[發明專利]集成式軸頸軸承

有效

• 申請號: 201780043844.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN109477511B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 艾利·厄爾－舍費
• 申請（專利權）人: 艾利·厄爾－舍費
• 主分類號: F16C17/02
• 分類號: F16C17/02;F16C17/24;F16C32/04;F16C33/10;H02K7/08;B21K1/76
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

一種集成式軸頸軸承(IJB)，包括：在軸向方向上延伸的軸；殼體，該軸在該軸向方向上延伸穿過該殼體，該殼體在徑向方向上圍繞該軸；主動磁力軸承(AMB)，該主動磁力軸承安排在該殼體內并且在該徑向方向上圍繞該軸；以及安排在該殼體內并且在該徑向方向上圍繞該軸的至少一個第一流體膜軸頸軸承(JB)。該第一JB與該AMB軸向地相鄰，使得第一JB和該AMB不共享共同的徑向間隙，而該第一流體膜軸頸軸承與該主動磁力軸承共同地被油浸沒。與該AMB信號連通的控制器可以各種不同地被配置用于向該主動磁力軸承供應電流以便通過控制由該主動磁力軸承產生的磁力來操作該AMB。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年5月17日提交的美國臨時專利申請號62/337,555的優先權的權益，該申請的全部內容通過援引以其全文并入本文。

技術領域

本發明涉及軸頸軸承，更具體地涉及集成了流體膜和磁性負荷承載元件二者的軸頸軸承。

背景技術

流體膜軸承(FFB)和主動磁力軸承(AMB)在市場上是具有競爭性的裝置。FFB，特別是軸頸軸承(JB)，由于其較大的負荷承載能力和其將被動阻尼引入轉子系統的能力，因此是優異的負荷承載元件。但是，JB在高速下表現出被稱為油膜振蕩的不穩定振動，該不穩定振動在轉子速度到達第一臨界速度的大約兩倍時被激發。這種不穩定性限制了增加轉子旋轉速度的可能性。

另一方面，AMB在高速下提供非接觸轉子支撐并且沒有振蕩不穩定性。主動磁力軸承的附加特征是其作為控制元件的能力。AMB可以提供可變的且可控的剛度和阻尼，并且附加地可以提供非平衡控制和許多其他控制特征。但是，AMB具有某些缺點。

特別是可靠性問題一直是AMB設計者關注的問題。實際上，AMB總是設計有被稱為“備用軸承”的多余的軸承系統，使得萬一AMB發生故障，則由備用軸承來承載轉子。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種

本發明提供一種智能高性能集成式軸承，該集成式軸承將流體膜軸承(FFB)和電磁致動器(EMA)結合在一個集成式裝置中。在所有情況下，流體膜軸承應承載負荷，而電磁致動器可以用作純控制器或用作控制器和負荷承載元件二者。在后一種情況下，電磁致動器可以被認為是主動磁力軸承(AMB)。

將AMB和JB集成于本文中稱為集成式軸頸軸承(IJB)的一個裝置中具有明顯優勢。IJB具有JB和AMB的所有優勢，并且避免了AMB和JB的所有缺點。IJB由于其較大的負荷承載能力及其將被動阻尼引入轉子系統的能力而因此是出色的負荷承載元件。此外，集成式軸頸軸承沒有振蕩不穩定性，并且具有作為控制器的能力。IJB可以提供可變的且可控的剛度和阻尼，并且此外可以提供非平衡控制和許多其他控制特征。最重要的是，由于在所有情況下轉子都承載在JB上，因此不需要備用軸承。

因而，本發明的總體目的是提供一種用于使機器旋轉的改進的軸承。

本發明的進一步目的是提供一種與電磁致動器集成在一起的被限制在一個空間中的流體膜軸承。

本發明的另一個目的是提供一種與電磁致動器集成在一起的被限制在一個填充有油的空間中的流體膜軸承。

本發明的又一個目的是提供一種在該集成式軸承內的用作主動磁力軸承的電磁致動器。

本發明的又一個目的是提供一種在該集成式軸承內的可以承載或可以不承載負荷的主動磁力軸承。

本發明的特定目的是提供一種優異的負荷承載元件。

本發明的附加目的是提供一種具有優異的負荷承載能力的負荷承載元件。

本發明的另一個目的是提供一種可以將被動阻尼引入轉子系統的負荷承載元件。