘和转子盘的轴承装置实施方式，可以提高轴承装置的支承力。
-轴承装置可以具有两个或多个沿轴线方向相隔一定距离的定子盘对，这些定子盘对分别由两个定子盘组成。在构成一个定子盘对的定子盘之间分别有一个空隙，分别有一个转子盘伸入到该空隙之中形成轴承间隙。也可以分别通过两个转子盘形成两个或多个沿轴线方向相隔一定距离的转子盘对。构成转子盘对的转子盘之间分别具有间隙，分别有一个定子盘伸入到该间隙之中形成轴承间隙。采用具有定子盘对或转子盘对的轴承装置构造，可以形成生产工艺灵活的模块化轴承装置构造。
-轴承间隙可以在优先方向上的轴向延伸范围小于与此相反的方向上的轴向延伸范围。轴承装置的空气轴承构件端部可以与轴的一端部相连，该轴始于磁浮轴承构件，并位于优先方向上。采用非对称设计轴承装置磁浮轴承构件的轴承间隙的方式，使得磁浮支承的转子在优先方向受到不变磁力的作用。仅需在与该优先方向相反的方向利用空气轴承构件支承转子。这种利用空气轴承单侧支承转子的方式是一种结构简单、成本低廉的解决方案。
-空气轴承构件的支承面可以由至少一个定子盘的齿状突起的局部表面构成，仅这些齿状突起的局部表面构成面法线指向轴向的空气轴承构件的支承面。此外，仅使用齿状突起的一部分作为空气轴承构件的支承面，该部分从相应转子盘开始并位于优先方向上。按照上述实施例，可在定子盘的齿状突起的区域内实现用于空气支承的支承面。以这种方式可以形成节约空间的紧凑型轴承装置。
-空气轴承构件端面可以与轴的两端相连。采用这种在两端气浮支承转子的方式可以形成完全固有稳定的轴承。
-空气轴承构件的支承面可以由至少两个定子盘的齿状突起的局部表面构成，这些局部表面的面法线指向相反的轴向方向。按照上述实施方式，可以形成在两个轴向方向固有稳定的轴承，还可以采用将空气轴承支承面整合在轴承盘齿状突起区域内的方式，设计出结构特别紧凑的轴承。
-定子可以包括永久磁铁或者电磁铁绕组形式的磁场生成构件，转子可以包括永久磁铁形式的磁场生成构件。采用灵活设计磁场产生构件的方式，将其作为定子或者转子的部件，可以灵活匹配磁通走向，使其适应轴承装置的其它结构性边缘条件。
-空气轴承构件可以采用箔片空气轴承方式。箔片空气轴承允许以无接触方式支承运动的部件，不需要使用外部压缩空气供应装置。
-定子可以与用来产生气垫的压缩空气供应装置相连，所述压缩空气供应装置包括用来限时维持气垫的缓冲空间。按照上述实施方式，可以利用作为压缩空气供应装置一部分的缓冲空间，防止轴承装置因压缩空气供应中断而受影响。以这种方式可以提高轴承装置的可靠性。
附图说明
关于本发明所述轴承装置的其它有益实施方式，可参阅以上并未提及的相关从属权利要求以及附图。以下将参照描述本发明所述轴承装置首选实施方式的附图，对本发明进行详细解释。附图如下
附图1～6利用空气轴承单侧支承转子的轴承装置，
附图7～9在两个轴向方向利用空气轴承装置支承转子的轴承装置，以及
附图10空气轴承装置的压缩空气供应装置。
附图中相同的部件均具有相同的附图标记。没有详细列出的部件属于已知的现有技术。
附图1所示为相对于定子101无接触支承转子的轴承装置100。转子具有至少一个可以围绕轴线A旋转支承的轴102，转子盘103与该轴机械相连。定子101具有两个沿轴线A方向相隔一定距离形成空隙104的定子盘105、106。定子盘105、106在其径向外侧区域与一个轭铁115相连。定子101至少局部围住转子。定子101与定子盘105、106尤其可以构成断面呈U形沿圆周方向完全围住转子盘103的部件。转子盘103伸入到定子盘105、106之间的空隙104之中形成轴承间隙107。转子盘103以及定子盘105、106在其相对面上具有相对的齿状突起108。齿状突起108可以是相对于轴线A呈环形的突起。定子101包括一个永久磁铁109作为产生磁场的构件，该永久磁铁可以是呈环形沿圆周方向围住转子的一部分定子101。利用永久磁铁109产生在定子盘105、106的齿状突起与转子盘103之间的轴承间隙范围内指向轴向的磁通。通过轭铁115也就是定子101的一部分封闭磁通。
轴承装置100还具有与轴102的一端相连的空气轴承110。空气轴承110包括与定子101机械相连的支承面111。支承面111经过适当定位，使其面法线基本上平行于轴线A。支承面111尤其可以具有进气喷嘴、进气腔以及/或者各种各样的流道、微型流道或者微型喷嘴。所述支承面111还可以是烧结而成的多孔表面，空气轴承110所需的压缩空气可以通过多孔表面流入空气轴承间隙112之中。支承面111是空气轴承110的固定部分，并且通过供气管113与压缩空气供应装置相连。空气轴承110还包括一个轴承体114，该轴承体是转子的一部分，或者与其机械相连。利用压缩空气在空气轴承间隙112内产生气垫，从而相对于支承面111支承轴承体114。
此外也可以将空气轴承构件设计成箔片空气轴承方式(foil air bearing)。这种箔片空气轴承可通过自身形成的气垫无接触地支承某一个运动的轴102。通过轴102的旋转作用，以流体动力学原理在箔片空气轴承的空气轴承间隙112中形成气垫。箔片空气轴承不需要加装机械式安全轴承。当轴102起动/加速时，箔片空气轴承首先像滑动轴承一样工作，直至在空气轴承间隙112中形成具有适当承载能力的气垫。
附图1所示的轴承装置100经过适当设计，使得轴承间隙107在轴向优先方向B(从转子盘103处观察)的伸展范围小于与优先方向B相反的方向上的伸展范围。轴承间隙107在转子盘103和朝向空气轴承110的转子盘105之间的这一部分107a在轴向方向小于轴承间隙107在转子盘103和背向空气轴承110的定子盘106之间的这一部分107b。由于轴向间隙107a、107b的轴向尺寸不同，轴102在优先方向B持续受到磁力作用。通过位于轴102末端区域的空气轴承110支承持续作用于转子的磁力。
附图2所示为另一种轴承装置100，其定子101具有两个定子盘对201a、201b、202a、202b。轴承装置100还包括两个转子盘203、204，这些转子盘分别伸入到定子盘对201a、201b或202a、202b之间的空隙104之中形成轴承间隙107。
定子盘对201a、201b、202a、202b是定子101的部件，分别具有永久磁铁109形式的磁场产生构件。
附图2所示的另一种轴承装置100与附图1所示的轴承装置100一样具有轴承间隙107a、107b，这些间隙在轴向具有不同的尺寸。轴102因此在优先方向B受到力的作用，通过安装在轴端102的空气轴承110支承该作用力。
轴承装置100同样可以具有其它定子盘对201a、201b、202a、202b(附图2中没有绘出)，从而提高轴承装置100的支承力。
附图3所示为另一种轴承装置100，可以具有与附图1所示轴承装置100一样的构造。只有以永久磁铁109形式的磁场产生构件作为转子盘103的一部分。
如果磁场产生构件是定子101的一部分，则可以通过永久磁铁或者电磁铁绕组来构成该构件。如果磁场产生构件是转子的一部分，同样也可以通过永久磁铁或电磁铁绕组来构成该构件。
附图4所示为另一种轴承装置100，具有两个磁性局部轴承401、402。每一个磁性局部轴承401、402均具有两个与轴102相连的转子盘403、404或405、406，这些转子盘伸入到相应定子盘407～412之间的空隙104之中。每一个局部轴承401、402均具有一个永久磁铁109作为磁场产生构件。在轴102的末端安装一个在优先方向B支承轴102的空气轴承110。与附图1～3所示的实施方式一样，定子盘407～412与转子盘403～406之间的轴承间隙107(从转子盘403～406朝向定子盘407～412方向观察)在优先方向B小于与优先方向B相反的方向。通过安装在轴102末端上的空气轴承110支承在优先方向B作用于轴102的力。
附图5所示为另一种轴承装置100，包括一个围绕轴线A旋转支承的转子。转子包括与转子盘501～503机械相连的轴102。定子101包括两个定子盘504、505，这些定子盘伸入到转子盘501～503之间的空隙104之中。定子101在圆周方向至少局部围住转子。定子盘504、505在轴向被转子盘101～103围住。转子盘501～503和定子盘504、505之间的轴承间隙107经过适当设计，使得轴承间隙从定子盘504、505开始在优先方向B的尺寸小于与优先方向B相反的方向。因此转子盘501与定子盘504之间的轴承间隙107a小于定子盘504与转子盘502之间的间隙107b。通过在末端与轴102相连的空气轴承110支承在优先方向B因为轴承间隙107a、107b的尺寸不同而产生的作用力。
附图5所示的轴承装置100具有永久磁铁109作为磁场产生构件，这些永久磁铁分别是转子盘501～503的一部分。利用永久磁铁109产生保持磁通M，该磁通在转子盘501～503和定子盘504、505的齿状突起之间基本上指向轴向。按照附图5所示的实施例，通过轴102的部件闭合保持磁通M。
附图6所示为另一种轴承装置100，其磁性部分与附图2所示的轴承装置一样。与轴102相连的转子盘103伸入到定子盘105、106之间所形成的空隙104之中。转子盘103和定子盘105、106之间形成的轴承间隙107a、107b具有不同的轴向尺寸。由于轴承间隙107a、107b的尺寸不同，轴102在优先方向B受到力的作用。附图6所示轴承装置100的空气轴承构件整合在转子盘的齿状突起601之中。定子盘105的齿状突起108具有喷嘴或排气口，从而能够在轴承间隙107a内利用空气轴承的作用形成气垫。定子盘105上形状特殊的齿状突起601在其面法线基本上平行于轴线A的表面上可以采用与支承面111相同的形状。可以给特殊齿状突起601配置喷嘴、流道、凹槽、微型喷嘴或者采取其它措施，以便在轴承间隙107a中产生用于进行空气支承的气垫。还可以用透气的多孔烧结材料制成这些特殊齿状突起601。
附图6所示的轴承装置100具有一个适当构造的轴承盘105，从而使其齿状突起601可用来在轴承间隙107a中产生气垫。还可以适当设计轴承装置，使得其它轴承盘105具有适当构造的齿状突起601。
附图7所示为另一种轴承装置100。与轴102相连的转子盘103伸入到定子盘105、106之间的空隙104之中形成轴承间隙107。定子盘105、106在其齿状突起601上配有类似于空气轴承的空气排出口。以这种方式可以使得转子盘103与两个定子盘105、106之间的轴承间隙107保持同样大小。可以通过这种两侧进行空气支承的方式使得轴102或者与轴102相连的转子盘103在轴向保持稳定。两个定子盘105、106通过供气管113与压缩空气供应装置相连，以便实现空气支承。
附图8所示基本上就是附图7所示的轴承装置100。附图8所示的轴承装置100具有两个局部轴承801、802。某一个或者两个局部轴承801、802不仅可以通过磁力支承轴102，也可以通过磁力和空气支承轴102。
某一个或者两个局部轴承801、802也可以具有利用喷嘴或者其它适当措施在轴承间隙107中产生气垫的齿状突起601。
附图9所示为一种轴承装置100，两个转子盘105、106与一个围绕轴线A旋转支承的轴102相连，且这些转子盘分别具有一个永久磁铁109作为产生磁场的构件。转子在圆周方向被定子101至少部分围住。转子盘902、903在轴向围住定子盘901。定子盘901在其齿状突起601上具有排气口，从而可以齿状突起之间所产生的气垫将转子盘902、903保持在两个轴向方向。
附图10所示为端部与轴102相连的空气轴承110的一部分。空气轴承110通过供气管113与压缩空气供应装置1000相连。利用泵1001给压缩空气供应装置1000供气。压缩空气供应装置1000还与一个缓冲空间1002相连。这样就可以在泵1001发生故障时利用缓冲空间1002给压缩空气供应装置1000继续供气。还可以适当设计缓冲空间1002的尺寸，使得可以在适当长的时间内给压缩空气供应装置1000供气，从而可以在以这种方式供气的时间内对泵1001进行维修、更换，或者以其它方式使其重新发挥作用。

Claims (16)

1.相对于定子(101)无接触地支承转子的轴承装置(100)，包括：
a)一转子，具有一可以围绕轴线(A)旋转的轴(102)，并且至少具有一与轴(102)机械相连的转子盘(103)，
b)一定子(101)，具有至少两个沿轴向相隔一定距离形成空隙(104)的定子盘(105，106)，其中至少一个转子盘(103)伸入到空隙(104)之中形成轴承间隙(107)，
c)一磁浮轴承构件，用于相对于轴线(A)在径向支承转子，以及
d)一空气轴承构件，用于相对于轴线(A)在轴向支承转子，其中
e)作为磁浮轴承构件的一部分
-所述的至少一个转子盘(103)和所述的定子盘(105)在其相对面上具行呈环形的齿状突起(108)，所述齿状突起(108)在轴承间隙(107)范围内彼此相对，并且
-所述转子或者定子(101)包括产生磁场的构件(109)，用于在所述至少一个转子盘(103)和所述定子盘(105，106)之间产生基本上指向轴向的保持磁通(M)，并且
f)作为空气轴承构件的一部分
-所述定子(101)具有至少一个支承面(111)，其面法线基本上指向轴向，并且
-所述转子具有至少一个轴承体(114)，所述轴承体与支承面(111)相隔一定距离形成空气轴承间隙(112)，通过空气轴承间隙(112)中的气垫相对于支承面(111)支承该轴承体。
2.根据权利要求1所述的轴承装置(100)，其特征在于，n＞2个定子盘(201a，201b，202a，202b)沿轴线(A)方向相隔一定距离形成空隙(104)，n-1个转子盘(203，204)伸入到空隙(104)之中形成轴承间隙(107)。
3.根据权利要求1所述的轴承装置(100)，其特征在于，分别由两个定子盘(201a，201b，202a，202b)构成两个或多个沿轴线(A)方向相隔一定距离的定子盘对，所述构成定子盘对的定子盘(201a，201b，202a，202b)成对形成空隙(104)，两个或多个转子盘(203，204)分别伸入到这些空隙之中形成轴承间隙(107)。
4.相对于定子(101)无接触地支承转子的轴承装置(100)，包括：
a)一转子，具有一可以围绕轴线(A)旋转的轴(102)，并且具有至少两个转子盘(902，903)，所述至少两个转子盘沿轴线(A)方向相隔一定距离形成空隙(104)，并且与轴(102)机械相连，以及
b)一定子(101)，具有至少一个定子盘(901)，其中，至少一个定子盘(901)伸入到空隙(104)之中形成轴承间隙(107)，
c)一磁浮轴承构件，用于相对于轴线(A)在径向支承转子，以及
d)一空气轴承构件，用于相对于轴线(A)在轴向支承转子，其中
e)作为磁浮轴承构件的一部分
-所述至少两个转子盘(902，903)和所述至少一个定子盘(901)在其相对面上具有呈环形的齿状突起(108)，所述齿状突起(108)在轴承间隙范围内分别相对，并且
-所述转子或定子(101)包括磁场生成构件(109)，用于在所述至少一个定子盘(901)和所述至少两个转子盘(902，903)之间产生基本上指向轴向的保持磁通(M)，并且
f)作为空气轴承构件的一部分
-所述定子(101)具有至少一个支承面(111)，其面法线基本上指向轴向，并且
-所述转子具有至少一个轴承体(114)，所述轴承体与支承面(111)相隔一定距离形成空气轴承间隙(112)，通过空气轴承间隙(112)中的气垫相对于支承面(111)支承该轴承体。
5.根据权利要求4所述的轴承装置(100)，其特征在于，n＞2个转子盘(501，502，503)沿轴线(A)方向相隔一定距离形成空隙(104)，n-1个定子盘(504，505)伸入到空隙(104)之间形成轴承间隙(107)。
6.根据权利要求4所述的轴承装置(100)，其特征在于，分别由两个转子盘(902，903)构成两个或多个沿轴线(A)方向相隔一定距离的转子盘对，所述构成转子盘对的转子盘(902，903)成对形成空隙(104)，两个或多个定子盘(901)伸入到这些空隙之中形成轴承间隙(107)。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，
-轴承间隙(107)在优先方向(B)上的轴向延伸范围小于与优先方向(B)相反的方向上的轴向延伸范围，并且
-空气轴承构件的端部与轴的一端部相连，所述轴始于磁浮轴承构件并位于优先方向(B)上。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，
-轴承间隙(107)在优先方向(B)上的的轴向延伸范围小于与优先方向(B)相反的一方向上的的轴向延伸范围，并且
-空气轴承构件的支承面(111)由至少一个定子盘(105)的齿状突起(601)的局部表面构成，这些局部表面的面法线指向轴向(A)，
-作为支承面(111)的所述局部表面位于优先方向(B)上，始于所述转子盘(103)，并属于所述定子盘(105)。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，空气轴承构件端部与轴(102)的两个端部相连。
10.根据权利要求1～6中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，空气轴承构件的支承面(111)由所述至少两个定子盘(105，106)的齿状突起(611)的局部表面构成，所述局部表面的面法线指向相反的轴向方向。
11.根据上述权利要求中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，定子(101)包括产生磁场的构件。
12.根据权利要求11所述的轴承装置(100)，其特征在于，通过永久磁铁(109)或者电磁铁绕组构成所述产生磁场的构件。
13.根据权利要求1～10中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，定子包括产生磁场的构件。
14.根据权利要求13所述的轴承装置(100)，其特征在于，通过永久磁铁(109)构成所述产生磁场的构件。
15.根据上述权利要求中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，定子(101)与用来在空气轴承间隙(112)中产生气垫的压缩空气供应装置(1000)相连，所述压缩空气供应装置(1000)与用来限时维持气垫的缓冲空间(1002)相连。
16.根据上述权利要求中任一项所述的轴承装置(100)，其特征在于，空气轴承构件采用箔片空气轴承的方式。
CN200880021189A 2007-06-22 2008-06-18 相对于定子无接触地支承转子的轴承装置 Pending CN101688557A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007028905.9 2007-06-22
DE102007028905A DE102007028905B3 (de) 2007-06-22 2007-06-22 Lagereinrichtung zur berührungsfreien Lagerung eines Rotors gegen einen Stator
PCT/EP2008/057647 WO2009000711A2 (de) 2007-06-22 2008-06-18 Lagereinrichtung zur berührungsfreien lagerung eines rotors gegen einen stator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101688557A true CN101688557A (zh) 2010-03-31

Family

ID=39942374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880021189A Pending CN101688557A (zh) 2007-06-22 2008-06-18 相对于定子无接触地支承转子的轴承装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100201216A1 (zh)
EP (1) EP2160519A2 (zh)
CN (1) CN101688557A (zh)
DE (1) DE102007028905B3 (zh)
WO (1) WO2009000711A2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104884748A (zh) * 2012-12-27 2015-09-02 Posco公司 涡轮装置及包括其的废热回收发电系统
CN110165822A (zh) * 2019-06-12 2019-08-23 大连亨利科技有限公司 一种气体悬浮飞轮电池控制装置
CN113719540A (zh) * 2021-08-27 2021-11-30 中国人民解放军海军工程大学 具有单向高承载力密度的非对称轴向磁轴承装置
CN114857170A (zh) * 2022-04-19 2022-08-05 华中科技大学 磁悬浮轴承的轴向磁轴承结构

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2962866B1 (fr) * 2010-07-19 2012-09-07 Converteam Technology Ltd Machine electrique tournante a paliers magnetiques perfectionnes
WO2020245474A1 (es) * 2019-06-04 2020-12-10 Fundación Tekniker Sistema magnético de compensación de rigidez
DE102020130125A1 (de) 2020-11-16 2022-05-19 Aerolas Gmbh, Aerostatische Lager- Lasertechnik Kraft- oder Arbeitsmaschine
CN113944691B (zh) * 2021-09-22 2022-04-29 哈尔滨工业大学 移动式气浮导向机构
CN114791016B (zh) * 2022-03-02 2024-03-19 湖南华园莱客科技有限公司 一种多环套接的空气轴承

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1338962A (fr) * 1962-08-22 1963-10-04 Commissariat Energie Atomique Moteur toupie
JPS56115652A (en) * 1980-02-19 1981-09-10 Toyota Motor Corp Method and device for rotary atomized electrostatic coating
SE453419B (sv) * 1985-02-04 1988-02-01 Skf Nova Ab Anordning med axiallager der lagringsytorna innefattar magnetiska partier
GB2268984B (en) * 1992-07-23 1996-04-03 Glacier Metal Co Ltd Magnetic bearing back-up
JP3215529B2 (ja) * 1992-12-04 2001-10-09 株式会社荏原製作所 スラスト磁気軸受装置
DE4342583A1 (de) * 1993-12-14 1995-06-22 Skf Textilmasch Komponenten Schaftloser Spinnrotor einer Offenend-Spinnmaschine
EP0687827A1 (en) * 1994-06-13 1995-12-20 Mechanical Technology Incorporated Hybrid magnetic/foil gas bearings
US5536087A (en) * 1995-03-02 1996-07-16 Council Of Scientific & Industrial Research Foil journal bearing having straight foils useful for providing support for high speed rotors and a process for fabricating said bearing
JPH09165289A (ja) * 1995-12-13 1997-06-24 Komatsu Electron Metals Co Ltd 単結晶インゴット把持装置および把持方法
JP3696398B2 (ja) * 1997-04-28 2005-09-14 Ｎｔｎ株式会社 静圧磁気複合軸受およびスピンドル装置
JP2000192958A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気軸受及びその浮上体の制御方法
US6770995B1 (en) * 2001-09-22 2004-08-03 Gerald K. Foshage Passive radial magnetic bearing
EP1621785A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-01 Mecos Traxler AG Method and apparatus for controlling a magnetic bearing device
DE102005028209B4 (de) * 2005-06-17 2007-04-12 Siemens Ag Magnetische Lagereinrichtung einer Rotorwelle gegen einen Stator mit ineinander greifenden Rotorscheibenelementen und Statorscheibenelementen
DE102005030139B4 (de) * 2005-06-28 2007-03-22 Siemens Ag Vorrichtung zur magnetischen Lagerung einer Rotorwelle mit Radialführung und Axialregelung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104884748A (zh) * 2012-12-27 2015-09-02 Posco公司 涡轮装置及包括其的废热回收发电系统
CN104884748B (zh) * 2012-12-27 2016-08-17 Posco公司 涡轮装置及包括其的废热回收发电系统
CN110165822A (zh) * 2019-06-12 2019-08-23 大连亨利科技有限公司 一种气体悬浮飞轮电池控制装置
CN113719540A (zh) * 2021-08-27 2021-11-30 中国人民解放军海军工程大学 具有单向高承载力密度的非对称轴向磁轴承装置
CN113719540B (zh) * 2021-08-27 2022-12-20 中国人民解放军海军工程大学 具有单向高承载力密度的非对称轴向磁轴承装置
CN114857170A (zh) * 2022-04-19 2022-08-05 华中科技大学 磁悬浮轴承的轴向磁轴承结构
CN114857170B (zh) * 2022-04-19 2023-03-24 华中科技大学 磁悬浮轴承的轴向磁轴承结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20100201216A1 (en) 2010-08-12
DE102007028905B3 (de) 2008-12-11
EP2160519A2 (de) 2010-03-10
WO2009000711A2 (de) 2008-12-31
WO2009000711A3 (de) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101688557A (zh) 相对于定子无接触地支承转子的轴承装置
JP3444394B2 (ja) 組み合わせ軸受装置
JP6647357B2 (ja) 電気接触を提供するためのアセンブリ及びそのアセンブリを含む装置
US7902706B2 (en) Rotational apparatus including a passive magnetic bearing
KR100999015B1 (ko) 터보 기계
EP2479871B1 (en) Electrical machines
US10598222B2 (en) Air bearing for use as seal
US9657744B2 (en) Midspan active magnetic bearing
US20080122308A1 (en) Method for Stabilizing a Magnetically Levitated Object
JP2000055036A (ja) ラジアル軸受
KR101746147B1 (ko) 원심 압축기
USRE46691E1 (en) Hydrostatic bearing made of magnetic material which is also used as a motor magnet
JP2010276019A (ja) クリアランスを制御するためのシステム及び方法
GB2298459A (en) Compressor rotor control with magnetic bearings
CZ293543B6 (cs) Rotační dynamický stroj pro dopravu fluida a způsob jeho ovládání
US7082763B2 (en) Exhaust gas turbocharger
JP2008190376A (ja) 空気サイクル冷凍機用タービンユニット
JP2000329096A (ja) 回転機械
US20020079765A1 (en) Compliant foil fluid film bearing with eddy current damper
US10816035B2 (en) Hermetic squeeze film damper having an elliptical damper orifice
CN103267131B (zh) 非接触式机械密封装置
JP2008082216A (ja) 圧縮膨張タービンシステム
CN105408649A (zh) 减小电机中轴承的受力
CN111102293A (zh) 主被动磁气混合轴承
JP2007162492A (ja) 圧縮膨張タービンシステム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100331