本发明专利技术涉及一种轴承设备（１００），所述轴承设备包括一用于支承一轴（１０１）的磁轴承（２１０）与一阻尼装置（２００）。所述阻尼装置（２００）包括一圆盘形第一阻尼部件（２０１）与一轭形第二阻尼部件（２０２），所述第一阻尼部件为所述轴（１０１）的组成部分，所述第二阻尼部件包括多个磁导侧面部件（２１１）和多个磁场发生构件（２１２）。所述侧面部件（２１１）在彼此间形成一环形圆柱形间隙的情况下在相对于所述轴线（Ａ）的轴向上彼此间隔一定距离布置。所述第一阻尼部件（２０１）沿相对于所述轴线（Ａ）的径向伸入所述间隙内。所述第二阻尼部件（２０２）完全包围所述圆盘形第一阻尼部件（２０１）。所述第二阻尼部件（２０２）的磁导侧面部件（２１１）在其朝向所述第一阻尼部件（２０１）的面上具有多个相对于所述轴线（Ａ）旋转对称的齿状突出部（２１３），以便在所述环形圆柱形间隙内产生一在相对于所述轴线（Ａ）的径向上分布不均匀的磁场。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轴承设备，所述轴承设备包括一可以磁方式相对于一定子绕一轴线旋转的轴。这种轴承设备公开自(例如)DE 10 2005 028 209A1。
技术介绍
磁轴承设备用于对可动部件进行非接触式无磨损支承。磁轴承设备无需 使用润滑剂，可采用低摩擦式结构设计。此类磁轴承设备例如应用于涡轮分 子泵、超速离心机、机床的高速主轴和包括旋转阳极的X射线管。此外，磁 轴承还应用于涡轮机和压縮机，特别是还应用于电动机和发电机。磁轴承设备可为一旋转轴提供相对于一定子的径向支承和/或轴向支承。 用于对轴进行磁支承所需的磁场发生构件可由电磁体的绕组或永磁体提供。 这些磁场发生构件既可以是一磁轴承设备的旋转部分的部件，也可以是这种 设备的定子部件。主动磁轴承设备在现有技术中是众所周知的。在主动轴承设备中，用于 为轴提供轴向和/或径向磁支承所需的磁力由 一调节装置控制。这种主动磁轴 承例如公开自DE38 44 563A1。此外，现有技术中还存在其他类型的已知磁 轴承设备，这种磁轴承设备在一相对于磁支承轴的旋转轴的径向上固有稳 定。此类被动磁轴承可由多个沿该旋转轴的方向前后依次布置在一轴上的转 子盘元件构成，这些转子盘元件在彼此间形成一间隙的情况下彼此间隔一定 距离布置。在这种轴承中，这些转子盘元件之间的间隙内可嵌入与该轴相连 的定子盘元件。这些转子盘元件和定子盘元件可在其彼此相向的面上配备一 齿状结构，以便使该轴承具有径向固有稳定性。这种轴承例如公开自DE102005 028 209 Al。现有技术中已知的其他被动磁轴承是超导磁轴承。在一超导磁轴承中， 两个轴承部件中的其中一个由永磁元件构成，另一轴承部件则包括一超导 体。这些永磁元件在发生位置变化的情况下在该超导体所在的位置上引起磁 场变化。这种变化的磁场在超导体中感生屏蔽电流。该屏蔽电流所产生的合 力既可为引力，也可为斥力。但这些合力的定向总是可以避免偏离标定位置。 通过这种方式可取得固有稳定的支承效果，这样就无需使用复杂而易受干扰 的调节装置。这种超导磁轴承例如公开自DE 101 24 193 Al。无论是传统磁轴承还是超导磁轴承，均因结构关系相对于定子而言对轴 承轴具有轻微的阻尼作用。特别是采用临界电流密度较高的超导材料的高品 质超导磁轴承，其所具有的阻尼作用极其轻微，几乎可忽略不计。磁轴承设备可用于支承电动机轴或发电机轴，或用于支承其他类型的高 速电机。这种轴承与应用领域相关的高转速往往处于一个所谓的"超临界" 范围内。超临界范围在此指的是一轴承高于该轴承的谐振频率的转速范围。 在轴承轴静止的情况下，随着这种磁轴承的转速的升高，必然会通过该轴承 的一或多个谐振频率。轴承轴通常会在谐振频率范围内发生振动，现有技术 所采取的措施是借助机械式安全轴承来抑制这种振动。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轴承设备，这种轴承设备相对于现有技术中的 已知解决方案而言在磁支承轴的阻尼方面有所改善。这个目的通过并列权利要求1和7所述的特征而达成。其中，本专利技术的出发点是利用由一可变磁场在一导电材料内引起的涡流 损耗来对一磁轴承的轴施加阻尼作用。本专利技术的另一出发点是产生一磁场，该磁场相对于一磁轴承的轴的旋转 轴旋转对称，且在一相对于该轴的旋转轴的径向上分布不均匀。此外还需设 置一受该磁场作用的导电性能良好的组件。这个组件和上述磁场还应进行相7对旋转。当该组件绕一固定的旋转轴旋转时，该组件中不产生涡电流。但当 该组件偏离这一规定旋转轴时，由于对该组件产生作用的磁场在径向上分布 不均匀，该组件中会产生涡电流。这部分涡电流会使所述组件受到抑制性的 力作用，这种力作用指向一个垂直于所述组件的旋转轴的方向。在此情况下，如果将一受如上文所述的不均匀磁场作用的导电性能良好 的组件选择性地与一磁轴承的旋转部件或静止部件相连，再将一相应可产生 不均匀磁场的其他组件选择性地与一磁轴承的旋转部件或静止部件相连，就 可产生一非接触式阻尼装置。本专利技术提供一种轴承设备，所述轴承设备包括一可以磁方式相对于定子 绕轴线旋转的轴与一阻尼装置，其中，所述阻尼装置包括至少一个垂直于所 述轴线布置的圆盘形第一阻尼部件和至少一个作为第二阻尼部件的轭形元 件，所述圆盘形第一阻尼部件为所述轴的组成部分，所述轭形元件为所述定 子的组成部分。所述轭形元件包括磁场发生构件和两个磁导侧面部件，所述 侧面部件在彼此间形成一环形圆柱形间隙的情况下在相对于所述轴线的轴 向上彼此间隔一定距离布置。第一阻尼部件沿相对于所述轴线的径向伸入侧 面部件之间的环形圆柱形间隙内。第二阻尼部件沿周向完全包围圆盘形第一 阻尼部件。第二阻尼部件的侧面部件在其朝向第一阻尼部件的面上具有多个 齿状突出部，以便在环形圆柱形间隙内产生一在相对于所述轴线的径向上分 布不均匀的磁场。本专利技术此外还提供一种轴承设备，所述轴承设备包括一可以磁方式相对 于定子绕轴线旋转的轴与一阻尼装置，其中，所述阻尼装置包括至少一个垂 直于所述轴线布置的穿孔圆盘形第一阻尼部件和至少一个作为第二阻尼部 件的轭形元件，所述穿孔圆盘形第一阻尼部件为所述定子的组成部分，所述 轭形元件与所述轴机械相连。所述第二阻尼部件具有磁场发生构件和两 磁 导侧面部件，所述侧面部件在彼此间形成一环形圆柱形间隙的情况下在一相 对于所述轴线的轴向上彼此间隔一定距离布置。第一阻尼部件沿相对于所述轴线的径向伸入环形圆柱形间隙内，并沿周向完全包围轭形元件形式的第二 阻尼部件。第二阻尼部件的侧面部件在其朝向第一阻尼部件的面上具有多个 齿状突出部，以便在环形圆柱形间隙内产生一在相对于所述轴线的径向上分 布不均匀的磁场。本专利技术的轴承设备的优点主要在于， 一配备本专利技术的阻尼装置的轴承设 备可以非接触方式对一磁支承轴施加阻尼作用。其效果在于，当一磁支承轴 受到这种阻尼作用时，无需再使用与该轴机械相连的其他组件。根据本专利技术， 借此可提供一种包括一低维护耐磨阻尼装置的低维护耐磨轴承设备。上述轴承设备的有利设计方案可从权利要求1的从属权利要求2至6、 权利要求7的从属权利要求8和9以及从属权利要求10至19中获得。其中， 可将权利要求1或权利要求7所述的实施方式与这两个权利要求的其中一个 或优选多个从属权利要求的特征结合起来。据此，本专利技术的轴承设备还可具 有下列特征一所述磁场发生构件可由一电磁体的绕组构成。电磁体绕组形式的磁场 发生构件具有易于制造、低维护和可靠等特性。—所述磁轴承可具有一用于对所述电磁体的激励电流进行控制的调节 装置。通过对该激励电流进行调节，可为所述阻尼装置设定一阻尼常数。通 过对阻尼装置的阻尼常数进行调节，可根据相应的预期要求在阻尼特性方面 对所述磁轴承进行调节。借此可有利地使所述磁轴承的应用范围得到扩展。—可根据所述轴承设备的转速对所述阻尼常数进行调节。通过对阻尼常 数进行与转速相关的调节，可将所述磁轴承应用在要求不同阻尼常数的应用 领域。一所述阻尼常数还可在所述轴承设备达到一或多个处于所述轴承设备 的一或多个谐振频率范围的特定转速时达到一用于抑制所述轴承设备发生 谐振的预定值。通过将阻尼常数调节至一预定值，可有利地抑制谐振的发生。—所述磁场发生构件可在所述两个侧面部件之间布置在所述第二阻尼部件的径向外缘区本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轴承设备（１００），所述轴承设备包括一轴（１０１），所述轴（１０１）可以磁方式相对于一定子（３０１）绕一轴线（Ａ）旋转，所述轴承设备还包括一阻尼装置（２００），其中，所述阻尼装置（２００）包括： ａ）至少一个垂直于所述轴线（Ａ）布置的圆盘形第一阻尼部件（２０１），所述圆盘形第一阻尼部件为所述轴（１０１）的组成部分，以及 ｂ）至少一个作为第二阻尼部件（２０２）的轭形元件，所述轭形元件为所述定子（３０１）的组成部分，且包括： 磁场发生构件（２１２，３０５），以及 两个磁导侧面部件（２１１），所述侧面部件在彼此间形成一环形圆柱形间隙的情况下在相对于所述轴线（Ａ）的轴向上彼此间隔一定距离布置， 其中， 所述第一阻尼部件（２０１）沿相对于所述轴线（Ａ）的径向伸入所述环形圆柱形间隙内， 所述第二阻尼部件（２０２）沿周向完全包围所述圆盘形第一阻尼部件（２０１），以及 所述第二阻尼部件（２０２）的侧面部件（２１１）在其朝向所述第一圆盘形阻尼部件（２０１）的面上，具有多个相对于所述轴线（Ａ）旋转对称的齿状突出部（２１３），以便在所述环形圆柱形间隙内产生一在相对于所述轴线（Ａ）的径向上分布不均匀的磁场。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮特克鲁默斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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