CN110785570B - 磁性轴承筒中的自定心辅助轴承 - Google Patents

磁性轴承筒中的自定心辅助轴承 Download PDF

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Abstract

提供了一种自定心轴承组件。所述轴承组件包括被配置用于支撑旋转轴的磁性轴承装置、以及磁性轴承支撑壳体。所述磁性轴承壳体具有盘形形状、以及从外径部分沿轴向方向延伸的多个凸片。所述轴承组件进一步包括被配置用于在辅助支承情形期间支撑所述旋转轴的辅助轴承装置、以及辅助轴承支撑壳体。所述辅助轴承支撑壳体具有盘形形状，所述盘形形状具有第一直径部分和第二直径部分。所述第一直径部分的直径比所述第二直径部分大。所述凸片被配置成联接到所述第二直径部分上，使得所述辅助轴承支撑壳体与所述磁性轴承支撑壳体同心。

Description

磁性轴承筒中的自定心辅助轴承
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月12日提交的美国临时申请62/531,639的权益，所述申请的全部内容通过援引并入本文。
背景技术
本发明总体上涉及一种可以用于支撑旋转轴(例如用于驱动冷却器组件的离心式压缩机的高速感应电机的电机轴)的自定心轴承组件。在高速感应电机中使用磁性轴承使摩擦最小化，以改善电机性能并防止过度磨损。可以与每个磁性轴承同心地安装辅助支承轴承，以便在电机静止时、或在发生过载状况或系统故障时支撑旋转轴。辅助轴承装置相对于磁性轴承的定位可以包括使用单独垫片零件、和/或手动调整，这可能是个困难且耗时的过程。
发明内容
本披露的一种实施方式是一种自定心轴承组件。所述轴承组件包括被配置用于支撑旋转轴的磁性轴承装置、以及磁性轴承支撑壳体。所述磁性轴承壳体具有盘形形状、以及从外径部分沿轴向方向延伸的多个凸片。所述轴承组件进一步包括被配置用于在辅助支承情形期间支撑所述旋转轴的辅助轴承装置、以及辅助轴承支撑壳体。所述辅助轴承支撑壳体具有盘形形状，所述盘形形状具有第一直径部分和第二直径部分。所述第一直径部分的直径比所述第二直径部分大。所述凸片被配置成联接到所述第二直径部分上，使得所述辅助轴承支撑壳体与所述磁性轴承支撑壳体同心。
在一些实施例中，所述凸片使用过盈配合联接到所述第二直径部分上。在一些实施例中，所述辅助轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。在一些实施例中，所述凸片包括至少三个凸片。在一些实施例中，所述凸片围绕所述外径部分以规则的间隔分隔开。
在一些实施例中，所述轴承组件进一步包括布置于所述磁性轴承支撑壳体与所述辅助轴承支撑壳体之间的轴向垫片，以在所述磁性轴承支撑壳体与所述辅助轴承支撑壳体之间维持所需的间距。
在一些实施例中，所述辅助支承情形包括所述磁性轴承装置停用、所述磁性轴承装置过载、以及磁性轴承装置部件失效中的至少一种。
本披露的另一实施方式是一种蒸气压缩系统。所述蒸气压缩系统包括连接成制冷剂闭合环路的由密封感应电机直接驱动的离心式压缩机、冷凝器、膨胀装置、以及蒸发器。所述密封感应电机包括定子、转子、以及具有第一端和第二端的轴。所述密封感应电机进一步包括位于所述轴的第一端附近的第一径向磁性轴承组件、以及位于所述轴的第二端附近的第二径向磁性轴承组件。所述第一径向磁性轴承组件与所述第二径向磁性轴承组件被配置成用于在径向方向上支撑所述轴。所述密封感应电机进一步包括被配置成用于在轴向方向上支撑所述轴的推力磁性轴承组件。所述第一径向磁性轴承组件、所述第二径向磁性轴承组件、以及所述推力磁性轴承组件中的每一个都包括被支撑在磁性轴承壳体中的磁性轴承装置、以及被支撑在辅助轴承壳体中的辅助轴承装置。所述辅助轴承壳体使用从所述磁性轴承壳体延伸的凸片联接到所述磁性轴承壳体上，使得所述辅助轴承壳体与所述磁性轴承壳体同心。
在一些实施例中，所述凸片使用过盈配合联接到辅助轴承壳体上。在一些实施例中，所述辅助轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。在一些实施例中，所述凸片包括至少三个凸片。
在一些实施例中，所述蒸气压缩系统进一步包括布置于所述磁性轴承壳体与所述辅助轴承壳体之间的轴向垫片，以在所述磁性轴承壳体与所述辅助轴承壳体之间维持所需的间距。
在一些实施例中，所述磁性轴承壳体与所述辅助轴承壳体中的每一个都具有盘形形状。
本披露的又一实施方式是一种自定心轴承组件。所述轴承组件包括联接到第一轴承装置上的第一轴承支撑壳体，所述第一轴承装置被配置用于支撑旋转轴。所述第一轴承支撑壳体具有盘形形状、以及从外径部分沿轴向方向延伸的多个凸片。所述轴承组件进一步包括联接到第二轴承装置上的第二轴承支撑壳体，所述第二轴承装置被配置用于支撑所述旋转轴。所述第二轴承支撑壳体具有盘形形状，所述盘形形状具有第一直径部分和第二直径部分，所述第一直径部分的直径比所述第二直径部分大。所述凸片被配置成联接到所述第二直径部分，使得所述第二轴承支撑壳体与所述第一轴承支撑壳体同心。
在一些实施例中，所述第一轴承装置是磁性轴承装置，而所述第二轴承装置是辅助轴承装置。在其他实施例中，所述第一轴承装置是辅助轴承装置，而所述第二轴承装置是磁性轴承装置。
在一些实施例中，所述凸片使用过盈配合联接到所述第二直径部分上。在一些实施例中，所述凸片包括至少三个凸片。在一些实施例中，所述凸片围绕所述外径部分以规则的间隔分隔开。
在一些实施例中，所述第二轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。
附图说明
图1是根据一些实施例的冷却器组件的透视图。
图2是根据一些实施例的图1的冷却器组件的正视图。
图3是根据一些实施例的图1的冷却器组件中的电机以及离心式压缩机的截面图。
图4是根据一些实施例的自定心轴承组件的等距视图。
图5是根据一些实施例的图4的自定心轴承组件的分解图。
图6是根据一些实施例的图4的自定心轴承组件的正视图。
图7是根据一些实施例的、沿着图6的线A-A截取的自定心轴承组件的局部截面视图。
具体实施方式
总体上参照附图，示出了可以用于支撑冷却器组件中的离心式压缩机的电机轴的自定心轴承组件。参照图1至图2，描绘了冷却器组件100的示例性实施方式。冷却器组件100被示出为包括由电机104驱动的压缩机102、冷凝器106、以及蒸发器108。制冷剂通过蒸气压缩循环，循环通过冷却器组件100。冷却器组件100还可以包括控制面板114，用以控制蒸气压缩循环在冷却器组件100内部的运行。
电机104由变速驱动装置(VSD)110供电。VSD 110从交流(AC)电源(未示出)接收具有特定固定线路电压和固定线路频率的AC电力，并且向电机104提供具有可变电压和频率的电力。电机104可以是可由VSD 110供电的任何类型的电动机。例如，电机104可以是高速感应电机。压缩机102由电机104驱动，以压缩通过抽吸管线112从蒸发器108接收到的制冷剂蒸气、并且通过排放管线124将制冷剂蒸气输送至冷凝器106。压缩机102可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、或任何其他类型的合适的压缩机。在图2描述的实例中，压缩机102是离心式压缩机。
蒸发器108包括内部管束(未示出)、以及用于将工艺流体供应到内部管束和将其移除的供应管线120与回流管线122。经由循环工艺流体的导管，供应管线120与回流管线122可以与HVAC系统(例如，空气处理器)内部的部件处于流体连通。工艺流体是用于冷却建筑物的冷却液体，并且可以是但不限于水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水、或任何其他合适的液体。蒸发器108被配置用于在工艺流体穿过蒸发器108的管束并与制冷剂进行热交换的过程中，降低工艺流体的温度。制冷剂蒸气由制冷剂液体在蒸发器108中形成，所述制冷剂液体被输送至蒸发器108、与工艺流体进行热交换、发生相变成为制冷剂蒸气。
被压缩机102从蒸发器108输送至冷凝器106的制冷剂蒸气可以将热量传递给流体。由于与流体进行热量传递，制冷剂蒸气在冷凝器106中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器106的制冷剂液体流过膨胀装置并且返回到蒸发器108，以完成冷却器组件100的制冷剂循环。冷凝器106包括供应管线116与回流管线118，用于使流体在冷凝器106与HVAC系统的外部部件(例如，冷却塔)之间循环。经由回流管线118供应给冷凝器106的流体与冷凝器106中的制冷剂进行热交换、并且经由供应管线116从冷凝器106中移除，以完成循环。循环通过冷凝器106的流体可以是水或任何其他合适的液体。
现在参照图3，示出了用于驱动离心式压缩机的高速感应电机的截面图。在一些实施例中，高速感应电机基本上类似于电机104，并且离心式压缩机基本上类似于压缩机102，这两者都是参照图1在上文中描述过。电机104被示出为除其他部件之外还包括外壳或壳体202、定子204、以及转子206。定子204是电机的电磁回路的固定部分，所述电磁回路在转子206上施加径向和轴向磁力。在适当对齐的系统中，这些力的和为零、或接近于零。在一些实施例中，定子204被电机套210部分地封装，并且定子204与电机套210两者都可以具有基本上圆柱形形状。电机套210可以由铝构造而成、并且可以被配置成用于优化来自定子204的热传递，以防止电机104过热。
转子206是电机的电磁回路的旋转部分。在各实施例中，转子206可以是鼠笼式转子、绕线转子、凸极转子、或圆柱形转子。转子206联接到轴208上。轴208被示出为包括第一端238和第二端240。转子206和轴208共同绕中心轴线226旋转，以便将转矩和转动传送给联接到电机104上的其他部件和/或组件。
如图3所示，轴208的第二端240通过直接驱动连接件228联接到离心式压缩机102的叶轮230上。在一些实施例中，直接驱动连接件228可以包括用于将轴208联接到叶轮230上的机械紧固件(例如，螺栓、销)。直接从动系统提供了相对于齿轮传动系统的优点，因为这种系统减少了摩擦损耗并且需要的部件更少、更简单。除了叶轮230之外，离心式压缩机102除其他部件之外还可以包括入口242、由可变几何形状扩压器(VGD)232与扩压板236组成的扩压器组件、以及收集器组件或涡旋组件234。入口242可以包括将流体(例如，LP制冷剂)抽取到叶轮230的管，所述叶轮是逐渐向蒸气给予动能的旋转叶片组。叶轮230的下游是由VGD 232与扩压板236形成的扩压空隙。在蒸气流过扩压空隙并扩张时、并且在经由收集器或涡旋组件234离开离心式压缩机之前，蒸气的动能被转化成压力能量。
电机104被进一步示出为包括磁性轴承组件214、216、218，所述组件支撑转子206和轴208、并且允许转子206和轴208相对于定子204旋转。磁性轴承组件使用磁悬浮支撑负载并且因此使得相对运动的摩擦非常低、且机械磨损极小或没有。在一些实施例中，磁性轴承组件214、216、218是主动磁性轴承(AMB)组件。AMB组件利用电流值不断调整的电磁致动器将转子206与轴208保持在所需位置、并且达到稳定悬浮。
磁性轴承组件214与218可以是被配置用于控制轴208在径向方向的位置(即，垂直于中心轴226)的径向轴承组件；而磁性轴承组件216可以是被配置用于控制轴208在轴向方向的位置(即，平行于轴226)的推力轴承组件。在一些实施例中，径向磁性轴承组件214可以被定位在轴208的第一端238附近；而径向磁性轴承组件218可以被定位在轴208的第二端240附近。推力磁性轴承组件216可以位于径向轴承组件214与218之间、并且接近轴208的第二端240与叶轮230。通过将推力磁性轴承组件216定位在叶轮230附近，当因电机104的运行而产生的热量导致轴208膨胀时，推力磁性轴承组件216的附近允许叶轮230在压缩机扩压器内部精确对齐以实现优化的气动性能。
现在参照图4至图6，分别描绘了自定心轴承组件400的等距视图、分解视图、以及正视图。自定心轴承组件400被配置成允许辅助轴承装置联接到磁性轴承装置上并且相对于磁性轴承装置自动定位、而无需使用垫片零件或手动调节过程。为了有效运作，辅助轴承装置必须与磁性轴承装置同心。如本文所使用的，“自定心”可以指轴承组件400的几何特征，所述几何特征允许辅助轴承装置被定位成相对于磁性轴承装置同心、而无需使用手动定位零件或过程。在不同实施例中，轴承装置相对于彼此的同心定位的容差不应超过磁性轴承装置与电机轴之间、或辅助轴承装置与电机轴之间的标称间隙尺寸的10％。标称间隙应被限定为磁性轴承装置以及辅助轴承装置与电机轴之间的完美同心对齐。在不同实施例中，自定心轴承组件400可以用于高速感应电机中(例如，参照图1至图3在上文中描述的电机104)，虽然本文中的披露内容可以用于需要磁性轴承与辅助轴承这两者的任何背景中。
自定心轴承组件400被示出为包括磁性轴承支撑壳体402和辅助轴承支撑壳体404。磁性轴承支撑壳体402与辅助轴承支撑壳体404这两者都具有基本上盘形形状、并且被配置成分别联接到磁性轴承装置与辅助轴承装置，使得壳体402与404同心。磁性轴承装置(图4至图7未描绘)可以是径向或推力AMB。辅助轴承装置，可以替代性地称为支承轴承装置、或保护(touch down)轴承装置，在特定情况下对电机轴提供支撑。这些情况可能包括但不限于磁性轴承装置停用、磁性轴承装置过载、以及磁性轴承装置部件失效。辅助轴承装置也可以在电机静止(即，没有旋转)时支撑电机轴。
在各实施例中，辅助轴承装置是滚珠轴承装置。如图4至图6所示，滚珠轴承装置可以包括外环408、内环410、以及位于外环408与内环410之间的多个滚珠412，以在外环408与内环410之间维持间隔。外环408可以使用任何合适的方法联接到辅助轴承支撑壳体404上。在个实施例中，辅助轴承装置可以是另一种类型的滚动元件轴承(例如，圆柱形或球形轴承滚柱轴承、或滚针轴承)或任何其他合适的类型的辅助轴承。
磁性轴承支撑壳体402被示出为包括多个挠曲凸片414，所述挠曲凸片绕磁性轴承支撑壳体402的外径部分406分布、并且沿轴向方向延伸。挠曲凸片414以规则的间隔绕外径部分406分布，以保证负载的均匀分布、以及辅助轴承支撑壳体404相对于磁性轴承支撑壳体402的自定心(即，同心定位)。挠曲凸片414可以具有支撑在将辅助轴承支撑壳体404联接到磁性轴承支撑壳体402上引起的负载所需的任何横截面形状或尺寸(即，挠曲凸片厚度、挠曲凸片长度)。在各实施例中，磁性轴承支撑壳体402可以包括少至三个挠曲凸片414，而磁性轴承支撑壳体402可以包括支撑并有效定位辅助轴承支撑壳体404所需的任何数量的挠曲凸片414(例如，如图6所描绘的十二个挠曲凸片414)。在一些实施例中，布置于各个挠曲凸片414之间的径向表面416的区域可以被最小化，使得挠曲凸片414类似于分式夹头装置(例如，用于机加工应用中的弹簧夹头)中的夹头指状件。例如，在图5描绘的实施例中，挠曲凸片414绕外径部分406分布，使得在各个挠曲凸片414之间设置绝对最小间隙。
现在参照图7，描绘了自定心轴承组件400沿着图6中的线A-A取得的局部截面视图。如图所示，辅助轴承支撑壳体404被示出为包括第一直径壳体部分418和第二直径壳体部分420。第一直径壳体部分418可以比第二直径部分420大。磁性轴承支撑壳体402的挠曲凸片414被配置成通过过盈配合联接到辅助轴承支撑壳体404的第二直径壳体部分420上，使得磁性轴承支撑壳体402和辅助轴承支撑壳体404通过摩擦力保持在联接状态、而无需使用任何附加紧固件或部件。为了实现过盈配合，第二直径部分420可以被精密机加工成保持严格的直径容差，并且挠曲凸片414可以被配置成在挠曲点422挠曲。在一些实施例中，轴承组件400另外包括布置于磁性轴承支撑壳体402与辅助轴承支撑壳体404之间的轴向垫片424，以在壳体402与壳体404之间维持所需的间距。
虽然图4至图7描绘了布置于磁性轴承支撑壳体402上的挠曲凸片414，在其他实施例中，挠曲凸片414可以被布置于辅助轴承支撑壳体404上、并从其上延伸。在各实施例中，磁性轴承支撑壳体402与辅助轴承支撑壳体404可以由任何合适的材料制作成，包括但不限于铝、铸铁、镍、或不锈钢。壳体402和404的材料选择可以基于各种因素，包括成本、机加工简易性、轴承装置的大小、以及轴承装置上的预计负载。
如各示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和安排仅是说明性的。尽管本披露中仅详细描述了示例性实施例，但是许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装安排、材料的使用、颜色、取向等变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此，这类修改旨在被包括在本披露的范围之中。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和安排方面作出其他替代、修改、改变、和省略。

Claims (20)

1.一种自定心轴承组件，包括：
被配置用于支撑旋转轴的磁性轴承装置；
联接到所述磁性轴承装置上的磁性轴承支撑壳体，所述磁性轴承支撑壳体具有盘形形状、以及从外径部分沿轴向方向延伸的多个凸片；
被配置用于在辅助支承情形期间支撑所述旋转轴的辅助轴承装置；
联接到所述辅助轴承装置上的辅助轴承支撑壳体，所述辅助轴承支撑壳体具有盘形形状，所述辅助轴承支撑壳体的所述盘形形状具有第一直径部分和第二直径部分，所述第一直径部分的直径比所述第二直径部分大；
其中，所述多个凸片被配置成联接到所述第二直径部分上，使得所述辅助轴承支撑壳体与所述磁性轴承支撑壳体同心。
2.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个凸片使用过盈配合联接到所述第二直径部分上。
3.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述辅助轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。
4.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个凸片包括至少三个凸片。
5.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述多个凸片围绕所述外径部分以规则的间隔分隔开。
6.如权利要求1所述的轴承组件，进一步包括布置于所述磁性轴承支撑壳体与所述辅助轴承支撑壳体之间的轴向垫片，以在所述磁性轴承支撑壳体与所述辅助轴承支撑壳体之间维持所需的间距。
7.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述辅助支承情形包括以下至少一种：所述磁性轴承装置停用、所述磁性轴承装置过载、以及磁性轴承装置部件失效。
8.一种蒸气压缩系统，包括：
连接成制冷剂闭合环路的由密封感应电机直接驱动的离心式压缩机、冷凝器、膨胀装置、以及蒸发器；
其中，所述密封感应电机包括：
定子；
转子；
包括第一端和第二端的轴，所述转子和所述轴被配置成相对于所述定子旋转；
位于所述轴的所述第一端附近的第一径向磁性轴承组件、以及位于所述轴的所述第二端附近的第二径向磁性轴承组件，所述第一径向磁性轴承组件与所述第二径向磁性轴承组件被配置成用于在径向方向上支撑所述轴；以及
被配置成用于在轴向方向上支撑所述轴的推力磁性轴承组件，
其中，所述第一径向磁性轴承组件、所述第二径向磁性轴承组件、以及所述推力磁性轴承组件中的每一个都包括：
被支撑在磁性轴承壳体中的磁性轴承装置；以及
被支撑在辅助轴承壳体中的辅助轴承装置；
其中，所述辅助轴承壳体使用从所述磁性轴承壳体延伸的多个凸片联接到所述磁性轴承壳体上，使得所述辅助轴承壳体与所述磁性轴承壳体同心。
9.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，其中，所述多个凸片使用过盈配合联接到所述辅助轴承壳体上。
10.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，其中，所述辅助轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。
11.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，其中，所述多个凸片包括至少三个凸片。
12.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，进一步包括布置于所述磁性轴承壳体与所述辅助轴承壳体之间的轴向垫片，以在所述磁性轴承壳体与所述辅助轴承壳体之间维持所需的间距。
13.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，其中，所述磁性轴承壳体和所述辅助轴承壳体中的每一个都具有盘形形状。
14.一种自定心轴承组件，包括：
联接到第一轴承装置上的第一轴承支撑壳体，所述第一轴承装置被配置用于支撑旋转轴，所述第一轴承支撑壳体具有盘形形状、以及从外径部分沿轴向方向延伸的多个凸片；
联接到第二轴承装置上的第二轴承支撑壳体，所述第二轴承装置被配置用于支撑所述旋转轴，所述第二轴承支撑壳体具有盘形形状，所述盘形形状具有第一直径部分和第二直径部分，所述第一直径部分的直径比所述第二直径部分大；
其中，所述多个凸片被配置成联接到所述第二直径部分上，使得所述第二轴承支撑壳体与所述第一轴承支撑壳体同心。
15.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述第一轴承装置是磁性轴承装置，而所述第二轴承装置是辅助轴承装置。
16.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述第一轴承装置是辅助轴承装置，而所述第二轴承装置是磁性轴承装置。
17.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述多个凸片使用过盈配合联接到所述第二直径部分上。
18.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述多个凸片包括至少三个凸片。
19.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述多个凸片围绕所述外径部分以规则的间隔分隔开。
20.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述第二轴承装置是滚珠轴承，所述滚珠轴承包括内环、外环、以及位于所述内环与所述外环之间的多个滚珠。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140013A (zh) * 2006-09-07 2008-03-12 兰科容隙环有限公司 组合装配环
CN104011335A (zh) * 2011-11-01 2014-08-27 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的串联轴承支承装置
CN104508957A (zh) * 2012-05-31 2015-04-08 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于电机的端盖、电机和用于组装电机的方法
CN105452672A (zh) * 2013-05-30 2016-03-30 诺沃皮尼奥内股份有限公司 具有至少一个主动磁性轴承和间隔的辅助滚动轴承的旋转机械
CN106936237A (zh) * 2017-05-16 2017-07-07 深圳市赫瑞科技有限公司 一种磁齿轮中内、外转子的安装结构

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362342A (en) 1978-03-20 1982-12-07 Emerson Electric Co. Bearing closure assembly
DE8712959U1 (zh) 1987-09-25 1989-06-01 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US5455471A (en) 1992-06-01 1995-10-03 Magnetek Universal Electric Electric motor with shaft bearing having alignment feature
US5714818A (en) * 1994-10-18 1998-02-03 Barber-Colman Company Backup bearing for magnetic bearings
US5749700A (en) * 1996-07-17 1998-05-12 Allison Engine Company, Inc. High speed, high temperature hybrid magnetic thrust bearing
JPH1037959A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Ebara Corp 磁気軸受装置
US5857332A (en) 1996-12-20 1999-01-12 Turbodyne Systems, Inc. Bearing systems for motor-assisted turbochargers for internal combustion engines
SE9704203L (sv) * 1997-11-13 1998-11-09 Skf Ab Propellertrycklager
JP3736100B2 (ja) * 1998-02-13 2006-01-18 松下電器産業株式会社 磁気軸受スピンドル
JP2002228010A (ja) 2000-10-25 2002-08-14 Teijin Seiki Co Ltd 真空シール機構および真空シール装置
DE10064815A1 (de) * 2000-12-22 2002-07-11 Zahnradfabrik Friedrichshafen Planetengetriebe
DE10121769A1 (de) 2001-05-04 2002-12-05 Bosch Gmbh Robert Maschinengehäuse
EP1757826B1 (en) * 2005-08-24 2009-01-21 Mecos Traxler AG Rotor shaft for a magnetic bearing device
JP2007162493A (ja) 2005-12-09 2007-06-28 Ntn Corp 圧縮膨張タービンシステム
DE102007032933B4 (de) * 2007-07-14 2015-02-19 Atlas Copco Energas Gmbh Turbomaschine
DE102008016880B4 (de) 2008-04-02 2017-05-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Axiallager mit einer Axialwinkelscheibe mit einer eine Montagesicherung darstellenden Haltezunge und Träger mit einem solchen Axiallager
US20120063918A1 (en) * 2009-07-22 2012-03-15 Johnson Controls Technology Company Apparatus and method for determining clearance of mechanical back-up bearings of turbomachinery utilizing electromagnetic bearings
FR2951232B1 (fr) * 2009-10-08 2017-06-09 Snecma Dispositif de centrage et de guidage en rotation d'un arbre de turbomachine
US8415847B2 (en) 2010-05-21 2013-04-09 Siemens Industry, Inc. Induction machine bearing system
EP2707611B1 (de) 2011-05-12 2017-06-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung mit einem fanglager, insbesondere für eine lagerung der schnelldrehenden welle eines kompressors
US10001028B2 (en) * 2012-04-23 2018-06-19 General Electric Company Dual spring bearing support housing
US9024494B2 (en) 2013-01-07 2015-05-05 Calnetix Technologies, Llc Mechanical backup bearing arrangement for a magnetic bearing system
EP2829756B1 (en) 2013-07-26 2016-06-29 SKF Magnetic Mechatronics S.A.S. Auxiliary bearing of the ball bearing type for a magnetically suspended rotor system
CN104454989B (zh) 2013-09-13 2017-03-29 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 磁悬浮轴承及离心式压缩机
FR3018010B1 (fr) * 2014-02-21 2016-03-11 Skf Magnetic Mechatronics Ensemble modulaire de moteur et paliers magnetiques et procede de fabrication
JP6487163B2 (ja) * 2014-07-31 2019-03-20 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 ターボ冷凍機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101140013A (zh) * 2006-09-07 2008-03-12 兰科容隙环有限公司 组合装配环
CN104011335A (zh) * 2011-11-01 2014-08-27 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的串联轴承支承装置
CN104508957A (zh) * 2012-05-31 2015-04-08 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于电机的端盖、电机和用于组装电机的方法
CN105452672A (zh) * 2013-05-30 2016-03-30 诺沃皮尼奥内股份有限公司 具有至少一个主动磁性轴承和间隔的辅助滚动轴承的旋转机械
CN106936237A (zh) * 2017-05-16 2017-07-07 深圳市赫瑞科技有限公司 一种磁齿轮中内、外转子的安装结构

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