FI115010B - Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi - Google Patents

Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi Download PDF

Info

Publication number
FI115010B
FI115010B FI20012105A FI20012105A FI115010B FI 115010 B FI115010 B FI 115010B FI 20012105 A FI20012105 A FI 20012105A FI 20012105 A FI20012105 A FI 20012105A FI 115010 B FI115010 B FI 115010B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
bearing
shaft
movement
axial direction
storage
Prior art date
Application number
FI20012105A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20012105A (fi
FI20012105A0 (fi
Inventor
Matti Liikkanen
Original Assignee
High Speed Tech Ltd Oy
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 High Speed Tech Ltd Oy filed Critical High Speed Tech Ltd Oy
Priority to FI20012105A priority Critical patent/FI115010B/fi
Publication of FI20012105A0 publication Critical patent/FI20012105A0/fi
Priority to EP02772435.0A priority patent/EP1440499B1/en
Priority to DK02772435.0T priority patent/DK1440499T3/en
Priority to ES02772435.0T priority patent/ES2626535T3/es
Priority to PCT/FI2002/000842 priority patent/WO2003038973A1/en
Publication of FI20012105A publication Critical patent/FI20012105A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI115010B publication Critical patent/FI115010B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00Relieving load on bearings
    • F16C39/02Relieving load on bearings using mechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/50Other types of ball or roller bearings
    • F16C19/507Other types of ball or roller bearings with rolling elements journaled in one of the moving parts, e.g. stationary rollers to support a rotating part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0442Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/09Structural association with bearings with magnetic bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

115010
Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi
Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu kannatuslaakerointiin suurnopeus-5 sähkökoneen turvalaakerointia varten, joka suurnopeussähkökone käsittää pyöriväksi järjestetyn roottorin, staattorin, ja ainakin yhden kos-ketuksettoman laakerin suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia varten, jossa kannatuslaakerointi käsittää ainakin kolme pyö-rähdyssy m metristä laakerointielintä, jotka on laakeroitu pyöri-10 miskeskipisteensä suhteen, ja että ainakin mainitut kolme pyörähdys-symmetristä laakerointielintä on sijoitettu akselin ympärille olennaisesti symmetrisesti siten, että laakerointielinten keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä siten, että laakerointielinten sisään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin halkaisija 15 laakerointielinten kohdalla. Keksintö kohdistuu lisäksi suurnopeus-sähkökoneeseen, joka käsittää kannatuslaakeroinnin suurnopeussähkökoneen turvalaakerointia varten, pyöriväksi järjestetyn roottorin, staattorin, ja ainakin yhden kosketuksettoman laakerin suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia varten, jossa kannatuslaake-20 rointi käsittää ainakin kolme pyörähdyssy m metristä laakerointielintä , jotka on laakeroitu pyörimiskeskipisteensä suhteen, ja että ainakin mainitut kolme pyörähdyssymmetristä laakerointielintä on sijoitettu akselin ympärille olennaisesti symmetrisesti siten, että laakerointielinten ·/ keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä siten, että laa- 25 kerointielinten sisään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin halkaisija laakerointielinten kohdalla. Keksintö koh-.*·: distuu vielä menetelmään suurnopeussähkökoneen turvalaakerointia varten kannatuslaakeroinnilla, joka suurnopeussähkökone käsittää pyöriväksi järjestetyn roottorin, staattorin, ja ainakin yhden kosketukset-30 toman laakerin suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia varten, jossa menetelmässä kannatuslaakerointi suoritetaan ainakin kolmella pyörähdyssymmetrisellä laakerointielimellä, jotka on laakeroitu -- pyörimiskeskipisteensä suhteen, ja että ainakin mainitut kolme pyöräh- v : dyssymmetristä laakerointielintä sijoitetaan akselin ympärille olennai- 35 sesti symmetrisesti siten, että laakerointielinten keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä siten, että laakerointielinten si- 2 115010 sään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin halkaisija laakerointielinten kohdalla.
Tunnetaan erityisesti suurnopeussähkökoneita, joissa käytetään mag-5 neettilaakerointia sähkökoneen pyörivän roottorin pitämiseksi halutussa kohdassa roottorin pyöriessä. Magneettilaakerin toiminta perustuu magneettikentillä roottoriin aikaansaataviin voimavaikutuksiin. Passiivista, kestomagneetein toteutettua laakerointia käytetään yleensä vain kojeenrakennuksessa. Teollisissa sovelluksissa käytetään sähköisesti 10 ohjattua aktiivimagneettilaakeria, jossa säätölaite säätää sähkömag-neetteihin syötettävää virtaa siten, että ferromagneettiseen kappaleeseen kohdistuva voima pitää sen kosketuksettomasti leijunnassa. Kyseessä on siis ns. kosketukseton laakerointi roottorin akselin ja laakerin välisen kitkan ja kulumisen minimoimiseksi.
15
Roottoriin saattaa pyörimisen aikana kuitenkin kohdistua äkillisiä voimavaikutuksia, joiden kompensointi pelkästään magneettilaakereiden avulla on vaikeaa. Tällöin on vaarana se, että roottori koskettaa staat-toria, magneettilaakeria tai muuta sähkökoneen osaa. Erityisesti suur-20 nopeusmoottoreissa tämä kosketus voi aiheuttaa sähkökoneen rikkoutumisen. Tällaisen vaurion estämiseksi on magneettilaakeroituihin sähkökoneisiin tavallisesti järjestetty kannatuslaakerointi, joka estää vaurioiden syntymisen tai ainakin merkittävästi vähentää vaurioiden syntymismahdollisuuksia. Lisäksi kannatuslaakerointi estää staattorin 25 ja roottorin välisen kosketuksen silloin, kun magneettilaakerointi on kytketty pois, mm. sähkökoneen ollessa pysähdyksissä. Kannatuslaake-.*·: rointi huolehtii myös roottorin kannatuksesta roottorin pyörimisliikkeen *'· pysähtymisen ajan vikatilanteissa, kuten sähkökatkoksissa tai mag- neettilaakeroinnin vioittuessa. Kannatuslaakeri on tyypillisesti koske-30 tukseen perustuva laakeri, kuten liukulaakeri tai kuulalaakeri.
,··. Kannatuslaakeroinnilla tulee olla sopiva välys roottoriin nähden nor- ’·’ maalin toiminnan aikana. Tunnettuja magneettilaakereihin liittyviä kan- : * natuslaakeriratkaisuja ovat liukulaakerityyppiset rakenteet joko voite- 1 I » 35 lemattomina tai voiteluainesyötöllä varustettuna. Eräs esimerkki tällai-sesta laakeroinnista on esitetty patentissa US 5,355,040. Tavanomai-siä vierintälaakereita voidaan myös käyttää, tai vierintä- ja liukulaakerin 115010 3 yhdistelmää, kuten esimerkiksi patentissa US 5,272,403 on esitetty. Muilta tekniikan aloilta on tunnettua käyttää pyörähdyskappaleiden laakerointiin tukiruIla-tyyppistä kannatusta. Esimerkkeinä tällaisista laitteista mainittakoon vaaka-asentoiset pyörivät uunit, joissa kuormitus-5 suunta on lähes vakio ja pyörimisnopeudet ovat alhaiset.
Hyvin toimivan kannatuslaakeroinnin toteuttamiseen liittyy useita ongelmia. Ongelmien aiheuttajina ovat mm. magneettilaakeroiduissa koneissa yleisesti käytettävät suuret pyörimisnopeudet, ja kannatuslaake-10 roinnin ja roottorin välille toiminnallisista syistä vaadittava välys, joka on usein selvästi suurempi kuin esim. liukulaakeroinneissa normaalisti käytettävä välys. Lisäksi on usein edullista tehdä nopeasti pyörivä roottori halkaisijaltaan suureksi, jolloin myös laakerointikohtien kehänopeus nousee suureksi (>100 m/s) ja mitoiltaan sopivien vierintälaakereiden 15 sallitut pyörimisnopeudet jäävät alhaisiksi. Vierintälaakereiden mittojen kasvaessa kasvavat myös niiden rakenteelliset välykset. Tämä aiheuttaa lisäongelmia laitteen välysasettelussa. Vierintälaakereiden mittojen kasvaessa kasvaa myös niiden massahitaus ja kitkamomentti, jotka molemmat ovat epäedullisia laakerin kiihdytyksissä ja toiminnassa. Li-20 saksi magneettilaakeroidun koneen ollessa muutoin voiteluainevapaa, on voiteluaineiden käyttö kannatuslaakereissa epäsuotavaa.
• I
.···. Liukutyyppisissä säteislaakeriratkaisuissa kitka roottorin ja laakerin vä-
Iillä muodostuu helposti suureksi. Suuren kitkavoiman muodostuminen . . 25 roottorin kehälle aiheuttaa roottorin siirtymisen kiertoliikkeeseen, joka : määräytyy kannatuslaakerin mukaisesti. Tässä kiertoliikkeessä rootto- rin keskipiste kiertää ympyrämäistä rataa, mikä aiheuttaa keskipakois-:···: voimia roottoriin. Säteistyyppisen kannatuslaakeroinnin toiminnan kan nalta on edullista, jos roottorin kiertonopeus kannatuslaakerin rajoitta-30 maila radalla jää mahdollisimman alhaiseksi. Jos kiertonopeus kasvaa suureksi, johtaa se usein suuruudeltaan vaikeasti hallittaviin säteisvoi-,··, miin.
• · ': * * Patentissa US 5,752,774 on esitetty ratkaisu, jolla pyritään poistamaan • V 35 säteissuuntainen välys roottorin ja kannatuslaakeroinnin väliltä, silloin :··: kun roottorin akseli koskettaa kannatuslaakerointia. Kyseisellä keksin nöllä on pyritty poistamaan ns. konventionaalisten ratkaisujen käyttä- 115010 4 misen yhteydessä esiintyviä ongelmia, kuten sysäyksiä ja roottorin joutumista sellaiseen kiertoliikkeeseen, joka ei tapahdu roottorin keskipisteen ympäri. Kyseisessä julkaisussa sysäyksien vaikutuksia pyritään vähentämään erilaisilla vaimenninratkaisuilla. Kiertoliikkeeseen joutu-5 minen pyritään puolestaan estämään poistamalla välys laakerointieli-men ja roottorin väliltä. Julkaisun perusperiaatteen mukaisesti toteutettu roottorin ja kannatuslaakeroinnin välisen välyksen poisto edellyttää käytettäväksi liikkuviksi sovitettuja laakerointielimiä.
10 Suurnopeusmoottoreissa roottorin suuri pyörimisnopeus asettaa vielä erikoisvaatimuksia roottorirakenteelle ja laakeroinnille, joista tärkeimpiä käsitellään seuraavassa. Pyrittäessä mahdollisimman korkeaan ensimmäisen kertaluvun kriittiseen pyörimisnopeuteen on akseli tehtävä mahdollisimman lyhyeksi ja halkaisijaltaan suureksi. Tällöin halkaisijat 15 muodostuvat niin suuriksi, että valittaessa vierintälaakeri näillä perusteilla jää kannatuslaakerin sallittu pyörimisnopeus vaatimattomaksi ja siten se ei sovellu suurnopeuskäyttöön. Lisäksi jos akselin molemmat päät ovat muutoinkin käytössä, ei aksiaalilaakerin sijoittaminen roottorin päihin ole edullista.
20
Radiaalilaakerin geometria tulee olla muodostettu siten, että se vas- • tustaa roottorin siirtymistä liiketilaan, jossa se pyörii sekä oman keski- .··. akselinsa ympäri ja samalla em. keskiakseli kiertää ympyrämäistä ra- ."!: taa aiheuttaen suuria keskipakoisvoimia.
! 25 • · · * ! Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat mitä suurimmassa määrin ja parantaa alalla vallit-sevaa tekniikan tasoa. Nyt esillä oleva keksintö perustuu siihen ajatukseen, että laakerointieliminä toimivat keskipisteistään laakeroidut pyö-30 rähdyssymmetriset kappaleet. Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle laakerirakenteelle on pääasiassa tunnus-,···. omaista se, että ainakin osa laakerointielimistä on järjestetty rajoitta maan akselin aksiaalisuuntaista liikettä, ja että aksiaalisuuntaista lii-
i I
kettä rajoittavat laakerointielimet käsittävät ainakin ensimmäisen jou- • 35 kon laakerointielimiä siten, että ensimmäisen joukon laakerointielin- ten pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäisessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin aksiaalisuuntaista liikettä ra- 115010 5 joittavien laakerointielinten pyörimiskeskipisteet on järjestetty kannatus-laakerointiin oleellisesti vakiopaikoille. Keksinnön mukaiselle suurno-peussähkökoneelle on pääasiassa tunnusomaista se, että ainakin osa laakerointielimistä on järjestetty rajoittamaan akselin aksiaalisuuntaista 5 liikettä rajoittavat laakerointielimet käsittävät ainakin ensimmäisen joukon laakerointielimiä siten, että ensimmäisen joukon laakerointielinten pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäisessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten pyörimiskeskipisteet on järjestetty kannatus-10 laakerointiin oleellisesti vakiopaikoille. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista vielä se, että menetelmässä ainakin osaa laakerointielimistä käytetään rajoittamaan akselin aksiaalisuuntaista liikettä, ja että aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavista laakerointielimistä järjestetään ainakin ensimmäinen joukko laakerointielimiä, 15 joiden pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäisessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten pyörimiskeskipisteet on järjestetään kan-natuslaakerointiin oleellisesti vakiopaikoille.
20 Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna. Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan aksiaalilaakeri sijoittaa suhteellisen vapaasti, mikä mahdollistaa mm. sen, että lämpöliikkeiden keskipisteen sijainti saa-daan edulliseksi. Keksintö mahdollistaa myös vapauden sähkökoneen • t ; 25 toiminta-asennon suhteen. Lisäksi keksinnön mukaisella laakereiden ' ! sijoittelugeometrialla voidaan vastustaa roottorin siirtymistä liiketilaan, !..* jossa se pyörii oman keskiakselinsa ympäri ja samalla keskiakseli kier tää ympyrämäistä rataa. Tällöin edellä mainitun kaltaisen kiertoliikkeen aiheuttamia keskipakoisvoimia ei synny siinä määrin kuin tunnetun tek- 30 nilkan mukaisissa ratkaisuissa. Kannatuslaakereiden kosketuspinnat on valmistettu sopivimmin pienikitkaisesta aineesta, mikä vähentää mm. laakereiden lämpenemistä ja kulumista. Keksinnön erään edulli-.···. sen suoritusmuodon mukaisessa ratkaisussa laakereiden kosketuspin-
* I
nat muodostuvat pyörimiskeskipisteiden suhteen laakeroiduista rullista, : 35 millä myös voidaan pienentää kitkaa. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa vielä sen, että samassa laakeroinnissa voi olla sekä aksi-aalilaakerointi että radiaalilaakerointi. Tällöin laakereiden sijoittelu on 115010 6 helpompaa, koska ei tarvita erillisiä laakereita aksiaalisuuntaista ja ra- diaalisuuntaista kannatuslaakerointia varten.
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin 5 piirustuksiin, joissa kuva 1a esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista kannatuslaakeria akselin päästä katsottuna, osittain aukilei-kattuna, 10 kuva 1b esittää kuvan 1a kannatuslaakeria osittaisena poikkileikkauksena sivulta katsottuna, kuva 2a esittää keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon 15 mukaista kannatuslaakeria akselin päästä katsottuna, osit tain aukileikattuna, kuva 2b esittää kuvan 2a kannatuslaakeria osittaisena poikkileikkauksena sivulta katsottuna, 20 kuva 3a esittää keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuo-: don mukaista kannatuslaakeria akselin päästä katsottuna, " ·: osittain aukileikattuna, , : 25 kuva 3b esittää kuvan 3a kannatuslaakeria osittaisena poikkileik- ‘ : kauksena sivulta katsottuna, kuva 4 esittää pelkistetysti osittaisena poikkileikkauksena erästä sähkökonetta, jossa keksinnön mukaista kannatuslaake-30 rointia sovelletaan, :·. kuva 5 esittää periaatekuvana roottorin keskipisteen liikerataa ra joittavaa monikulmiota keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa sähkökoneessa, TV 35 115010 7 kuva 6a esittää keksinnön erään neljännen edullisen suoritusmuodon mukaista kannatuslaakeria akselin päästä katsottuna, osittain aukileikattuna, ja 5 kuva 6b esittää kuvan 6a kannatuslaakeria osittaisena poikkileikkauksena sivulta katsottuna.
Selostetaan seuraavaksi suurnopeussähkökoneen yhteydessä toteutetun keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen kannatus-10 laakerin 1 rakennetta viitaten samalla kuviin 1a ja 1b. Sähkökoneen 2 roottori 3 käsittää akselin 4. Roottori 3 on käyttötilanteita varten laakeroitu kosketuksettomalla laakeroinnilla, kuten magneettilaakereilla 5. Tällöin magneettilaakereita 5 ohjataan sähkökoneen 2 käytön aikana siten, että akseli 4 pyritään pitämään mahdollisimman vakaana siten, 15 että roottori ei kosketa staattoria 6. Kuitenkin roottoriin 3 saattaa kohdistua voimavaikutuksia, jotka aikaansaavat roottorin 3 siirtymisen tästä keskikohdasta sivuun. Tämän vuoksi sähkökoneeseen on järjestetty yksi tai useampi kannatuslaakeri 1. Kuvien 1a ja 1b mukainen kanna-tuslaakeri on tarkoitettu säteen suuntaisten (radiaali-) poikkeamien vai-20 kutuksen eliminoimiseen edullisesti seuraavasti. Kannatuslaakeri 1 käsittää pyörimiskeskipisteiden suhteen laakeroituja laakerointielimiä 7, • kuten rullia. Laakerointielimien 7 laakeroimisessa voidaan käyttää esi- " ·. merkiksi kuulalaakereita tai muita vierintälaakerityyppisiä ratkaisuja, jol- : loin rullina käytetään laakerin ulkokehää ja laakerointi on järjestetty , ; 25 kuulien 8 tai vastaavien avulla, kuten kuvan 1b poikkileikkauksessa on : esitetty. Laakerointielimet 7 on sijoitettu sopivimmin siten, että laake rointielimien pyörimiskeskipisteet sijaitsevat olennaisesti saman ympyrän kehällä. Tämän ympyrän kehän halkaisija on valittu siten, että kan-natuslaakerin 1 laakerointielinsysteemin sisään ajateltu suurin ympyrä 30 on suurempi kuin akselin halkaisija D1 kannatuslaakerin 1 kohdalla, j Tällöin akseli 4 on kosketuksissa korkeintaan kahden laakerointielimen I·. 7 kanssa. Lisäksi nämä laakerointielimet 7 rajoittavat akselin kiertokes- kipisteen siirtymisliikettä siten, että akselin kiertokeskipisteen laajin rata ; ei ole geometrinen ympyrä, vaan monikulmio. Kiertoliikkeen ollessa I 35 pienempi kuin laakerointielinten rajoittama monikulmio, voi kiertoliike ·': olla myös ympyrä, mutta tämän ympyrän halkaisija on niin pieni, ettei kiertoliikkeen aiheuttama keskipakoisvoima ole haitallisen suuri. Kuvan 115010 8 1a mukaisessa kannatuslaakerissa 1 on seitsemän tasaisin välein sijoitettua laakerointielintä 7, jolloin laakerointielimien 7 pyörimiskeski-pisteet sijaitsevat ympyrän kehällä n. 51,49 välein. On kuitenkin selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan tällaisiin kannatuslaakereihin, 5 vaan laakerointielimien 7 lukumäärä voi olla erilainen eri sovelluksissa.
Roottorin 3 suuri pyörimisnopeus asettaa tiettyjä erityisvaatimuksia kannatuslaakerin 1 rakenteelle. Laakerointielimien 7 massahitaus ja kitkamomentti tulee saada mahdollisimman pieneksi. Tällöin suurella 10 nopeudella pyörivän roottorin 3 akselin 4 koskettaessa jotakin kannatuslaakerin 1 laakerointielintä 7, alkaa tämä laakerointielin pyöriä. Pieni massahitaus aikaansaa sen, että laakerointielin saavuttaa suhteellisen nopeasti akselin pyörimisnopeutta vastaavan pyörimisnopeuden, jolloin akselin 4 ja laakerointielimen 7 nopeuseron aiheuttaman kitkavoiman 15 lämpövaikutus on suhteellisen lyhytaikainen. Lisäksi pieni kitkamomentti osaltaan vähentää akselin 4 ja laakerointielimen 7 lämpenemistä laakerointielimen 7 pyörimisnopeuden ollessa pienempi kuin laakerointielintä 7 koskettavan akselin 4 pyörimisnopeus. Tunnettuja, erittäin pienikitkaisia laakerointielimiä 7 ovat mm. kuulalaakerit, yksiriviset viis-20 tokuulalaakerit ja säteittäin kuormitetut pitimelliset lieriörullalaakerit. On kuitenkin selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ai-I noastaan näitä mainittuja laakerointielimiä käyttäväksi.
Roottorin 3 ja kannatuslaakerin väliin on jätettävä pieni välys, jolloin . . 25 kannatuslaakerin 1 laakerointielimien 7 lukumäärään vaikuttaa mm.
• I I
; tämän välyksen suuruus. Laakerointielimien lukumäärä valitaan edulli sesti siten, että roottori 3 ja sen akseli 4 eivät missään tilanteessa :···: suurnopeuskoneen käytön aikana pääse koskettamaan muuta kuin kannatuslaakerin laakerointielimiä 7.
..il* 30 j Kannatuslaakeri 1 voidaan valmistaa yhdeksi kokonaisuudeksi, joka si- sältää tarvittavat laakerointielimet sekä tukirakenteen 9 laakerointieli-mien pitämiseksi paikoillaan. Tämä kannatuslaakeri 1 kiinnitetään esi-’: ‘ * merkiksi sähkökoneen 2 päätyosaan, jolloin kannatuslaakeri muodos- • 35 taa akselin 4 läpivientikohdan. Akseli 4 voidaan tällöin yhdistää halut- ·:·': tuun voimansiirtomekanismiin (ei esitetty) sinänsä tunnetusti. Keksin nön mukainen säteissuuntainen kannatuslaakeri 1 järjestetään edulli- 115010 9 sesti akselin molempiin päihin. On kuitenkin selvää, että nyt esillä olevan keksinnön mukainen kannatuslaakeri voidaan sijoittaa myös muuhun kohtaan akselia 4 ja kannatuslaakereiden lukumäärä voi olla myös yksi tai suurempi kuin kaksi.
5
Kuvissa 2a ja 2b on esitetty keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukainen kannatuslaakeri 1. Tämä aksiaalinen kannatuslaakeri 1 on suurelta osin kuvissa 1a ja 1b esitetyn radiaalisen kannatus-laakerin kaltainen. Myös tämä aksiaalinen kannatuslaakeri 1 käsittää 10 laakerointielimet, kuten laakerointielimet 7. Nämä laakerointielimet on laakeroitu keskipisteestään esimerkiksi vierintälaakereilla. Laakerointielimet 7 on tässä suoritusmuodossa sijoitettu ympyrän kehälle siten, pyörimiskeskipisteet sijaitsevat samassa tasossa, joka on olennaisesti kohtisuorassa roottorin 3 aksiaalisuuntaan nähden. Akseliin 4 on edulli-15 sesti muodostettu ainakin yksi porrastus, jolloin akseli käsittää päätyjen lisäksi ainakin yhden tasomaisen pinnan A1. Laakerointielimien 7 sijoittelussa käytetyn ajatellun ympyrän halkaisija on tällöin pienempi kuin roottorin akseliin 4 muodostetun tasomaisen pinnan A1 halkaisija D2. Kannatuslaakeri 1 on sijoitettu lähelle mainittua tasomaista pintaa 20 A1. Tällöin roottorin siirtyessä aksiaalisuunnassa kohti kannatuslaake- ria, kannatuslaakerin laakerointielimien ja mainitun tasomaisen pinnan ; : : A1 välissä oleva välys pienenee, kunnes akselin tasomainen pinta A1 .··. koskettaa laakerointielimiä. Tämän kosketuksen seurauksena roottorin pyörimisliike aikaansaa sen, että laakerointielimet alkavat pyöriä ja es-. . 25 tävät roottorin vaurioitumisen. Tässäkin suoritusmuodossa on kes- • I · ’* : keistä se, että laakerointieliminä käytetään pyörimiskeskipisteen suh- teen laakeroituja rullia tai vastaavia, joilla on pieni massahitaus ja kitka-momentti. Aksiaalilaakerointia varten nämä laakerointielimet on sijoitettu olennaisesti samaan tasoon, joka on olennaisesti kohtisuorassa ..li* 30 akselin pituussuuntaan nähden. On selvää, että aksiaalinen kannatus- laakeri 1 voidaan joissakin sovelluksissa sijoittaa myös akselin pää-tyyn, jolloin tasomaisena pintana A1 käytetään akselin päätyä.
Kuvissa 3a ja 3b on esitetty vielä keksinnön erään kolmannen edullisen i 35 suoritusmuodon mukaisen kannatuslaakerin 1 rakennetta. Kannatus- · · ·': laakeri 1 on järjestetty suorittamaan sekä radiaalisuuntaista että aksi- aalisuuntaista laakerointia tilanteissa, joissa magneettilaakerit eivät ole 115010 10 toiminnassa tai eivät kykene tarvittavassa määrin estämään akselin ra-diaali- ja/tai aksiaalisuuntaista siirtymistä. Kannatuslaakeri 1 käsittää ensimmäisen joukon 7a laakerointielimiä 7 sekä toisen joukon 7b laa-kerointielimiä 7. Nämä laakerointielimet 7 on myös tässä suoritusmuo-5 dossa laakeroitu pyörimiskeskipisteensä suhteen, kuten edellä tässä selityksessä on esitetty. Ensimmäinen joukko 7a laakerointielimiä toimii radiaalisuuntaisessa kannatuslaakeroinnissa, jolloin nämä laakerointielimet on sijoitettu olennaisesti saman ympyrän kehälle siten, että laakerointielinsysteemin sisään piirretyksi ajatellun ympyrän suurin hal-10 kaisija on suurempi kuin akselin 4 halkaisija D1 kyseisessä laakerointi-kohdassa. Tällöin ensimmäisen joukon 7a laakerointielimistä 7 korkeintaan kaksi on samanaikaisesti kosketuksissa akselin 4 kanssa.
Vastaavasti toinen joukko 7b laakerointielimiä 7 toimii aksiaalisuuntai-15 sessa kannatuslaakeroinnissa. Nämä laakerointielimet on sijoitettu siten, että laakerointielimien pyörimiskeskipisteet sijaitsevat olennaisesti samassa tasossa, joka on olennaisesti kohtisuorassa akselin 4 pituussuuntaan nähden. Kuvien 3a ja 3b mukaisessa järjestelyssä on akseliin 4 muodostettu ura tai vastaava, joka käsittää kaksi olennaisesti taso-20 maista pintaa A1, A2. Näiden tasomaisten pintojen välinen etäisyys D3 on jonkin verran suurempi kuin toisen joukon 7b laakerointielimien hal-: :*: kaisija D4. Tällöin normaalitilanteessa muodostuu pieni välys V laake- .···. rointielimien ja tasomaisten pintojen A1, A2 väliin. Akselin 4 siirtyessä aksiaalisuunnassa pienenee välys V siirtymän suunnassa, kunnes toi-·_ . 25 sen laakerointielinten joukon 7b laakerointielimet 7 koskettavat sitä ta- ! soa A1, A2, joka on akselin siirtymän suunnassa. Laakerointielimet 7 !.,* estävät tällöin akselin siirtymisen tätä tiettyä kohtaa enemmän ja root- :*··: torin vaurioituminen voidaan estää. Tässä ratkaisussa on mm. se etu, että tarvitaan vain yksi aksiaalisuuntainen kannatuslaakerointi.
30 ‘Kannatuslaakeri 1 käsittää tukirakenteen 9, johon sekä ensimmäisen laakerointielinten joukon 7a ja toisen laakerointielinten joukon 7b laake-rointielimet on pyörivästi kiinnitetty esim. vierintälaakerityyppisillä rat-kaisuilla. Tämän keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mu-i 35 kaisen kannatuslaakerin 1 eräässä sovelluksessa toisen laakeroin-;·: tielinten joukon 7b laakerointielimet 7 on sijoitettu siten, että niiden keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä, jossa sijaitse- 115010 11 vat ensimmäisen laakerointielinten joukon 7a laakerointielinten 7 pyö-rimiskeskipisteet. Lisäksi kaikki laakerointielimet on sopivimmin sijoitettu olennaisesti tasaisin välein. Tällöin kuvan 3a mukaisessa ratkaisussa, jossa kumpikin laakerointielinten joukko 7a, 7b käsittää 5 laake-5 rointielintä, tulee vierekkäisten laakerointielinten väliseksi kulmaksi 36s.
Kuvissa 6a ja 6b on esitetty vielä keksinnön erään neljännen edullisen suoritusmuodon mukaisen kannatuslaakerin 1 rakennetta. Tämä rakenne poikkeaa kuvissa 3a ja 3b esitetystä rakenteesta lähinnä siinä, 10 että aksiaalisuuntaista laakerointia varten järjestetty toinen joukko laa-kerointielimiä 7b eivät ole samassa tasossa, vaan toinen joukko laake-rointielimiä 7b on vielä jaettu ainakin ensimmäiseen ja toiseen ryhmään. Tällöin ensimmäisen ryhmän laakerointielimet on sijoitettu eri tasoon kuin toisen ryhmän laakerointielimet. Lisäksi ensimmäisen ryh-15 män laakerointielimet voivat sijaita eri kehällä (etäisyydellä akselin lii-kealueen keskipisteestä) kuin toisen ryhmän laakerointielimet. Näitä eri etäisyyksiä on merkitty viitteillä R1 ja R2 kuvaan 6a. Vastaavasti mainittujen tasojen välistä etäisyyttä on merkitty viitteellä a kuvaan 6b. On selvää, että aksiaalisuunnan laakerointielimiä voidaan tämän edullisen 20 suoritusmuodon mukaisessa kannatuslaakerissa 1 sijoittaa useampaankin eri tasoon kuin mainittuihin ensimmäiseen ja toiseen tasoon.
Tämä suoritusmuoto on erityisen edullinen sellaisissa sovelluksissa, joissa roottoriin kohdistuvat aksiaalivoimat muuttavat mielivaltaisesti !!: suuntaansa, mielivaltaisella taajuudella, kannatuslaakeroinnin ollessa . 25 toiminnassa. Tällöin aksiaalisuunnan laakerointielimet 7b eivät vaihda ; pyörimissuuntaansa aksiaalivoiman suunnan muuttuessa. Lisäksi tä män suoritusmuodon mukaisella kannatuslaakeroinnilla voidaan toteuttaa mielivaltaisia aksiaalilaakerin kokonaispaksuuksia käyttäen silti standardimittaisia vierintäelimiä.
t 30 ' j Vaikka edellä on esitetty, että laakerointielimet 7 ovat rullia, on selvää, .··. että myös muita pyörähdyskeskipisteen suhteen symmetrisiä kappa- .. leita voidaan käyttää. Eräinä esimerkkeinä mainittakoon sylinteri, joka “·’ on keskikohdastaan paksumpi kuin päistään (tynnyri) sekä pallo. Näis- 35 sä mainituissa kappaleissa laakerointi voidaan järjestää esim. siten, et-tä kappaleisiin kiinnitetään akseli, joka voidaan erikseen laakeroida tukirakenteeseen 9.
115010 12
Vierintätyyppisten laakerointielinten 7a, 7b edullisuus perustuu mm. siihen, että niissä kitkamomentti ja siten myös roottoriin muodostuva kiertoliikkeeseen pakottava kehävoima on vain vähän kuormituksesta 5 riippuvainen. Voitelemattomissa liukulaakerirakenteissa sitä vastoin kitkavoima on likimäärin suoraan verrannollinen kuormitukseen.
On selvää, että aksiaalisuunnan laakerointielimien ei tarvitse sijaita samalla kehällä, vaan kukin aksiaalisuunnan laakerointielin 7b voi olla 10 sijoitettu omalle kehälleen. Tämä pätee myös edellä esitettyyn neljännen edullisen suoritusmuodon mukaiseen laakerirakenteeseen 1, jossa tällöin osa tai kaikki ensimmäisen ryhmän laakerointielimet voivat sijaita eri kehillä kuin muut ensimmäisen ryhmän laakerointielimet ja vastaavasti osa tai kaikki toisen ryhmän laakerointielimet voivat sijaita eri 15 kehillä kuin muut toisen ryhmän laakerointielimet.
Kuvassa 4 on esitetty vielä eräs sähkökone 2, jossa keksinnön mukaista kannatuslaakerointia sovelletaan. Sähkökone 2 käsittää roottorin 3, jossa on akseli 4 sekä roottorikäämitys 10. Lisäksi sähkökoneessa 20 on staattori 11, joka käsittää mm. staattorikäämityksen 12. Staattorin 11 yhteyteen on kiinnitetty kannatuslaakerit 1, 1’. Ensimmäinen kan-natuslaakeri 1 on tarkoitettu toimimaan akselin 4 radiaalisten siirtymien ·. rajoittimena. Toisessa kannatuslaakerissa T on yhdistetty sekä radiaa- linen että aksiaalinen kannatuslaakerointi, jolloin tämä toinen kanna-. 25 tuslaakeri 1 ’ toimii akselin 4 radiaalisten ja aksiaalisten siirtymien rajoit- ; timena. Kannatuslaakerit 1, 1’ on kiinnitetty tukirakenteista 9, 9’ staatto- riin 11 tai muuhun sähkökoneen runko-osaan (ei esitetty). Kuvassa 4 on vielä pelkistetysti esitetty magneettilaakerit 5, joilla varsinainen kos-ketukseton laakerointi pyritään suorittamaan.
;i* 30 j Kannatuslaakereiden 1 radiaalilaakeroinnissa käytettävät pyörähdys- j·. symmetriset kappaleet eli laakerointielimet 7a on sijoitettu olennaisesti symmetrisesti roottorin 3 (tai sen akselin 4) ympärille siten, että ne ra-joittavat roottorin pyörimiskeskipisteen liikealueeksi monikulmion muo-35 toisen alueen. Tämän monikulmion keskipiste on olennaisesti roottorin • : akselin 4 keskipisteessä siinä tilanteessa, jossa roottori 3 sijaitsee ta- voitekohdassaan, olennaisesti staattorin rajaaman alueen keskikoh- 115010 13 dassa. Tällöin roottorin etäisyys staattorista on optimaalinen mahdollisia roottoriin kohdistuvia iskuja ajatellen. Monikulmion sivut voidaan ajatella suorina tai kaarevina. Kuvassa 5 on katkoviivoituksella L esitetty teoreettinen monikulmio, jonka rajaaman alueen sisällä akselin 4 5 keskipiste M voi liikkua eräässä edullisessa suoritusmuodossa. Tässä suoritusmuodossa kannatuslaakeri 1,1’ käsittää radiaalista laakerointia varten kuusi laakerointielintä 7a. Kuvasta voidaan havaita se, että monikulmion L (tässä tapauksessa 6-kulmion) sivut ovat kaarevia ja että teoreettisesti monikulmion sivun lyhin etäisyys monikulmion keskipis-10 teestä määräytyy kolmen säteen R1, R2, R3 perusteella siten, että tämä lyhin etäisyys on R3-(R1+R2). Näistä säteistä ensimmäinen R1 esittää roottorin (tai sen akselin 4) sädettä laakerointikohdassa. Toinen säde R2 on laakerointielimen säde. Kolmas säde on sen kuvitellun ympyrän kehän P halkaisija, jolla laakerointielimien 7a keskipisteet O si-15 jaitsevat. Vaikka monikulmion L sivut voivat olla kaarevia, käytännössä suurilla pyörimisnopeuksilla roottorin keskipisteen liikerata on rajoittunut monikulmioon, jonka sivut ovat suoria.
Sovelluksessa, jossa kannatuslaakeri 1,1’ käsittää sekä radiaalisuun-20 täisen laakeroinnin toteuttavat laakerointielimet 7a että aksiaalisuuntai-sen laakeroinnin toteuttavat laakerointielimet 7b, voidaan myös sovel-: taa edellä kuvattua symmetriaperiaatetta. Tällöin radiaalisuuntaisen \ laakeroinnin toteuttavat laakerointielimet 7a on keskenään sijoitettu olennaisesti symmetrisesti samalle kehälle. Vastaavasti aksiaalisuun-25 täisen laakeroinnin toteuttavat laakerointielimet 7b on sijoitettu keske-nään olennaisesti symmetrisesti samalle kehälle, jonka ei kuitenkaan tarvitse olla sama kuin radiaalisuuntaisen laakeroinnin toteuttavilla laa-kerointielimillä 7a. Siis aksiaalisuuntaisessa laakeroinnissa käytettävät laakerointielimet 7b voidaan sijoittaa ympyrän kehälle, jonka halkaisija 30 on erisuuri kuin radiaalisuuntaisessa laakeroinnissa käytettävien laakerointielimien 7a sijoittelussa käytetyn kuvitellun ympyrän kehä.
» ·
On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan ;** edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella 35 oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (14)

115010
1. Kannatuslaakerointi (1) suurnopeussähkökoneen (2) turvalaakeroin-tia varten, joka suurnopeussähkökone (2) käsittää pyöriväksi järjeste- 5 tyn roottorin (3), staattorin (11), ja ainakin yhden kosketuksettoman laakerin (5) suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia varten, jossa kannatuslaakerointi (1) käsittää ainakin kolme pyörähdys-symmetristä laakerointielintä (7), jotka on laakeroitu pyöri-miskeskipisteensä suhteen, ja että ainakin mainitut kolme pyörähdys-10 symmetristä laakerointielintä (7) on sijoitettu akselin (4) ympärille olennaisesti symmetrisesti siten, että laakerointielinten (7) keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä (P) siten, että laakerointielinten (7) sisään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin (4) halkaisija laakerointielinten (7) kohdalla, tunnettu siitä, 15 että ainakin osa (7b) laakerointielimistä (7) on järjestetty rajoittamaan akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä, ja että aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) käsittävät ainakin ensimmäisen joukon laakerointielimiä (7b) siten, että ensimmäisen joukon laakerointielinten (7b) pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäi-20 sessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7b) pyörimiskeskipisteet on järjes-. tetty kannatuslaakerointiin (1) oleellisesti vakiopaikoille.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannatuslaakerointi, tunnettu siitä, . 25 että laakerointielimet (7) käsittävät toisen joukon akselin (4) aksiaa- lisuuntaista liikettä rajoittavia laakerointielimiä (7b), joiden pyörimiskeskipiste sijaitsee ensimmäisestä tasosta aksiaalisuunnassa poikkeavassa toisessa tasossa, joka toinen taso on ensimmäisen tason kanssa yhdensuuntainen. ;:· 30
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannatuslaakerointi, jossa aksiaa- '·. lisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) on sijoitettu akse lin (4) ympärille siten, että kaikkien aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavi-en laakerointielinten (7b) pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti sa- 35 massa, akselin pituussuuntaan nähden olennaisesti kohtisuorassa ta-sossa, tunnettu siitä, että akseliin (4) on muodostettu ainakin yksi tasomainen pinta (A1), että ensimmäiseen joukkoon kuuluvat aksiaali- 115010 suuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) on sijoitettu mainitun tasomaisen pinnan lähelle siten, että ensimmäiseen joukkoon kuuluvat aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7b) pyörimis-keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä (P), ja että 5 ympyrän halkaisija on pienempi kuin mainitun tasomaisen pinnan halkaisija.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kannatuslaakerointi, tunnettu siitä, että osa (7a) laakerointielimistä (7) on järjestetty rajoittamaan akse-
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kannatuslaakerointi, tunnettu siitä, että mainitun monikulmion sivut ovat olennaisesti suorat. ’ . ! 25
6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kannatuslaakerointi, tunnettu siitä, että mainitun monikulmion sivut ovat käyrät.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen kannatuslaakerointi, ;j* 30 tunnettu siitä, että laakerointielinten (7) massahitaus ja kitkamomentti on pieni. t *
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kannatuslaakerointi, tunnettu siitä, * että laakerointielimet (7) ovat kuulalaakereita, yksirivisiä viisto-35 kuulalaakereita, ja/tai säteittäin kuormitettuja pitimellisiä lieriörullalaake-I reita. 115010
9. Suurnopeussähkökone (2), joka käsittää kannatuslaakeroinnin (1) suurnopeussähkökoneen (2) turvalaakerointia varten, pyöriväksi järjestetyn roottorin (3), staattorin (11), ja ainakin yhden kosketuksetto-man laakerin (5) suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia 5 varten,jossa kannatuslaakerointi (1) käsittää ainakin kolme pyörähdys- symmetristä laakerointielintä (7), jotka on laakeroitu pyörimiskeskipis-teensä suhteen, ja että ainakin mainitut kolme pyörähdyssy m metristä laakerointielintä (7) on sijoitettu akselin (4) ympärille olennaisesti symmetrisesti siten, että laakerointielinten (7) keskipiste sijaitsee olennai-10 sesti saman ympyrän kehällä (P) siten, että laakerointielinten (7) sisään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin (4) halkaisija laakerointielinten (7) kohdalla, tunnettu siitä, että ainakin osa (7b) laakerointielimistä on järjestetty rajoittamaan akselin (4) aksiaa-lisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) käsittävät ainakin 15 ensimmäisen joukon laakerointielimiä (7b) siten, että ensimmäisen joukon laakerointielinten (7b) pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäisessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7b) pyörimis-keskipisteet on järjestetty kannatuslaakerointiin (1) oleellisesti vakio-20 paikoille.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen suurnopeussähkökone, tunnettu \ siitä, että laakerointielimet (7) käsittävät toisen joukon akselin (4) aksi- aalisuuntaista liikettä rajoittavia laakerointielimiä (7b), joiden pyörimis-! 25 keskipiste sijaitsee ensimmäisestä tasosta aksiaalisuunnassa poikkea- vassa toisessa tasossa, joka toinen taso on ensimmäisen tason kanssa yhdensuuntainen.
10 Iin (4) radiaalisuuntaista liikettä, jolloin ainakin radiaalisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7a) on sijoitettu akselin (4) ympärille siten, että kaikkien radiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7a) pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä (P) siten, että mainitut radiaalisuuntaista liikettä rajoittavat laake-15 rointielimet (7a) rajoittavat roottorin liikealueen radiaalisuunnassa monikulmioksi, ja että osa (7b) laakerointielimistä (7) on järjestetty rajoittamaan akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä, jolloin aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) on sijoitettu akselin (4) ympärille siten, että kaikkien aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielin-20 ten (7b) pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa, akselin pituussuuntaan nähden olennaisesti kohtisuorassa tasossa.
11. Menetelmä suurnopeussähkökoneen (2) turvalaakerointia varten ;:· 30 kannatuslaakeroinnilla (1), joka suurnopeussähkökone (2) käsittää ak- selin (4) suhteen pyöriväksi järjestetyn roottorin (3), staattorin (11), ja ainakin yhden kosketuksettoman laakerin (5) suurnopeussähkökoneen käytön aikaista laakerointia varten, jossa menetelmässä kannatuslaa-·' kerointi (1) suoritetaan ainakin kolmella pyörähdyssymmetrisellä laake- : 35 rointielimellä (7), jotka on laakeroitu pyörimiskeskipisteensä suhteen, ja i että ainakin mainitut kolme pyörähdyssymmetristä laakerointielintä (7) sijoitetaan akselin (4) ympärille olennaisesti symmetrisesti siten, että 115010 laakerointielinten (7) keskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä (P) siten, että laakerointielinten (7) sisään ajatellun suurimman ympyrän halkaisija on suurempi kuin akselin (4) halkaisija laakerointielinten (7) kohdalla, tunnettu siitä, että ainakin osaa (7b) laakeroin-5 tielimistä (7) käytetään rajoittamaan akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä, ja että aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavista laakerointielimistä (7b) järjestetään ainakin ensimmäinen joukko laakerointielimiä (7b), joiden pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa ensimmäisessä tasossa, ja että ainakin mainittujen akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä 10 rajoittavien laakerointielinten (7b) pyörimiskeskipisteet järjestetään kannatuslaakerointiin (1) oleellisesti vakiopaikoille.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laakerointielimistä (7) järjestetään toinen joukko akselin (4) aksiaa-15 lisuuntaista liikettä rajoittavia laakerointielimiä (7b), joiden pyörimiskeskipiste sijaitsee ensimmäisestä tasosta aksiaalisuunnassa poikkeavassa toisessa tasossa, joka toinen taso on ensimmäisen tason kanssa yhdensuuntainen.
13. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osaa (7a) laakerointielimistä (7) käytetään rajoittamaan ak-. selin (4) radiaalisuuntaista liikettä, jolloin radiaalisuuntaista liikettä ra- ·! joittavat laakerointielimet (7a) sijoitetaan akselin (4) ympärille siten, että kaikkien radiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7a) 25 pyörimiskeskipiste sijaitsee olennaisesti saman ympyrän kehällä siten, että laakerointielinten (7) sisään ajatellun suurimman ympyrän halkai- I » sija on suurempi kuin akselin (4) halkaisija laakerointielinten (7) koh-dalla.
14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osaa (7b) laakerointielimistä käytetään rajoittamaan akselin (4) aksiaalisuuntaista liikettä, jolloin aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavat laakerointielimet (7b) sijoitetaan akselin (4) ympärille siten, että kaikkien aksiaalisuuntaista liikettä rajoittavien laakerointielinten (7b) pyöri-: 35 miskeskipiste sijaitsee olennaisesti samassa, akselin pituussuuntaan • nähden olennaisesti kohtisuorassa tasossa. 115010
FI20012105A 2001-10-31 2001-10-31 Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi FI115010B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20012105A FI115010B (fi) 2001-10-31 2001-10-31 Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi
EP02772435.0A EP1440499B1 (en) 2001-10-31 2002-10-30 A method for arranging an electric machime on bearings, and a bearing assembly of an electric machine
DK02772435.0T DK1440499T3 (en) 2001-10-31 2002-10-30 Method of placing an electric machine on bearings and bearing assembly in an electric machine
ES02772435.0T ES2626535T3 (es) 2001-10-31 2002-10-30 Un método para disponer una máquina eléctrica sobre cojinetes, y un conjunto de cojinetes de una máquina eléctrica
PCT/FI2002/000842 WO2003038973A1 (en) 2001-10-31 2002-10-30 A method for arranging an electric machime on bearings, and a bearing assembly of an electric machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20012105 2001-10-31
FI20012105A FI115010B (fi) 2001-10-31 2001-10-31 Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20012105A0 FI20012105A0 (fi) 2001-10-31
FI20012105A FI20012105A (fi) 2003-05-01
FI115010B true FI115010B (fi) 2005-02-15

Family

ID=8562156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20012105A FI115010B (fi) 2001-10-31 2001-10-31 Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1440499B1 (fi)
DK (1) DK1440499T3 (fi)
ES (1) ES2626535T3 (fi)
FI (1) FI115010B (fi)
WO (1) WO2003038973A1 (fi)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009031887B4 (de) * 2009-07-06 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle einer Maschine
US8283825B2 (en) * 2009-10-09 2012-10-09 Dresser-Rand Company Auxiliary bearing system with plurality of inertia rings for magnetically supported rotor system
DE102012211860B4 (de) * 2012-07-06 2014-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Fanglager für hochbelastete Magnetlager von rotierenden Maschinen
CN104454978B (zh) * 2014-10-29 2017-11-14 北京可以科技有限公司 一种基于环形分布式多级轴承的承力装置
FI128586B (fi) * 2019-10-03 2020-08-14 Spindrive Oy Magneettitoimilaite magneettista kannatusjärjestelmää varten

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1525067B1 (de) * 1965-01-21 1970-08-27 Rothe Erde Eisenwerk Rollenkkranz für drehzapfenlose drehgestelle schienengebundener faherzeuge
DE3744522A1 (de) * 1987-12-24 1989-07-06 Erwin Junker Lagerung fuer hochgeschwindigkeits-spindeln von werkzeugmaschinen
US5752774A (en) * 1996-10-22 1998-05-19 Mohawk Innovative Technology, Inc. Zero clearance auxiliary bearing for providing rotor shock tolerance

Also Published As

Publication number Publication date
EP1440499A1 (en) 2004-07-28
WO2003038973A1 (en) 2003-05-08
DK1440499T3 (en) 2017-07-31
EP1440499B1 (en) 2017-05-03
FI20012105A (fi) 2003-05-01
ES2626535T3 (es) 2017-07-25
FI20012105A0 (fi) 2001-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5021697A (en) Auxiliary bearing design for active magnetic bearings
EP3542079B1 (en) Thrust active magnetic bearing for shaft slow roll control
EP2808551B1 (en) Rotating machine with at least one active magnetic bearing and auxiliary rolling bearings
JP4554583B2 (ja) スラスト軸受装置
JP2008240728A (ja) 真空ポンプ
JP2013137099A (ja) 保持器および転がり軸受
WO2003017448A1 (en) Dual stiffnes bearing damping system
FI115010B (fi) Menetelmä sähkökoneen laakeroimiseksi ja sähkökoneen laakerointi
EP0114580A2 (en) Statically determined device to provide rolling and support with revolvable bodies, employed as a rotatable ring in ring spinning
WO1991014874A1 (en) Journal bearing with high stiffness
KR102166622B1 (ko) 에어 포일 저널 베어링
JP2004003577A (ja) 軸受装置及び工作機械主軸
US6024493A (en) Air bearing
JPH08326751A (ja) 磁気軸受装置
JP2015127563A (ja) 円筒ころ軸受
KR101133257B1 (ko) 에어포일-전자기 하이브리드 베어링
GB2266009A (en) Air bearing in brushless electric motor.
JP2006077814A (ja) 工作機械の主軸用回転支持装置
US9874242B2 (en) Bearing arrangement comprising a backup bearing
JPH10292818A (ja) 高速回転機械
JP2587897Y2 (ja) 転がり軸受
JP3577559B2 (ja) フライホイール装置
JP2620857B2 (ja) 磁気軸受装置における保護用ラジアル玉軸受
JPH0324319A (ja) 気体軸受装置
KR20080086264A (ko) 에어 포일 베어링의 충격 감쇠 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115010

Country of ref document: FI