RU2654432C2 - Магнитный подшипник, ротационная установка, содержащая упомянутый подшипник, и способ изготовления такого подшипника - Google Patents
Магнитный подшипник, ротационная установка, содержащая упомянутый подшипник, и способ изготовления такого подшипника Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654432C2 RU2654432C2 RU2015122785A RU2015122785A RU2654432C2 RU 2654432 C2 RU2654432 C2 RU 2654432C2 RU 2015122785 A RU2015122785 A RU 2015122785A RU 2015122785 A RU2015122785 A RU 2015122785A RU 2654432 C2 RU2654432 C2 RU 2654432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- protective
- annular
- ferromagnetic body
- support
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
-
- 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
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/047—Details of housings; Mounting of active magnetic 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- 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
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0476—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/44—Protection against moisture or chemical attack; Windings specially adapted for operation in liquid or gas
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
- F16C2300/42—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions corrosive, i.e. with aggressive media or harsh conditions
-
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1), предназначенный для ротационной установки, имеющей ротор (4), и содержащий статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (9) и содержащий по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в защитной кольцеобразной опоре (8), которая прикреплена к неподвижному опорному компоненту (9) и оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела (7) и поверхность указанной по меньшей мере одной обмотки (6), при этом указанная защитная кольцеобразная опора (8) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (10) и внутренним и наружным осевыми выступами (11, 12). Подшипник (1) содержит по меньшей мере одну кольцеобразную заглушку (13), размещенную на поверхности указанной по меньшей мере одной обмотки (6), которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, и отличается тем, что кольцеобразная заглушка (13) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (14) и внутренним и наружным осевыми выступами (15, 16). Кольцеобразная заглушка (13) и поверхность ферромагнитного тела (7), которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой (8), покрыты защитным слоем (17), защищающим статорный магнитопровод от коррозии, и осевые выступы (15, 16) кольцеобразной заглушки (13) приварены к ферромагнитному телу (7). Технический результат - создание магнитного подшипника, более простого в производстве и имеющего более высокую несущую способность. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Раскрытые варианты выполнения относятся, в целом, к магнитным подшипникам для ротационных установок, содержащих ротор. В частности, данные варианты выполнения относятся к магнитным подшипникам для ротационных установок, в которых ротор и подшипник при использовании находятся в контакте с текучей средой, например с газообразной окружающей средой, являющейся коррозионной, кислотной или переносящей частицы. Некоторые иллюстративные варианты выполнения относятся конкретно к ротационной установке, содержащей такой магнитный подшипник.
Все более и более широко распространенным становится использование магнитных подшипников для ротационных установок, в частности, в случае наличия коррозионной текучей среды. Когда рабочая текучая среда установки, в которой работает подшипник, является либо кислотной, либо коррозионной, либо переносящей частицы, то появляется необходимость в обязательной защите обмоток магнитного подшипника и связанных с ними средств с помощью использования антикоррозионных защитных технологий. Примером такой технологии является заключенный в кожух подшипник, в котором его статорная часть защищена металлическим кожухом, выполненным из материала, который не окисляется или корродирует и, в целом, не страдает от каких-либо явлений, связанных с агрессивностью окружающей среды.
Кожух может быть выполнен в форме пластины, приваренной к кольцеобразной опоре, в которой размещен статорный магнитопровод, содержащий по меньшей мере одну обмотку и ферромагнитное тело. Кольцеобразная опора может быть выполнена из коррозионно-стойкого материала, такого как магнитная нержавеющая сталь. Кожух из ограждающей пластины может быть выполнен из того же материала, что и кольцеобразная опора, или он может быть выполнен из другого металлического материала, такого как, например, сплав на основе никеля.
Для выдерживания условий эксплуатации (давление, быстрые изменения давления, температура, способность не поддаваться коррозии и абразивному изнашиванию) кожух, по существу, имеет толщину в диапазоне 0,3-1 мм или более, например в диапазоне 0,3-0,5 мм, то есть аналогично диапазону воздушного зазора магнитного подшипника (который является расстоянием между статорным магнитопроводом и роторной арматурой подшипника). Таким образом, наличие такого кожуха из немагнитного материала равносильно увеличению величины воздушного зазора подшипника, что приводит к значительному ограничению несущей способности указанного подшипника. Помимо этого, такое решение не обеспечивает полностью отсутствия контактов между кожухом и роторной арматурой магнитного подшипника в любых условиях.
Следовательно, является желательным уменьшить толщину кожуха и выполнить его из чистого металлического листа. Тем не менее, для данного кожуха требуется использование особых материалов с высокими механическими и антикоррозийными свойствами, чтобы обеспечить защиту статорного магнитопровода от коррозии и сохранение его формы и размеров в процессе работы.
Кроме того, изготовление кожуха, после сварки и окончательной повторной обработки, не позволяет выполнить проверку точной толщины кожуха и, соответственно, фактического воздушного зазора подшипника.
Целью предложенного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков с одновременным сохранением преимуществ механизма работы заключенных в кожух подшипников. В частности, одной целью предложенного изобретения является создание магнитного подшипника, более простого в производстве и имеющего более высокую несущую способность.
В соответствии с первым аспектом в иллюстративном варианте выполнения магнитный подшипник, предназначенный для ротационной установки с ротором, содержит статорный магнитопровод, прикрепленный к неподвижному опорному компоненту. Статорный магнитопровод содержит по меньшей мере одну обмотку и ферромагнитное тело, размещенные в защитной кольцеобразной опоре, причем защитная кольцеобразная опора оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела и поверхность указанной по меньшей мере одной обмотки. Подшипник также может содержать по меньшей мере одну кольцеобразную заглушку, размещенную на поверхности указанной по меньшей мере одной обмотки, которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, при этом кольцеобразная заглушка и поверхность ферромагнитного тела, которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, покрыты защитным слоем.
Благодаря защитному слою материал заглушки может быть выбран за магнитные и механические свойства материала, так как свойства защиты от коррозии больше не являются существенными. Материал заглушки и материал статорного магнитопровода защищены от коррозии защитным слоем. В частности, защитный слой не допускает повреждений углеродистой и низколегированной сталей от коррозии, обусловленной наличием влажного CO2, а также не допускает повреждений нержавеющей стали от точечной коррозии, обусловленной наличием хлоридов. Соответственно, становится возможным выбор этих материалов (имеющих требуемые магнитные и механические свойства) для заглушки. Помимо этого, если материал заглушки является ферромагнитным материалом, то больше нет необходимости в наличии тонкой заглушки для защиты обмоток. То есть, заглушка может иметь большую толщину по сравнению с обычным кожухом, что снижает требования к материалу в отношении его механических свойств и к деформации заглушки при использовании, что приводит к удлинению срока службы подшипника и меньшему воздушному зазору.
Следовательно, благодаря отсутствию кожуха и, соответственно, уменьшению воздушного зазора, увеличиваются возможности магнитного подшипника, выполненного в соответствии с предложенным изобретением. Помимо этого, защитный слой может быть легко обновлен во время технического обслуживания, что позволяет улучшить и облегчить ремонтопригодность подшипника. Кроме того, защитный слой является более дешевым, чем обычный кожух.
В некоторых вариантах выполнения защитный слой может содержать слой из никеля.
Указанный слой из никеля может быть сформирован нанесением методом химического восстановления никеля.
Указанный слой из никеля может содержать никель и фосфор.
В некоторых вариантах выполнения кольцеобразная заглушка может содержать магнитный материал, выбранный из группы, включающей ферромагнитный материал, магнитную нержавеющую сталь и сплав на основе никеля.
В соответствии с вариантом выполнения предложенный подшипник является упорным магнитным подшипником. Подшипник может содержать роторную арматуру в форме диска, прикрепленную к ротору, и статорный магнитопровод может быть обращен к указанной роторной арматуре.
Ротор и роторная арматура при использовании могут находиться в контакте с текучей средой, например с газообразной окружающей средой, являющейся коррозионной, кислотной или переносящей частицы.
В некоторых вариантах выполнения кольцеобразная заглушка припаяна к указанной по меньшей мере одной обмотке, например, посредством низкотемпературной пайки.
В некоторых вариантах выполнения кольцеобразная заглушка может иметь U-образное сечение с радиальной перемычкой и двумя осевыми выступами.
В соответствии с еще одним аспектом ротационная установка, например турбоустановка, может содержать ротор и подшипник, как было изложено выше.
В соответствии с еще одним аспектом способ изготовления подшипника, как изложено выше, может включать следующие этапы: а) приваривание указанной по меньшей мере одной кольцеобразной заглушки к указанной по меньшей мере одной обмотке и/или ферромагнитному телу; и b) покрытие защитным слоем указанной по меньшей мере одной кольцеобразной заглушки и поверхности ферромагнитного тела, которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой.
В некоторых вариантах выполнения способ, между этапами а) и b), может также включать этап повторной обработки указанной по меньшей мере одной кольцеобразной заглушки и поверхности ферромагнитного тела, которая осталась незакрытой защитной кольцеобразной опорой, для получения плоской поверхности.
Другие используемые характеристики будут очевидны при прочтении нижеследующего описания конкретного варианта выполнения предложенного изобретения, приведенного в качестве неограничивающего примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен осевой разрез по линии I-I на фиг. 2 магнитного подшипника в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;
на фиг. 2 представлен разрез по линии II-II, показанной на фиг. 1.
Нижеследующее подробное описание иллюстративных вариантов выполнения приведено со ссылкой на сопроводительные чертежи. Одинаковыми ссылочными позициями на различных чертежах обозначены одинаковые или подобные элементы. Кроме того, представленные чертежи не обязательно выполнены в масштабе.
На фиг. 1 и 2 показан иллюстративный вариант выполнения упорного магнитного подшипника 1 в соответствии с предложенным изобретением, предназначенного для ротационной установки. Магнитный подшипник 1 содержит статорную арматуру 2 и роторную арматуру 3, выполненную в форме диска, прикрепленного к вращающемуся валу 4 ротационной установки.
Статорная арматура 2 содержит статорный магнитопровод 5, содержащий, общепринятым способом, одну или более кольцеобразных обмоток 6 и ферромагнитное тело 7. Ферромагнитное тело 7 может быть цельным или оно может быть локально ламинированным. Статорный магнитопровод 5 размещен в металлической защитной кольцеобразной опоре 8, прикрепленной к неподвижному опорному компоненту 9.
Статорный магнитопровод 5 расположен так, что он обращен к роторной арматуре 3. Статорный магнитопровод 5 и его защитная кольцеобразная опора 8 определяют границы воздушного зазора Δ относительно роторной арматуры 3. В некоторых вариантах выполнения величина воздушного зазора Δ может лежать в диапазоне 0,4-1,5 мм, предпочтительно в диапазоне 0,4-1,2 мм.
Защитная кольцеобразная опора 8 статорного магнитопровода 5 имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой 10 и внутренним и наружным осевыми выступами 11 и 12. Длина выступов 11 и 12 в направлении оси вращающегося вала 4 равна по меньшей мере высоте ферромагнитного тела 7 статорного магнитопровода 5. Следовательно, защитная кольцеобразная опора 8 оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела 7, в частности, поверхность ферромагнитного тела 7, обращенную к роторной арматуре 3, и поверхность одной или более обмоток 6, в частности, поверхность одной или более обмоток 6, обращенной к роторной арматуре 3.
Магнитный подшипник 1 также содержит одну или более кольцеобразных заглушек 13. Кольцеобразные заглушки 13 имеют U-образное сечение с радиальной перемычкой 14 и внутренним и наружным осевыми выступами 15 и 16. Кольцеобразные заглушки 13 приварены к ферромагнитному телу 7 посредством их выступов 15 и 16. Кольцеобразные заглушки 13 также могут быть припаяны к обмоткам 6 с использованием низкотемпературного припоя. Кольцеобразные заглушки 13 размещены на поверхности одной или более обмоток 6, которая осталась незакрытой защитной кольцеобразной опорой 8.
Кольцеобразные заглушки 13 могут содержать магнитный материал, например магнитную нержавеющую сталь, сплав на основе никеля, такой как Inconel®, или предпочтительно ферромагнитный материал, такой как углеродистые и низколегированные стали. В частности, поскольку заглушки покрыты защитным слоем, обеспечивающим защиту от коррозии, то больше нет необходимости в использовании материалов с высокими антикоррозийными свойствами. Материал заглушек 13 выбран в соответствии с его магнитными и механическими свойствами.
Помимо этого, поскольку поверхность ферромагнитного тела 7, которая осталась незакрытой защитной кольцеобразной опорой 8, и наружная поверхность радиальной перемычки 14 кольцеобразной заглушки 13 могут быть повторно обработаны для получения поверхности с повышенной степенью плоскости, то заглушки 13 могут иметь толщину, равную или превышающую толщину защитной кольцеобразной опоры 8, чтобы избежать какой-либо деформации заглушек 13 по воздействием давления.
Магнитный подшипник 1 также содержит защитный слой 17. Назначение защитного слоя 17 заключается в защите статорного магнитопровода 5 от коррозии. Защитный слой 17 имеется на поверхности ферромагнитного тела 7, оставленной незакрытой защитной кольцеобразной опорой 8, и на наружной поверхности перемычки 14 заглушек 13. Другими словами, защитный слой 17 покрывает поверхность статорной арматуры 2, обращенной к роторной арматуре 3. Защитный слой 17 также может покрывать наружную поверхность выступов 11, 12 защитной кольцеобразной опоры 8.
В некоторых вариантах толщина защитного слоя 17 может быть в диапазоне от 1 нм до 1 мм, предпочтительно от 100 нм до 10 мкм.
В некоторых вариантах выполнения защитный слой 17 может быть слоем из никеля. Слой из никеля может быть сформирован нанесением покрытия методом химического восстановления никеля. Слой из никеля может содержать никель и фосфор.
Благодаря использованию кольцеобразных заглушек 13 и защитного слоя 17, обеспечивается возможность защиты статорного магнитопровода 5 от коррозии при одновременном обеспечении уменьшенного воздушного зазора Δ между магнитопроводом 5 и роторной арматурой 3 по сравнению с магнитными подшипниками предшествующего уровня техники. В частности, когда кольцеобразные заглушки 13 содержат ферромагнитный материал, то воздушный зазор Δ определяется суммой значения расстояния между защитным слоем 17 и роторной арматурой 3 и значения толщины защитного слоя 17.
Кроме этого, благодаря повторной обработке поверхности ферромагнитного тела 7 совместно с поверхностью радиальной перемычки кольцеобразных заглушек 13, а также благодаря покрытию защитным слоем может быть получена поверхность с высокой степенью плоскости, обращенная к роторной арматуре 3, и, следовательно, уменьшен воздушный зазор.
Приведенное выше описание выполнено со ссылкой на магнитный подшипник упорного типа. Однако оно подобным образом может быть применено к магнитному подшипнику радиального типа или к магнитному подшипнику конического типа, сочетающего функции радиального и упорного подшипников.
Claims (15)
1. Магнитный подшипник (1), предназначенный для ротационной установки, имеющей ротор (4), и содержащий статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (9) и содержащий по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в защитной кольцеобразной опоре (8), которая прикреплена к неподвижному опорному компоненту (9) и оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела (7) и поверхность указанной по меньшей мере одной обмотки (6), при этом указанная защитная кольцеобразная опора (8) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (10) и внутренним и наружным осевыми выступами (11, 12),
причем упомянутый подшипник (1) содержит по меньшей мере одну кольцеобразную заглушку (13), размещенную на поверхности указанной по меньшей мере одной обмотки (6), которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, и отличается тем, что кольцеобразная заглушка (13) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (14) и внутренним и наружным осевыми выступами (15, 16), кольцеобразная заглушка (13) и поверхность ферромагнитного тела (7), которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой (8), покрыты защитным слоем (17), защищающим статорный магнитопровод от коррозии, и осевые выступы (15, 16) кольцеобразной заглушки (13) приварены к ферромагнитному телу (7).
2. Подшипник (1) по п. 1, в котором защитный слой (17) содержит слой из никеля.
3. Подшипник (1) по п. 2, в котором указанный слой из никеля сформирован нанесением покрытия методом химического восстановления никеля.
4. Подшипник (1) по п. 2, в котором указанный слой из никеля содержит никель и фосфор.
5. Подшипник (1) по п. 1, в котором указанная по меньшей мере одна кольцеобразная заглушка (13) содержит магнитный материал, выбранный из группы, состоящей из ферромагнитного материала, магнитной нержавеющей стали и сплава на основе никеля.
6. Подшипник (1) по п. 1, который является упорным магнитным подшипником.
7. Подшипник (1) по п. 1, также содержащий роторную арматуру (3) в форме диска, прикрепленного к ротору (4), причем статорный магнитопровод (5) обращен к указанной роторной арматуре (3).
8. Подшипник (1) по п. 7, в котором ротор (4) и роторная арматура (3) при использовании находятся в контакте с текучей средой, например с газообразной окружающей средой, являющейся коррозионной, кислотной или переносящей частицы.
9. Подшипник (1) по любому из пп. 1-8, в котором наружная поверхность радиальной перемычки (14) кольцеобразной заглушки (13) и поверхность ферромагнитного тела (7), которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой (8), повторно обработаны для получения плоской поверхности, причем кольцеобразная заглушка (13) имеет толщину, равную или превышающую толщину защитной кольцеобразной опоры (8).
10. Ротационная установка, например турбоустановка, содержащая ротор (4) и подшипник (1) по любому из пп. 1-9.
11. Способ изготовления подшипника по любому из пп. 1-9, включающий этапы, на которых
a) приваривают внутренний и наружный выступы (15, 16) указанной по меньшей мере одной кольцеобразной заглушки к указанной по меньшей мере одной обмотке и/или ферромагнитному телу,
b) покрывают защитным слоем указанную по меньшей мере одну кольцеобразную заглушку и поверхность ферромагнитного тела, которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, и
между этапами а) и b) повторно обрабатывают указанную по меньшей мере одну кольцеобразную заглушку и поверхность ферромагнитного тела, которая оставлена незакрытой защитной кольцеобразной опорой, для получения плоской поверхности, причем кольцеобразная заглушка имеет толщину, равную или превышающую толщину защитной кольцеобразной опоры (8).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12199240.8A EP2746606B1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Magnetic bearing and rotary machine comprising such a bearing |
| EP12199240.8 | 2012-12-21 | ||
| PCT/EP2013/076806 WO2014095788A1 (en) | 2012-12-21 | 2013-12-17 | Magnetic bearing and rotary machine comprising such a bearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015122785A RU2015122785A (ru) | 2017-01-30 |
| RU2654432C2 true RU2654432C2 (ru) | 2018-05-17 |
Family
ID=47627931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015122785A RU2654432C2 (ru) | 2012-12-21 | 2013-12-17 | Магнитный подшипник, ротационная установка, содержащая упомянутый подшипник, и способ изготовления такого подшипника |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10378582B2 (ru) |
| EP (1) | EP2746606B1 (ru) |
| JP (1) | JP2016509654A (ru) |
| KR (1) | KR20150102046A (ru) |
| CN (1) | CN105339689B (ru) |
| AU (1) | AU2013363697B2 (ru) |
| BR (1) | BR112015014849B8 (ru) |
| CA (1) | CA2895580A1 (ru) |
| NO (1) | NO2746606T3 (ru) |
| RU (1) | RU2654432C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014095788A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6714717B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2020-06-24 | ヴァレックス イメージング コーポレイション | Ｘ線管用の磁気リフトデバイス |
| CN106438690B (zh) * | 2016-07-18 | 2018-08-14 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种线圈式轴向永磁电动磁浮轴承 |
| CN107134881B (zh) * | 2017-04-26 | 2019-04-30 | 江苏大学 | 一种五自由度混合励磁磁悬浮开关磁阻电机 |
| CN113623319B (zh) * | 2021-07-08 | 2023-06-30 | 安徽华驰动能科技有限公司 | 一种具有安全制动保护功能的磁悬浮轴承 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1967288A2 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-10 | General Electric Company | Rotor and stator assemblies that utilize magnetic bearings for use in corrosive environments |
| EP2014792A1 (en) * | 2007-06-12 | 2009-01-14 | Honeywell International Inc. | Corrosion and wear resistant coating for magnetic steel |
| EP2448088A2 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-02 | General Electric Company | Encapsulated magnet assembly and process for making |
| EP2450585A2 (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-09 | General Electric Company | Encapsulated magnet assembly and process for making |
| RU2461747C2 (ru) * | 2007-03-08 | 2012-09-20 | Дженерал Электрик Компани | Герметизированный узел статора и способ его изготовления |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4180296A (en) * | 1978-01-06 | 1979-12-25 | Societe Europeenne De Propulsion | Axial electromagnetic bearing for a shaft rotating at high speed |
| FR2632354B1 (fr) * | 1988-06-06 | 1990-09-28 | Mecanique Magnetique Sa | Dispositif formant joint suiveur pour machine tournante |
| GB2239295B (en) * | 1989-08-04 | 1993-04-21 | Glacier Metal Co Ltd | Magnetic bearings |
| US5250865A (en) * | 1992-04-30 | 1993-10-05 | Avcon - Advanced Controls Technology, Inc. | Electromagnetic thrust bearing for coupling a rotatable member to a stationary member |
| US5969452A (en) | 1998-11-13 | 1999-10-19 | Sundstrand Corporation | Magnetic bearing construction |
| JP2002333018A (ja) | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Canon Inc | 流体軸受装置、およびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法 |
| US7253941B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-08-07 | Texas Instruments Incorporated | Hinge design for enhanced optical performance for a micro-mirror device |
| FR2910196B1 (fr) * | 2006-12-14 | 2009-07-24 | Mecanique Magnetique Sa Soc D | Machine electrique chemisee ou surmoulee |
| US7905315B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-03-15 | Honda Motor Company, Ltd. | Vehicles having exhaust pipe extending through space between cylinder housings of engine |
| CA2730332A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Jiten Odhavji Dihora | Delivery particle |
| FR2938028B1 (fr) * | 2008-11-03 | 2010-12-31 | Mecanique Magnetique Sa | Palier magnetique axial chemise. |
| EP2184835B1 (fr) * | 2008-11-05 | 2016-07-20 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Machine électrique tournante |
| FR2947678A1 (fr) * | 2009-07-03 | 2011-01-07 | Mecanique Magnetique Sa | Machine tournante chemisee et son procede de fabrication |
| TWI402436B (zh) * | 2010-12-30 | 2013-07-21 | 私立中原大學 | 混合式軸向磁浮軸承及其工作方法與其轉動體結構 |
| US8976181B2 (en) * | 2011-07-07 | 2015-03-10 | Aqua-Aerobic Systems, Inc. | Software system and method for wastewater treatment control and interpretation using ORP |
| FR2981710B1 (fr) * | 2011-10-20 | 2014-07-25 | Mecanique Magnetique Sa | Stator chemise de machine electromagnetique pour ambiance corrosive et sans traitement thermique |
-
2012
- 2012-12-21 EP EP12199240.8A patent/EP2746606B1/en active Active
- 2012-12-21 NO NO12199240A patent/NO2746606T3/no unknown
-
2013
- 2013-12-17 JP JP2015548427A patent/JP2016509654A/ja active Pending
- 2013-12-17 BR BR112015014849A patent/BR112015014849B8/pt active IP Right Grant
- 2013-12-17 KR KR1020157018994A patent/KR20150102046A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-12-17 US US14/653,492 patent/US10378582B2/en active Active
- 2013-12-17 WO PCT/EP2013/076806 patent/WO2014095788A1/en active Application Filing
- 2013-12-17 RU RU2015122785A patent/RU2654432C2/ru active
- 2013-12-17 CA CA2895580A patent/CA2895580A1/en not_active Abandoned
- 2013-12-17 CN CN201380067387.6A patent/CN105339689B/zh active Active
- 2013-12-17 AU AU2013363697A patent/AU2013363697B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1967288A2 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-10 | General Electric Company | Rotor and stator assemblies that utilize magnetic bearings for use in corrosive environments |
| RU2461747C2 (ru) * | 2007-03-08 | 2012-09-20 | Дженерал Электрик Компани | Герметизированный узел статора и способ его изготовления |
| EP2014792A1 (en) * | 2007-06-12 | 2009-01-14 | Honeywell International Inc. | Corrosion and wear resistant coating for magnetic steel |
| EP2448088A2 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-02 | General Electric Company | Encapsulated magnet assembly and process for making |
| EP2450585A2 (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-09 | General Electric Company | Encapsulated magnet assembly and process for making |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014095788A1 (en) | 2014-06-26 |
| CA2895580A1 (en) | 2014-06-26 |
| NO2746606T3 (ru) | 2018-09-01 |
| CN105339689A (zh) | 2016-02-17 |
| BR112015014849B8 (pt) | 2022-10-18 |
| EP2746606B1 (en) | 2018-04-04 |
| KR20150102046A (ko) | 2015-09-04 |
| BR112015014849A2 (pt) | 2017-07-11 |
| AU2013363697B2 (en) | 2017-03-02 |
| CN105339689B (zh) | 2017-11-17 |
| JP2016509654A (ja) | 2016-03-31 |
| EP2746606A1 (en) | 2014-06-25 |
| AU2013363697A1 (en) | 2015-07-02 |
| US20160215817A1 (en) | 2016-07-28 |
| US10378582B2 (en) | 2019-08-13 |
| RU2015122785A (ru) | 2017-01-30 |
| BR112015014849B1 (pt) | 2021-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2654432C2 (ru) | Магнитный подшипник, ротационная установка, содержащая упомянутый подшипник, и способ изготовления такого подшипника | |
| JP2020128818A (ja) | ジャケット付き磁気軸受およびそのような軸受を備える回転機械 | |
| JP5037969B2 (ja) | ジャケット付き駆動磁気ベアリング | |
| CN103498870B (zh) | 包封的定子组合件及制造方法 | |
| KR20080082506A (ko) | 부식 환경에서 사용하기 위해 자기 베어링을 이용하는 로터및 스테이터 조립체 | |
| CN101271040A (zh) | 测试转子和定子组件的方法 | |
| KR20080082504A (ko) | 부식 환경에서 사용하기 위한 자기 베어링용 로터 샤프트조립체 | |
| CA2682563C (en) | A jacketed axial magnetic bearing | |
| EP2450585A2 (en) | Encapsulated magnet assembly and process for making | |
| JP2021013298A (ja) | 電気機械 | |
| CN104736800B (zh) | 磁性止推轴承、涡轮机和方法 | |
| JP6133036B2 (ja) | 熱処理なしに腐食環境での使用のためのジャケット付き電磁気機械ステーター |