JP2018087633A - ランディング軸受アセンブリおよびそのようなアセンブリが備わった回転機械 - Google Patents

ランディング軸受アセンブリおよびそのようなアセンブリが備わった回転機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2018087633A
JP2018087633A JP2017181015A JP2017181015A JP2018087633A JP 2018087633 A JP2018087633 A JP 2018087633A JP 2017181015 A JP2017181015 A JP 2017181015A JP 2017181015 A JP2017181015 A JP 2017181015A JP 2018087633 A JP2018087633 A JP 2018087633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
landing
auxiliary rolling
rolling bearing
bearing assembly
bearing
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.)
Granted
Application number
JP2017181015A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6908481B2 (ja
Inventor
リュク・ボドロック
Baudelocque Luc
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.)
SKF Magnetic Mechatronics SAS
Original Assignee
SKF Magnetic Mechatronics SAS
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 SKF Magnetic Mechatronics SAS filed Critical SKF Magnetic Mechatronics SAS
Publication of JP2018087633A publication Critical patent/JP2018087633A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6908481B2 publication Critical patent/JP6908481B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • 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
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • 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
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F16C32/0425Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for radial load mainly
    • 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
    • H02K7/09Structural association with bearings with magnetic bearings
    • 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
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • 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

Landscapes

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

Abstract

【課題】中心軸の周りに回転可能であり、且つ固定子、ならびに軸および磁気軸受を備えた回転子、を具備した回転機械のためのランディング軸受アセンブリ。【解決手段】ランディング軸受アセンブリは、補助転がり軸受と、回転機械の通常運転時にランディング間隙として定義された公称距離だけ離れて補助転がり軸受に面し、大きい衝撃による回転子のランディングの際に、補助転がり軸受と接触するランディングスリーブと、を具備し、弾性変形により最初に衝撃のエネルギを緩和して、少なくとも回転子のランディングの際に、補助転がり軸受と接触する整列リングと、固定子と一体に形成され、整列リングが弾性的に完全に圧縮される前に回転子の軸と接触して、ランディングの際に補助転がり軸受が2つの剛体の間で圧縮されないようにする緊急ランディングリングと、をさらに具備している。【選択図】図2

Description

本発明は、回転子、固定子、および磁気軸受を具備した回転機械内で使用されるランディング軸受アセンブリに関する。本発明は、ランディング軸受アセンブリを具備した回転機械にも関する。
従来型のある回転機械には、固定子、回転子、および固定子に対して回転子の回転を伝えることなく支持するための磁気軸受が備わっている。回転速度が高い場合に、最悪の場合では機械の破壊を引き起こし得る、磁気軸受の損傷、運転停止、または過負荷の場合の固定子と回転子との間のあらゆる直接的な接触を回避するために、補助転がり軸受が固定子に設けられており、ランディングスリーブが回転子に設けられている。回転子のランディング、すなわち補助転がり軸受がランディングスリーブ上にある場合、回転子の固定子に対する回転を支持し続けるために、転がり軸受は短い時間だけ磁気軸受を補完または代用する。
補助転がり軸受の転がり要素は通常はボールであり、それはそれらがローラより速い回転速度を提供することが可能なためであるが、不幸にも補助軸受の許容荷重は低い。
特許文献1は、スラストボールベアリングの形式の補助軸受を開示しており、その軸受には弾性緩衝プレートが固定され、ロータを支持した軸軸受の故障の際に垂直ロータの落下により生じる衝撃を緩和している。
しかしながら、ある機器においては、出荷の衝撃または軍事的衝撃のような、回転機械の環境により生じたより大きい衝撃に回転機械が曝されるかもしれず、それらの衝撃は、前述の特許が機械内部の不測の部品への接触および損傷を回避し得ない場合、回転機械自身ではなくても、ボールへの過度に大きい力、および場合によっては補助軸受の部分的もしくは全体的な破損に帰結する。
したがって、改善の余地が存在する。
特開昭63−198451号公報
本発明の目的は、固定子、軸を備えた回転子、および磁気軸受を具備した回転機械内で使用されるランディング軸受アセンブリを改良することである。
この目的のために、本発明は、回転子のランディングの際に互いに接触するように設計された補助転がり軸受およびランディングスリーブを具備したランディング軸受アセンブリに関する。
本発明によれば、ランディング軸受アセンブリは、ランディング軸受アセンブリの他の部品を構成した材料よりも低い機械的剛性を有する材料から形成された整列リングを具備し、この整列リングは、弾性変形により最初に衝撃の幾分かのエネルギを緩和して、その結果として前記厚さを減少させる。
整列リングは、少なくとも回転子のランディングの際に、補助転がり軸受と接触する。
整列リングは、変形前の公称厚さEoを有し、完全に弾性的に圧縮された場合、その厚さは完全圧縮厚さEfcに到達する。
本発明によれば、ランディング軸受アセンブリは、整列リング単独では緩和不可能な衝撃のエネルギを緩和するための緊急ランディングリングをさらに具備している。緊急ランディングリングは固定子と一体に形成され、整列リングが部分的に弾性的に圧縮された場合のみ、すなわち弾性的に完全に圧縮される前に回転子の軸と接触して、ランディングの際に補助転がり軸受が2つの剛体の間で圧縮されないようにしている。
本発明により、一般的には1秒間よりも長く継続しない大きい衝撃の場合において、回転子のランディングの際に、衝撃の機械的エネルギの一部は、整列リングの弾性変形により最初に緩和される。残された量のエネルギは、次に、緊急ランディングリングが回転子の軸に接触した場合に、緊急ランディングリングにより緩和され、これにより整列リングはさらに圧縮されることなく弾性を維持し、過度に高い圧縮力から補助転がり軸受を保護している。
本発明により、一端衝撃が終了すると、回転子の軸の回転は温存された補助転がり軸受と共に完全に停止するか、または機械部品に何も損傷を受けることなく稼働し続けることさえも可能である。
有利ではあるが必須ではない、本発明のさらなる態様によれば、そのようなランディング軸受アセンブリは、以下の特徴の1つまたは複数を内蔵し得る。
・整列リングの公称厚さは、0.2mm〜2mmの間に含まれている。
・回転機械の通常運転時には、緊急ランディングリングは回転子から所定の距離だけ離れており、その距離は緊急間隙Eeとして定義され、以下の式
Eo>Ee>El
により与えられる。
・整列リングは、軸の径方向外側面上に締り嵌めにより載置されている。
・補助転がり軸受は、整列リングの外側面上に締り嵌めにより載置されている。
・ランディングスリーブは固定子と一体に形成されており、窒化鋼40ACD6−12のような硬化材料から形成されている。
・補助転がり軸受は、固定子内に締り嵌めにより載置されている。
・ランディングスリーブは、整列リングの径方向外側面上に位置し、窒化鋼40ACD6−12のような硬化材料から形成されたブッシュから成る。
・補助転がり軸受の内側の回転子の軸の回転を防止するための減衰リボンが、補助転がり軸受の外側面と固定子との間に挿入されている。
・補助転がり軸受は固定子と一体に形成されており、整列リングは、補助転がり軸受の2つの側面の一方と、固定子の第1径方向部分と、の間に挿入されている。
・第2整列リングは、補助転がり軸受の2つの側面の他の一方と、固定子の第2径方向部分と、の間に挿入されて、軸方向衝撃の保護として作用している。
本発明の別の目的は、固定子アセンブリ、回転子アセンブリ、磁気軸受、および本発明によるランディング軸受アセンブリを具備した回転機械である。
本発明は、本発明の目的を制限することなく、添付図および図示された実施例に対応してここに説明されている。
本発明によるランディング軸受アセンブリ、ならびに固定子、回転子、径方向磁気軸受、およびランディング軸受アセンブリを具備した本発明による回転機械の第1実施形態を示した長手方向概略図である。 本発明によるランディング軸受アセンブリ、ならびに固定子、回転子、径方向磁気軸受、およびランディング軸受アセンブリを具備した本発明による回転機械の第2実施形態を示した長手方向概略図である。 本発明によるランディング軸受アセンブリ、ならびに固定子、回転子、軸方向磁気軸受、およびランディング軸受アセンブリを具備した本発明による回転機械の第3実施形態を示した長手方向概略図である。
図1〜図3は、中心軸X1を中心とした回転機械Mを示している。
以下において、径方向は中心軸X1に直交した方向を指定しており、軸方向は中心軸X1に平行な方向を指定している。
回転機械Mは固定子2、回転子3、磁気軸受4、およびランディング軸受アセンブリ1を具備している。
固定子2は、中心軸X1の周りに回転可能な回転子3の周りを径方向に取り囲んでいる。回転子3は軸5を具備している。
磁気軸受4は図に概略的に示されており、固定子2および回転子3に対するその配置は、簡略化の目的のために示されていない。磁気軸受は、径方向磁気軸受、軸方向磁気軸受、または少なくとも1つの径方向磁気軸受および1つの軸方向磁気軸受の組み合わせから成り得る。磁気軸受は、好適に動的タイプである。
ランディング軸受アセンブリ1は、原則的に回転機械Mの運転の起動の際または停止の際、および磁気軸受4の全体的もしくは部分的故障または過負荷の状態を生じさせる軽い衝撃荷重が短時間に間欠的期間に生じた際に、回転子3を支持する。
ランディング軸受アセンブリ1は、補助転がり軸受6および関連したランディングスリーブ7を具備している。
図1〜図3は通常運転モード、すなわち非ランディングモードにある回転機械Mを示している。小さい間隙が、固定子2と固定子2の内側に浮揚した回転子3との間に維持され且つ制御されている。ランディング間隙Elと呼ぶべき小さい間隙は、補助転がり軸受6とランディングスリーブ7との間にも存在している。一般的に、ランディング間隙Elの大きさのオーダーは100ミクロンであり、好適に100〜200ミクロンの間に含まれる。
回転機械Mがランディングモードで稼働している場合、回転子3は補助転がり軸受6に接触している。換言すると、補助転がり軸受6およびランディングスリーブ7が互いに直接接触するまで、ランディング間隙Elはゼロミクロンへと急激に減少する。
本発明の好適な実施形態においては、補助転がり軸受6の転がり要素はボールであり、互いに対するボールの所定の周方向空間を維持するためのケージは無い。
好適に、図示されたように、補助転がり軸受6は二列のボールを具備している。
ランディング軸受アセンブリ1は、整列リング8も具備している。整列リング8は黄銅、またはバネ鋼、もしくはアルミニウム合金のような金属材料製である。ヤング定数が、整列リング8に接触する他の要素を構成した材料のヤング定数よりも小さい限り、別の材料が使用されてもよい。整列リング8は、あるエラストマ材料もしくは合成材料を含み得るか、またはエラストマ材料もしくは合成材料から一体的に形成され得る。
整列リング8は、波形の金属製リボンから形成されてもよい。
整列リング8はソリッドリングの形式とすることが可能である。
整列リング8はスプリングワッシャ、またはスプリングワッシャの積み重ねとすることが可能である。
ランディング軸受アセンブリ1は緊急ランディングリング9をさらに具備し、このリングは固定子と一体的に形成されて、補助転がり軸受6の近傍に配置されている。
図1に示された本発明の好適な実施形態においては、整列リング8は、径方向においてランディング間隙Elよりも大きい公称厚さEoを有する。整列リング8の公称厚さEoは、好適に0.2mm〜2mmの間に含まれる。
さらに、整列リング8は、軸5の径方向外側面に締り嵌めにより載置されている。整列リング8は外周を備えた管状部を備え、そこに補助転がり軸受6が締り嵌めにより載置されている。
ランディングスリーブ7は固定子2と一体的に形成され、窒化鋼40CAD6−12といった硬化材料のような硬い材料から形成されている。
機械Mの通常運転においては、補助転がり軸受6およびランディングスリーブ7は、それらの間に間隙を有して互いに径方向に向き合っている。
回転子3の径方向ランディングの際に、第1ステップにおいて、補助転がり軸受6がランディングスリーブ7上にランディングする場合に、その衝撃のエネルギの少なくとも一部は、径方向に圧縮され且つ弾性的に変形する整列リング8により最初に吸収される。その厚さは減少し、厚さEcに到達する。次に、第2ステップにおいて、残りの吸収されていない衝撃のエネルギは緊急ランディングリング9により吸収され、整列リング8はさらに圧縮されない。
緊急ランディングリング9は、固定子2と一体に形成されたブッシュから好適に成り、回転子3の軸5と接触する。
回転機械Mの通常運転においては、緊急ランディングリング9はロータから所定の距離に留まっており、その距離を緊急間隙Eeと称する。緊急間隙Eeはランディング間隙Elよりも大きいが、整列リング8の公称厚さEoよりも小さい。
換言すると、Eo>Ee>Elである。
緊急間隙Eeは、好適に100ミクロン〜300ミクロンの間に含まれている。
回転子3のランディングの際に、整列リング8の厚さはEe−Elだけ減少する。一般的に、厚さの減少は約100ミクロンである。
本発明によれば、整列リング8が部分的に弾性的に圧縮された場合、整列リング8が完全に圧縮されてその弾性を喪失する前に、緊急ランディングリング9は衝撃の残りのエネルギを引き受けて緩和する。
緊急ランディングリング9が無い場合に、幾分かのエネルギがなお緩和されなければならない場合、整列リングの厚さは、その厚さがその弾性限界に対応した、完全に圧縮された厚さEfcに到達するまでさらに減少される。
しかし、緊急ランディングリング9により、整列リング8は、回転子のランディングの際に、完全に弾性的に圧縮されることなく、整列リング8は幾分かの弾性を維持している。
したがって、緊急間隙Eeの数値は、以下の式により既定されている。
Ee<El+(Eo−Efc)
したがって、補助転がり軸受6は過度に高い圧縮力から保護されており、その物理的完全性は保存され、これにより回転子3の次回のランディングの際に再度機能することが可能である。
整列リング8により、および回転子のランディングの際に整列リングが完全に弾性的に圧縮されないことにより、補助転がり軸受6は2つの剛体の接触の間に圧縮されることは無く、したがって損傷を受けない。
整列リング8は、過度に高い圧縮力から補助転がり軸受6を保護している。補助転がり軸受6は、ランディングの際の2つの剛体の接触の間に圧縮されることは無い。
ランディングモードにおいては、補助転がり軸受6に作用する圧縮力は、整列リング8の圧縮力に限定されており、それはその厚さの減少(Ee−El)により整列リング8の剛性を創出することに等しい。整列リング8が存在していない場合、この力は衝撃力に等しくなり、それは補助転がり軸受6に大概強く損傷を与え得る。
衝撃が過度である場合、回転機械Mはその通常運転を中断して、再度磁気軸受4単独で稼働する。
図2は本発明の別の好適な実施形態を示しており、そこでは簡略化および明確化の目的で、図1に示されたものと同様の要素には同様の参照符号を付してある。
図2の実施形態は図1のものとは異なっており、回転機械Mの通常運転時において補助転がり軸受6は固定子2内に載置されている。
さらに、ランディングスリーブ7は整列リング8の径方向外側面上に位置している。ランディングスリーブ7は、窒化鋼40CAD6−12のような硬化材料から形成されたブッシュから成る。ランディングスリーブ7は、接着、溶接、ろう着け、または締り嵌めのような任意の既知の適切な手段によって、整列リング8と一体に回転するように形成されている。
随意的に、減衰リボン10が補助転がり軸受6の外側面と固定子2との間に挿入されている。減衰リボン10は、50〜200ミクロンの間に含まれた初期厚さを有する。減衰リボン10は、好適に波形のリボンである。減衰リボン10の機能は、回転機械Mの通常ランディングモードにおいて、補助転がり軸受6内部の回転子3のシャフト5の回転を防止することである。一般的に、回転子3のランディングの場合、完全に圧縮された減衰リボン10の厚さはRrの量だけ減少され、その量は好適な実施形態においては70ミクロンに等しい。
緊急間隙Eeの数値は、以下の式により規定されている。
Ee>El+Rr および Ee<El+Rr+(Eo−Efc)
図3は本発明の別の好適な実施形態を示しており、そこでは簡略化および明確化の目的で、図1および図2に示されたものと同様の要素には同様の参照符号を付してある。
図3の実施形態は回転子3の軸ランディング、すなわち回転軸X1に略平行な方向におけるランディングに適したランディング軸受アセンブリ1に関する。補助転がり軸受6は固定子2と一体に回転し、図2の実施形態の減衰リボンに類似した減衰リボン10は、固定子2と補助転がり軸受6との間に挿入されている。
補助転がり軸受6は、径方向に延びた2つの側面6a、6bを備えている。
第1整列リング8は、補助転がり軸受6の2つの側面の一方と、固定子2の第1径方向部分と、の間に挿入されている。
第2整列リング8は、補助転がり軸受6の2つの側面の他方と、固定子2の第2径方向部分と、の間に挿入されている。
各整列リング8は、中心軸X1に対して垂直に延びた2つの側面を備えている。
ランディングスリーブ7は軸5上に位置し、締り嵌めのような任意の既知の手段によりそこに固定されている。ランディングスリーブ7は、2つの側方フランジ7aおよび7bにより区切られた管状部から成り、これらのフランジは軸X1から径方向に離れるように延びている。フランジ7aは、径方向に延びた2つの平行面7a1および7a2を備えている。フランジ7bは、径方向に延びた2つの平行面7b1および7b2を備えている。
回転機械Mの通常運転時、すなわち回転子3が磁気軸受4のみにより支持されている場合、各フランジに関して、その2つの面の一方は補助転がり軸受6の2つの面の一方に軸方向に対面しており、それらの間にはランディング間隙Elに対応した公称間隙が存在している。一方で、先のフランジの2つの面の他方は、固定子2の径方向面上に配置された緊急ランディングリング9と軸方向に対面しており、それらの間には緊急間隙Eeに対応した公称間隙が存在している。
回転子3の軸方向ランディングの際に、ランディングスリーブ7の2つのフランジの一方は、補助転がり軸受6の一方の側面と接触する。衝撃のエネルギにより、そのとき整列リング8の一方は軸方向に圧縮され、その厚さはEeだけ減少する。図3の実施形態においては、整列リング8の厚さは中心軸X1に方向な方向に測定されており、換言すると、厚さは実際には整列リング8の幅である。
緊急間隙Eeはランディング間隙Elよりも大きい。
さらに図3の実施形態においては、ランディング軸受アセンブリ1は、軸X1に沿った2つの軸方向において、回転子3のランディングを支持することが可能である。
それに加えて、異なった実施形態の技術的特徴は、全体的にまたは部分的に、互いに組み合わせられることが可能である。したがって、ランディング軸受アセンブリ1は、機器の特定の要求に適合させることが可能である。
例えば、図1〜図3に示された本発明の異なった実施形態は、組み合わせられることが可能である。
回転子3と一体に形成されている限り、記載された整列リング8も、代替的に固定子2と一体に形成されてもよい。代替的に、ランディング軸受アセンブリ1は、回転子3と一体に形成された第1整列リング8および固定子2と一体に形成された第2整列リング8を具備してもよい。
また、本発明の別の好適な実施形態は図3の実施形態から成り、図1および図2の実施形態の整列リングに類似した整列リング8を追加的に備え、それはすなわち軸5とランディングリング7との間に挿入された環状リングであり、径方向ランディングまたは軸方向ランディングおよび径方向ランディングの組み合わせを緩和している。
本発明により、補助転がり軸受6は過度に高いエネルギを有する衝撃に対してランディングモードにおいて保護され、これにより補助転がり軸受は2つの堅い面の間で圧縮され得ない。大きい衝撃の際に、物理的接触が緊急ランディングリング9に生じ、回転機械Mの他の繊細な部品が損傷することを防止している。ランディング軸受アセンブリ1の物理的完全性は温存され、これにより回転子3の次のランディングの際に再度作動可能である。
本発明により、ランディングの際に顕著に熱くなる補助転がり軸受6のリングの熱膨張に対する抵抗も、低くできる。これにより、補助転がり軸受6の物理的完全性は、ランディング運転の際にさらに温存される。
ここまでに詳細に記載された回転機械Mは、自然界のオイルもしくはガスを抽出するために使用される電動圧縮機もしくはターボ拡張機、または電子ウェハの製造のために使用されるターボ分子ポンプとすることが可能である。代替的に、回転機械Mは任意の種類の輸送車両、工作機械、家庭用機器等であってもよい。例えば、回転機械Mは自走車両を設置するための電動圧縮機であってもよい。
M ・・・回転機械
X1 ・・・中心軸
1 ・・・ランディング軸受アセンブリ
2 ・・・固定子
3 ・・・回転子
4 ・・・磁気軸受
5 ・・・軸
6 ・・・補助転がり軸受
6a、6b ・・・補助転がり軸受の側面
7 ・・・ランディングスリーブ
7a、7b ・・・フランジ
7a1、7a2、7b1、7b2 ・・・フランジの側面
8 ・・・整列リング
9 ・・・緊急ランディングリング
10 ・・・減衰リボン
El ・・・ランディング間隙
Ee ・・・緊急間隙
Eo ・・・整列リングの公称厚さ
Ec ・・・圧縮された整列リングの厚さ
Efc ・・・完全に圧縮された整列リングの厚さ
Rr ・・・減衰リボンの厚さの減少量

Claims (12)

  1. 中心軸(X1)の周りに回転可能であり、且つ固定子(2)、ならびに軸(5)および磁気軸受(4)を備えた回転子(3)、を具備した回転機械(M)のためのランディング軸受アセンブリ(1)であって、該ランディング軸受アセンブリは、
    2つの側面(6a、6b)を備えた補助転がり軸受(6)と、
    ランディングスリーブ(7)であって、前記回転機械(M)の通常運転時、すなわち前記回転子が前記磁気軸受(4)のみによって支持されている場合、ランディング間隙Elとして定義された公称距離だけ離れて前記補助転がり軸受(6)に面し、大きい衝撃による前記回転子(3)のランディングの際に、該補助転がり軸受(6)は前記ランディングスリーブ(7)と接触するランディングスリーブ(7)と、
    を具備したランディング軸受アセンブリ(1)において、
    該ランディング軸受アセンブリ(1)は、
    公称厚さEoを有し、且つ前記ランディング軸受アセンブリ(1)の他の部品を構成した材料よりも低い機械的剛性を有する材料から形成された整列リング(8)であって、弾性変形により最初に前記衝撃の幾分かのエネルギを緩和して、その結果として前記厚さを減少させ、少なくとも前記回転子(3)のランディングの際に、前記補助転がり軸受(6)と接触する整列リング(8)と、
    該整列リング(8)単独では緩和不可能な前記衝撃のエネルギを緩和するための緊急ランディングリング(9)であって、前記固定子(2)と一体に形成され、前記整列リング(8)が弾性的に完全に圧縮される前に前記回転子(3)の軸(5)と接触して、ランディングの際に前記補助転がり軸受(6)が2つの剛体の間で圧縮されないようにする緊急ランディングリング(9)と、
    をさらに具備していることを特徴とするランディング軸受アセンブリ(1)。
  2. 前記整列リング(8)の公称厚さは、0.2mm〜2mmの間に含まれていることを特徴とする請求項1に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  3. 前記回転機械(M)の通常運転時には、前記緊急ランディングリング(9)は前記回転子から所定の距離だけ離れて位置しており、当該距離は緊急間隙Eeとして定義され、以下の式
    Eo>Ee>El
    により与えられることを特徴とする請求項1または2に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  4. 前記整列リング(8)は、前記軸(5)の径方向外側面上に締り嵌めにより載置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  5. 前記補助転がり軸受(6)は、前記整列リング(8)の外側面上に締り嵌めにより載置されていることを特徴とする請求項4に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  6. 前記ランディングスリーブ(7)は前記固定子(2)と一体に形成されており、窒化鋼40ACD6−12のような硬化材料から形成されていることを特徴とする請求項5に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  7. 前記補助転がり軸受(6)は、前記固定子(2)内に締り嵌めにより載置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  8. 前記ランディングスリーブ(7)は、前記整列リング(8)の径方向外側面上に位置し、窒化鋼40ACD6−12のような硬化材料から形成されたブッシュから成ることを特徴とする請求項7に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  9. 前記補助転がり軸受(6)の内側の回転子(3)の軸(5)の回転を防止するための減衰リボン(10)が、前記補助転がり軸受(6)の外側面と前記固定子(2)との間に挿入されていることを特徴とする請求項7または8に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  10. 前記補助転がり軸受(6)は前記固定子(2)と一体に形成されており、前記整列リング(8)は、前記補助転がり軸受(6)の2つの側面(6a、6b)の一方と、前記固定子(2)の第1径方向部分と、の間に挿入されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  11. 第2整列リング(8)は、前記補助転がり軸受(6)の2つ側面(6a、6b)他の一方と、前記固定子(2)の第2径方向部分と、の間に挿入されていることを特徴とする請求項10に記載のランディング軸受アセンブリ(1)。
  12. 固定子(2)、回転子(3)、磁気軸受(4)、および請求項1〜11のいずれか一項に記載のランディング軸受アセンブリ(1)を具備していることを特徴とする回転機械(M)。
JP2017181015A 2016-11-28 2017-09-21 ランディング軸受アセンブリおよびそのようなアセンブリが備わった回転機械 Active JP6908481B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16306564.2A EP3327302B1 (en) 2016-11-28 2016-11-28 Landing bearing assembly and rotary machine equipped with such an assembly
EP16306564.2 2016-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018087633A true JP2018087633A (ja) 2018-06-07
JP6908481B2 JP6908481B2 (ja) 2021-07-28

Family

ID=58158743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017181015A Active JP6908481B2 (ja) 2016-11-28 2017-09-21 ランディング軸受アセンブリおよびそのようなアセンブリが備わった回転機械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10605310B2 (ja)
EP (1) EP3327302B1 (ja)
JP (1) JP6908481B2 (ja)
CN (1) CN108119542B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2970492A1 (en) * 2016-08-31 2018-02-28 Skf Magnetic Mechatronics Landing bearing assembly and rotary machine equipped with such an assembly and a magnetic bearing
US11306726B2 (en) 2019-03-11 2022-04-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Foil bearing assembly and compressor including same
US11566663B2 (en) 2019-06-26 2023-01-31 Trane International Inc. Bearing for supporting a rotating compressor shaft
CN111005939A (zh) * 2020-01-07 2020-04-14 珠海格力电器股份有限公司 一种磁悬浮轴承径向保护系统
CN111799927B (zh) * 2020-07-17 2023-03-24 珠海格力电器股份有限公司 转轴支撑保护结构、磁悬浮轴承支撑系统、电机
CN114524075A (zh) * 2022-02-22 2022-05-24 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 推力轴承及船舶推进器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6256824U (ja) * 1985-09-30 1987-04-08
JPS63198451A (ja) 1987-02-13 1988-08-17 Hitachi Ltd 符号間干渉回避方式
JPH0672613B2 (ja) * 1988-09-02 1994-09-14 株式会社日立製作所 電磁軸受装置
US6707187B1 (en) * 2000-11-10 2004-03-16 Indigo Energy, Inc. Flywheel system with tilt switch
JP4261339B2 (ja) * 2001-06-15 2009-04-30 ソシエテ・ドゥ・メカニーク・マグネティーク 軸荷重の影響を受けない非常用軸受
EP2486293B1 (en) * 2009-10-09 2018-02-21 Dresser-Rand Company Auxiliary bearing system with plurality of inertia rings for magnetically supported rotor system
US8415847B2 (en) * 2010-05-21 2013-04-09 Siemens Industry, Inc. Induction machine bearing system
WO2012152539A1 (de) * 2011-05-12 2012-11-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung mit einem fanglager, insbesondere für eine lagerung der schnelldrehenden welle eines kompressors
FR2986840B1 (fr) * 2012-02-13 2014-12-19 Converteam Technology Ltd Ensemble de roulements et machine tournante correspondante
GB201310834D0 (en) * 2013-06-18 2013-07-31 Rolls Royce Plc Bearing arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
EP3327302A1 (en) 2018-05-30
JP6908481B2 (ja) 2021-07-28
CN108119542A (zh) 2018-06-05
CN108119542B (zh) 2021-01-15
EP3327302B1 (en) 2019-11-13
US10605310B2 (en) 2020-03-31
US20180149204A1 (en) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6908481B2 (ja) ランディング軸受アセンブリおよびそのようなアセンブリが備わった回転機械
US8167531B2 (en) Method and apparatus for supporting rotor assemblies during unbalances
US9115756B2 (en) Replaceable axial journal for auxiliary bearings
RU2667567C2 (ru) Вращающаяся машина (варианты)
US7195444B2 (en) Turbomachine with a decoupling device common to first and second bearings of its drive shaft, compressor comprising the decoupling device and decoupling device
JP6624684B2 (ja) 少なくとも1つの能動型磁気軸受および補助転がり軸受を有する回転機械
EP1191191B1 (en) Bearing assembly for a gas turbine engine
US20130108440A1 (en) Series bearing support apparatus for a gas turbine engine
US20080267766A1 (en) Rotor supports and systems
JP2006525466A (ja) 真空ポンプ
US20110064340A1 (en) Method and apparatus for stabilizing a squeeze film damper for a rotating machine
JP2015025555A (ja) 磁気的に懸架されたロータシステムのためのボールベアリング型補助ベアリング
CA2692712C (en) Preloading brace for gas turbine engine transportation
TWI612229B (zh) 組合滾珠軸承、主軸裝置及工作機械
KR20080034005A (ko) 터보기계
US20140072254A1 (en) Bearing arrangement comprising a backup bearing
US9188156B2 (en) Auxiliary bearing centering device
US11585237B2 (en) System for the axial retention of a rolling element bearing
JP2008095794A (ja) クリープ防止用転がり軸受及び転がり軸受装置
JP2023111002A (ja) 複合軸受及び圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200821

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6908481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150