RU2667530C2 - Вращающаяся установка по меньшей мере с одним активным магнитным подшипником и вспомогательными подшипниками качения - Google Patents

Abstract

Предлагается вращающаяся установка, содержащая вал, корпус, главный магнитный подшипник, соединенный с валом, вспомогательный радиальный подшипник качения и вспомогательный осевой подшипник качения, расположенные между валом и корпусом, первую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью вала и внутренним кольцом вспомогательного радиального подшипника качения. Между первой втулкой и внутренним кольцом вспомогательного радиального подшипника качения предусмотрен первый радиальный зазор. Также установка содержит вторую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью вала и внутренним кольцом вспомогательного осевого подшипника качения, при этом между второй втулкой и внутренним кольцом вспомогательного осевого подшипника качения предусмотрен второй радиальный зазор, причем второй радиальный зазор больше первого радиального зазора. Изобретение направлено на повышение надежности и снижение расходов на техническое обслуживание установки. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Раскрытые варианты выполнения относятся, в целом, к вращающимся установкам по меньшей мере с главным активным магнитным подшипником и вспомогательными подшипниками качения. В частности, данные варианты выполнения относятся к вращающимся турбомашинам, таким как компрессоры, детандеры, турбины, насосы и т.д. Турбомашины используют в двигателях, в турбинах, для выработки электроэнергии, в криогенных установках, в нефтегазовой и нефтехимической отраслях промышленности.

Одна турбомашина, часто используемая в промышленности, содержит центробежный компрессор, повышающий давление сжимаемого газа путем использования механической энергии за счет вращения центробежных рабочих колес, через которые проходит газ. Рабочие колеса прикреплены к валу компрессора. Вращающийся вал и связанные с ним рабочие колеса образуют роторный узел, поддерживаемый в статоре компрессора активными радиальными и осевыми магнитными подшипниками.

Активные магнитные подшипники приподнимают в воздух и поддерживают роторный узел в требуемом положении внутри статора за счет приложения электромагнитных сил к указанному узлу в осевом и радиальном направлениях. Для этой цели активные магнитные подшипники сдержат электромагниты, к которым подается электроэнергия. При таких магнитных подшипниках роторный узел удерживается при отсутствии механического контакта. Такое удержание требует подведения к электромагнитам достаточной электроэнергии.

Иногда при прерывании подачи электроэнергии может происходить сбой в работе или недостаточно нормальная работа активных магнитных подшипников. Сбой в работе также может возникать в случае приложения к роторному узлу чрезмерной нагрузки.

В этих случаях активные магнитные подшипники больше не обеспечивают центрирование роторного узла внутри статора. Соответственно, при этом возникает период «оседания», во время которого роторный узел стремится войти в контакт со статором и удерживается при механическом контакте.

Для устранения этого недостатка центробежный компрессор дополнительно содержит два однорядных радиально-упорных шарикоподшипника, установленных торец к торцу на валу компрессора в осевом направлении рядом с активными магнитными подшипниками. Каждый вспомогательный подшипник качения выполнен для восприятия как радиальной, так и осевой нагрузки при возникновении периода «оседания».

Однако при таких шарикоподшипниках количество периодов «оседания», которые могут продолжаться без каких-либо недопустимых изменений в размерах зазора этих подшипников, является ограниченным. Это приводит к снижению надежности вращающейся установки и к увеличению работ по техническому обслуживанию и ремонту. Помимо этого, для вращающейся установки с ограниченным удобством осмотра и обслуживания могут быть высокими расходы на такие работы по техническому обслуживанию и ремонту.

Одной целью данного изобретения является устранение этих недостатков.

Особой целью данного изобретения является создание вращающейся установки, содержащей вспомогательные подшипники качения с увеличенным сроком службы, чтобы допустить большее количество периодов оседания.

Другой целью данного изобретения является создание вращающейся установки с низкими расходами на работы по техническому обслуживанию и ремонту, обусловленные такими периодами оседания.

В иллюстративном варианте выполнения вращающаяся установка содержит вал, корпус, по меньшей мере один главный магнитный подшипник, соединенный с валом для поддержания указанного вала с возможностью его вращения внутри корпуса, по меньшей мере один вспомогательный радиальный подшипник качения и по меньшей мере один вспомогательный осевой подшипник качения, расположенные между валом и корпусом для восприятия, соответственно, только радиальных нагрузок и только осевых нагрузок, и первую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью указанного вала и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного радиального подшипника качения, причем между указанной первой втулкой и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного радиального подшипника качения предусмотрен первый радиальный зазор, и вторую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью указанного вала и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного осевого подшипника качения, при этом между указанной второй втулкой и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного осевого подшипника качения предусмотрен второй радиальный зазор, причем второй радиальный зазор больше первого радиального зазора.

Благодаря распределению между радиальными подшипниками качения и осевыми подшипниками качения восприятия радиальной и осевой нагрузок при состоянии оседания, несущая способность каждого подшипника значительно увеличивается. Каждый подшипник качения работает лишь в одном направлении, т.е. в радиальном или осевом направлении. Соответственно, количество периодов оседания, которые могут выдерживаться подшипниками качения, увеличивается.

Радиальный подшипник качения может быть расположен на расстоянии от осевого подшипника качения в осевом направлении.

В одном варианте выполнения вспомогательные подшипники качения расположены в осевом направлении рядом с главным магнитным подшипником.

В одном варианте выполнения вращающаяся установка содержит два радиальных подшипника качения, находящихся в контакте друг с другом в осевом направлении, и два осевых подшипника качения, находящих в контакте друг с другом в осевом направлении. Радиальные подшипники качения могут быть шарикоподшипниками с глубокими дорожками качения или шарикоподшипниками с четырехточечным контактом шариков. Осевые подшипники качения могут быть радиально-упорными шарикоподшипниками.

Преимущественно вращающаяся установка может дополнительно содержать по меньшей мере один предварительно напряженный и амортизирующий элемент, прикладывающий осевое усилие по меньшей мере к одному из радиального и осевого подшипников качения.

Срок службы каждого подшипника также увеличивается при использовании по меньшей мере одного предварительно напряженного амортизирующего элемента, который может уменьшать воздействия динамических осевых нагрузок при состоянии оседания.

В некоторых вариантах выполнения вращающаяся установка может содержать по меньшей мере один предварительно напряженный амортизирующий элемент, прикладывающий осевое усилие к каждому из радиального и осевого подшипников качения.

В одном варианте выполнения на корпусе может быть установлен первый предварительно напряженный амортизирующий элемент с плотным прилеганием в осевом направлении к наружному кольцу осевого подшипника качения. Второй предварительно напряженный амортизирующий элемент также может быть установлен между корпусом и наружным кольцом осевого подшипника качения в осевом направлении на стороне, противоположной первому предварительно напряженному элементу, причем указанные первый и второй амортизирующие элементы прикладывают два осевых противоположных усилия на указанный осевой подшипник качения.

В одном варианте выполнения на корпусе может быть установлен предварительно напряженный амортизирующий элемент с плотным прилеганием в осевом направлении к наружному кольцу радиального подшипника качения. Предварительно напряженные амортизирующие элементы могут содержать упругую плоскую пружину или коническую шайбу.

В одном варианте выполнения по меньшей мере один радиальный подшипник качения вращающейся установки может быть шарикоподшипником с четырехточечным контактом шариков

Другие используемые характеристики будут очевидны при прочтении нижеследующего описания конкретного варианта выполнения изобретения, приведенного в качестве неограничительного примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых

фиг. 1 представляет собой частичный осевой разрез вращающейся установки в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения,

фиг. 2 изображает часть показанного на фиг. 1 разреза в большем масштабе.

Нижеследующее подробное описание иллюстративного варианта выполнения приведено со ссылкой на сопроводительные чертежи. Одинаковыми ссылочными позициями на различных чертежах обозначены одинаковые или подобные элементы.

Фиг. 1 частично показывают иллюстративный вариант выполнения предложенной вращающейся установки 10. Установка 10 содержит корпус 12, вращающийся вал 14, проходящий вдоль оси 14а и выполненный с возможностью поддержания роторной части (не показана). Например, если вращающаяся установка является центробежным компрессором, то роторная часть содержит рабочие колеса. Вращающийся вал и связанная с ним роторная часть образуют роторный узел.

Установка 10 также содержит по меньшей мере один главный активный магнитный подшипник 16, присоединенный к валу 14 и поддерживающий указанный вал внутри корпуса 12, и вспомогательные подшипники 18-24 качения, связанные с магнитным подшипником 16 и радиально установленные между валом 14 и корпусом 12 для восприятия и передачи радиальных и осевых нагрузок между ними, когда работа магнитного подшипника 16 нарушена. Установка 10 дополнительно содержит кольцеобразные втулки 26, 28, расположенные в радиальном направлении между вспомогательными подшипниками 18-24 и валом 14. Подшипники 18-24 расположены в осевом направлении рядом с магнитным подшипником 16 на одной и той же стороне от указанного подшипника. Подшипники 18-24 прикреплены к корпусу 12 и радиально окружают вал 14. Подшипники 18, 20 расположены на расстоянии в осевом направлении от подшипников 22, 24.

Главный магнитный подшипник 16 может быть выполнен на одном конце корпуса 12. Магнитный подшипник 16 является подшипником осевого типа. Главный магнитный подшипник радиального типа (не показан) также может быть связан с осевым магнитным подшипником 16 для поддержания вала 14. Активный магнитный подшипник 16 содержит статорную арматуру 30, прикрепленную к корпусу 12, и роторную арматуру 32 в форме диска, прикрепленного к вращающемуся валу 14. Статорная арматура 30 содержит статорный магнитопровод 34, содержащий, как это общепринято, кольцеобразные обмотки 36 и ферромагнитный элемент 38, который может быть цельным или ламинированным в определенном месте. Статорная арматура 30 также содержит защитную кольцеобразную опору 40, в которой размещен магнитопровод 34. Опора 40 прикреплена к неподвижному опорному элементу 41, который в свою очередь прикреплен к корпусу 12. Статорный магнитопровод 34 размещен так, что в осевом направлении он обращен к роторной арматуре 32 без механического контакта с ней.

При нормальной работе, т.е. при нормальной работе магнитного подшипника (подшипников) и при отсутствии чрезмерных нагрузок на вал 14 указанный подшипник (подшипники) удерживает роторный узел с его центрированием в корпусе 12. Когда работа магнитного подшипника (подшипники) нарушена, то подшипники 18, 20 образуют радиальные подшипники качения, выполненные с возможностью ограничения радиальных перемещений вала 14 в корпусе 12 и восприятия радиальных нагрузок, а также передачи радиальных нагрузок только между ними. Подшипники 22, 24 образуют осевые подшипники качения, выполненные с возможностью восприятия только осевых нагрузок. Расположение подшипников 18, 20 и 22, 24 между валом 14 и корпусом 12 приспособлено для этой цели.

В раскрытом варианте выполнения подшипники 18, 20, являясь подшипниками качения с глубокими дорожками качения, находятся в осевом направлении в контакте друг с другом, а подшипники 22, 24 качения, являясь радиально-упорными подшипниками качения, также находятся в осевом направлении в контакте друг с другом. Радиальные подшипники 18, 20 расположены на валу 14 в осевом направлении рядом с активным магнитным подшипником 16, а осевые подшипники 22, 24 расположены на валу 14 на стороне, противоположной магнитному подшипнику относительно подшипников 18, 20. Поскольку подшипники 18, 20 соответственно, и подшипники 22 и 24 являются идентичными, то в дальнейшем приведено описание лишь одного из них, при этом следует понимать, что идентичные элементы другого подшипника качения имеют те же самые ссылочные позиции.

Как показано более ясно на фиг. 2, радиальный подшипник 18 имеет внутреннее кольцо 18а, наружное кольцо 18b и элементы 18с качения, которые в этом случае являются шариками, вставленными в радиальном направлении между указанными кольцами. Ось подшипника 18 коаксиальна с осью вала. Внутреннее кольцо 18а имеет цилиндрическое расточное отверстие, расположенное вокруг наружной цилиндрической поверхности втулки 26, наружную цилиндрическую поверхность, две противоположные радиальные поверхности, ограничивающие в осевом направлении расточное отверстие и наружную поверхность, и тороидальную круговую дорожку, выполненную на наружной поверхности для элементов 18с качения, причем указанная дорожка направлена радиально наружу. Наружное кольцо 18b имеет наружную цилиндрическую поверхность, расположенную в осевом расточном отверстии 42 корпуса, цилиндрическое расточное отверстие, две противоположные радиальные поверхности, ограничивающие в осевом направлении наружную поверхность и расточное отверстие, и тороидальную круговую дорожку, выполненную на расточном отверстии для элементов 18с качения, причем указанная дорожка направлена радиально внутрь.

Как упомянуто выше, два радиальных подшипника 18, 20 установлены в контакте друг с другом в осевом направлении. Радиальные поверхности внутреннего и наружного колец 18а, 18b подшипника 18, ориентированные в осевом направлении к другому подшипнику 20, плотно прилегают в осевом направлении к соответствующим радиальным поверхностям внутреннего и наружного колец 20а, 20b указанного подшипника. Противоположная радиальная поверхность каждого внутреннего кольца 18а, 20а не входит в осевой контакт со средством, закрепленным в осевом направлении на втулке 26 или на валу 14. Указанные радиальные поверхности внутренних колец 18а, 20а являются незакрытыми. Подшипник 18 слегка выступает внутрь относительно отверстия 42 корпуса. В осевом направлении на стороне, противоположной подшипнику 18, радиальная поверхность наружного кольца 20b плотно прилегает в осевом направлении к радиальному выступу 44 на расточном отверстии 42 корпуса и проходящему радиально внутрь.

Подшипники 18, 20 в радиальном направлении расположены вокруг втулки 26, установленной на наружной поверхности вала 14. Между расточным отверстием внутренних колец подшипников 18, 20 и наружной поверхностью втулки 26 выполнен первый радиальный зазор 45. Втулка 26 в осевом направлении одним концом плотно прилегает к радиальному заплечику, выполненному на валу, а противоположным осевым концом прилегает к другой втулке 28, связанной с подшипниками 22, 24 качения.

Осевой подшипник 22 содержит внутреннее кольцо 22а, наружное кольцо 22b и элементы 22 с качения, которые в этом случае являются шариками, вставленными в радиальном направлении между указанными кольцами. Ось подшипника 22 коаксиальна с осью вала. Внутреннее кольцо 22а идентично внутреннему кольцу 18а подшипника 18 и имеет цилиндрическое расточное отверстие, расположенное вокруг наружной цилиндрической поверхности втулки 28, наружную цилиндрическую поверхность, две противоположные радиальные поверхности и тороидальную круговую дорожку для элементов 22с качения. Наружное кольцо 22b имеет наружную цилиндрическую поверхность, расположенную радиально в контакте с расточным отверстием 42 корпуса, первое цилиндрическое расточное отверстие маленького диаметра, второе цилиндрическое расточное отверстие большого диаметра, и круговую дорожку для элементов 22с качения, присоединенную к указанным расточным отверстиям для возможности восприятия подшипником 22 осевых нагрузок только в одном направлении. Наружное кольцо 22b также имеет две противоположные радиальные поверхности, ограничивающие в осевом направлении наружную поверхность и расточные отверстия.

Как упомянуто выше, два осевых подшипника 22, 24 установлены в контакте друг с другом в осевом направлении. Подшипники 22, 24 расположены торец к торцу для восприятия осевых нагрузок, действующих в обоих направлениях. Радиальные поверхности внутреннего и наружного колец 22а, 22b подшипника 22, ориентированные в осевом направлении к другому подшипнику 24, плотно прилегают в осевом направлении к соответствующим радиальным поверхностям внутреннего и наружного колец 24а, 24b указанного подшипника. Противоположная радиальная поверхность внутреннего кольца 22а в осевом направлении обращена к радиальному кольцеобразному ребру 48, выполненному на осевом конце втулки 28. Между ребром 48 и внутренним кольцом 22а выполнен осевой зазор 49. Осевой конец втулки 28, содержащий ребро 44, в осевом направлении плотно прилегает к втулке 26. На валу 14 закреплено опорное кольцо 50, в осевом направлении обращенное к радиальной поверхности внутреннего кольца 24а, расположенного в осевом направлении на стороне, противоположной подшипнику 22, т.е. ориентировано в осевом направлении наружу. Между опорным кольцом 50 и внутренним кольцом 24а имеется осевой зазор 51. Опорное кольцо 50 прилегает к втулке 28 в осевом направлении на стороне, противоположной ребру 48. Удерживающее кольцо 52 закреплено на корпусе 12 и радиально окружает кольцо 50. Кольцо 52 в осевом направлении обращено к радиальной поверхности наружного кольца 24b, ориентированного в осевом направлении наружу. Радиальная поверхность наружного кольца 22b, ориентированного в осевом направлении внутрь, обращена к выступу 44. Наружные кольца подшипников 22, 24 в осевом направлении поддерживаются в требуемом положении в расточном отверстии 42 корпуса посредством упорного или удерживающего средства, выполненного на указанном корпусе или закрепленного на нем, т.е. выступа 44 и кольца 52. Подшипник 24 слегка выступает наружу относительно расточного отверстия 42.

Между внутренними кольцами 22, 24 и наружной поверхностью втулки 28 имеется второй радиальный зазор 54, который меньше максимального радиального зазора, предусмотренного для вала 14 внутри корпуса 12, и больше первого радиального зазора 45, предусмотренного между подшипниками 18, 20 и втулкой 26.

Установка 10 дополнительно содержит упругие пружины 56, 58 и 60, предназначенные для предварительного осевого нагружения подшипников 18, 20 и 22, 24. Пружина 56 закреплена на корпусе 12 и действует на радиальную поверхность наружного кольца 18b радиального подшипника качения, ориентированную в осевом направлении внутрь, т.е. расположенную в осевом направлении на стороне, противоположной другому радиальному подшипнику 20. Пружина 56 прикладывает постоянное осевое усилие к указанному подшипнику 18. Пружина 56 также стремится через подшипник 18 прижимать в осевом направлении другой подшипник 20 к выступу 44 корпуса с обеспечением предварительного нагружения подшипника. Следовательно, нагрузка, приложенная пружиной 56, создает предварительное осевое напряжение обоих подшипников 18, 20 напротив выступа 44 корпуса.

Подобным образом, пружина 58 закреплена на корпусе 12 и действует на радиальную поверхность наружного кольца 24b осевого подшипника качения, ориентированную в осевом направлении наружу, т.е. расположенную в осевом направлении на стороне, противоположной другому осевому подшипнику 22. Пружина 58 одной стороной находится в контакте с подшипником 24, а другой стороной в контакте с удерживающим кольцом 52 в осевом направлении. Пружина 58 прикладывает постоянное осевое усилие к подшипнику 24. Пружина 58 также стремится через подшипник 24 прижимать в осевом направлении другой подшипник 22 к выступу 44 корпуса с обеспечением предварительного нагружения подшипника. Следовательно, нагрузка, приложенная пружиной 58, создает в осевом направлении предварительное напряжение обоих подшипников 22, 24 в направлении выступа 44 корпуса. В раскрытом варианте выполнения каждая из осевых упругих пружин 56, 58 содержит две совмещенные металлические упругие пластинчатые пружины.

Упругая пружина 60 расположена в осевом направлении между выступом 44 корпуса и радиальной поверхностью наружного кольца 22b осевого подшипника качения. Пружина 60 одной стороной находится в контакте с подшипником 22, а другой стороной в контакте с выступом 44 в осевом направлении. Пружина 60 прикладывает постоянное осевое усилие к подшипнику 22 вдоль направления, противоположного осевому усилию, прикладываемому пружиной 58. Обе пружины 58, 60 предварительно нагружают два подшипника 22, 24. В этом случае радиальный размер упругой пружины 60 по существу равен радиальному размеру наружного кольца 22b и выступа 44. В раскрытом варианте выполнения осевая упругая пружина 60 является металлической пружинной шайбой, например, по типу тарельчатой пружины.

Вращающаяся установка дополнительно содержит кольцеобразную амортизирующую втулку 62, установленную на наружной поверхности наружных колец 18b, 20b и входящую радиально в контакт с отверстием 42 корпуса. Втулка 62 может быть выполнена из упругого материала.

При нормальной эксплуатации активный магнитный подшипник (подшипники) удерживает (удерживают) вал 14 в корпусе 12 в отцентрованном состоянии без наличия контакта между внутренними кольцами подшипников 18-24 и втулками 26, 28, установленными на указанном валу. Пружины 56, 58 и 60, предварительно нагружающие в осевом направлении подшипники 18, 20 и 22, 24, препятствуют неожиданному вращению указанных подшипников.

В случае периода оседания вал 14 может перемещаться как в осевом, так и в радиальном направлении внутри корпуса 12. Вал 14 может перемещаться в осевом направлении за счет осевых зазоров 49, 51, выполненных между подшипниками 22 и 24 качения, втулкой 28 и опорным кольцом 50. Вал 14 может перемещаться радиально за счет радиального зазора 45, выполненного между втулкой 26 и внутренними кольцами подшипников 18, 20 качения до тех пор, пока он не войдет в радиальный контакт с указанными кольцами. Это приводит к вращению внутренних колец 18а, 20а подшипников. После такого радиального контакта между валом 14 и подшипниками 18 и 20 качения все еще имеется радиальный зазор 54 между втулкой 28, установленной на валу, и подшипниками 22, 24. Во время периода оседания существует радиальный зазор 54. Соответственно, радиальные динамические нагрузки при оседании воспринимают только радиальные подшипники 18, 20 качения.

В случае перемещения вала 14 в осевом направлении во время периода оседания осевые динамические нагрузки при оседании воспринимают только осевые подшипники 22, 24. Осевые динамические нагрузки передаются к подшипникам 22, 24 за счет контакта в осевом направлении между ребром 48 и внутренним кольцом 22а, или за счет контакта в осевом направлении между опорным кольцом 50 и внутренним кольцом 24а в соответствии с направлением действия нагрузок, а затем к удерживающему кольцу 52 или выступу 44.

В случае периода оседания подшипники 18, 20 образуют радиально действующие механические подшипники, выполненные с возможностью ограничения радиальных перемещений вала 14 внутри корпуса 12 и восприятия лишь радиальных нагрузок. Подшипники 22, 24 образуют механические подшипники, действующие в осевом направлении и выполненные с возможностью восприятия лишь осевых нагрузок. Другими словами, пружины 56, 58 и 60 способны амортизировать осевые нагрузки, обусловленные оседанием. Указанные пружины выполняют двойную функцию, а именно, обеспечивают осевое предварительное нагружение подшипников 18-24 и, дополнительно, ослабляют осевые нагрузки при состоянии оседания. Когда возникает период оседания, то вал 14 переходит из состояния его удержания при отсутствии контакта в состояние удержания посредством механических контактов с подшипниками 18-24 качения.

Благодаря распределению между радиальными подшипниками 18, 20 и осевыми подшипниками 22, 24 восприятия радиальной и осевой нагрузок при состоянии оседания, несущая способность каждого подшипника значительно увеличивается. Осевые и радиальные нагрузки при состоянии оседания воспринимают два типа подшипников качения, отделенные друг от друга. Каждый подшипник качения работает только в радиальном или только в осевом направлении. Соответственно, количество периодов оседания, которые могут выдерживать вспомогательные подшипники 18-24, увеличивается. Другими словами, при использовании осевых упругих амортизаторов, уменьшающих воздействия динамических осевых нагрузок, эксплуатационный срок службы каждого подшипника также увеличивается.

В раскрытом варианте выполнения осевые подшипники 22, 24 качения являются радиально-упорными шарикоподшипниками. Как вариант, осевые подшипники качения могут быть, например, шарикоподшипниками с глубокими дорожками качения, шарикоподшипниками с четырехточечным контактом шариков, подшипниками с коническими роликами, сферическими роликовыми подшипниками и т.д. В раскрытом варианте выполнения осевые подшипники 22, 24 качения работают только в осевом направлении, так как между втулкой 28, поддерживаемой валом 14, и внутренними кольцами указанных подшипников имеется радиальный зазор 54, даже при возникновении периода оседания. Таким образом, расположение подшипников 22, 24 качения между валом 14 и корпусом 12 обеспечивает восприятие только осевых нагрузок. Как вариант, также имеется возможность использовать подшипник качения с конструкцией, воспринимающей только осевую нагрузку, например, упорные шарикоподшипники, или упорные подшипники с коническими роликами, или упорные сферические роликовые подшипники, или упорные игольчатые роликовые подшипники. В этом случае радиальный зазор, предусматриваемый между этими упорным подшипниками и валом, может быть равен зазору между радиальными подшипниками качения и указанным валом. Соответственно, во время периода оседания как осевые, так и радиальные подшипники качения находятся в радиальном контакте с валом.

В раскрытом варианте выполнения подшипники 18, 20 являются шарикоподшипниками с глубокими дорожками качения. Как вариант, радиальные подшипники качения могут быть, например, радиально-упорными шарикоподшипниками или шарикоподшипниками с четырехточечным контактом шариков. В раскрытом варианте выполнения расположение подшипников 18, 20 между валом 14 и корпусом 12 выполнено с возможностью восприятия только радиальных нагрузок. Как вариант, также имеется возможность предусмотреть подшипник качения с конструкцией, которая может воспринимать только радиальные нагрузки, например, цилиндрические или тороидальные роликовые подшипники или игольчатые роликовые подшипники.

Приведенное выше описание выполнено со ссылкой на вращающуюся установку, содержащую два осевых и два радиальных подшипника качения, каждый из которых содержит один ряд из элементов качения. Однако оно подобным образом может быть применено к вращающейся установке, содержащей один осевой подшипник качения и один радиальный подшипник качения, каждый из которых содержит один ряд элементов качения или по меньшей мере два ряда элементов качения.

Claims (18)

1. Вращающаяся установка, содержащая

вал,

корпус,

по меньшей мере один главный магнитный подшипник, соединенный с валом для поддержания указанного вала с возможностью его вращения внутри корпуса,

по меньшей мере один вспомогательный радиальный подшипник качения и по меньшей мере один вспомогательный осевой подшипник качения, расположенные между валом и корпусом для восприятия, соответственно, только радиальных нагрузок и только осевых нагрузок, и

первую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью указанного вала и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного радиального подшипника качения, причем между указанной первой втулкой и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного радиального подшипника качения предусмотрен первый радиальный зазор, и вторую втулку, установленную на валу и расположенную между наружной поверхностью указанного вала и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного осевого подшипника качения, при этом между указанной второй втулкой и внутренним кольцом указанного по меньшей мере одного вспомогательного осевого подшипника качения предусмотрен второй радиальный зазор,

причем второй радиальный зазор больше первого радиального зазора.

2. Вращающаяся установка по п. 1, в которой радиальный подшипник качения расположен на расстоянии от осевого подшипника качения в осевом направлении.

3. Вращающаяся установка по п. 1, в которой вспомогательные подшипники качения расположены в осевом направлении рядом с главным магнитным подшипником.

4. Вращающаяся установка по п. 1, содержащая два радиальных подшипника качения, находящихся в контакте друг с другом в осевом направлении, и два осевых подшипника качения, находящихся в контакте друг с другом в осевом направлении.

5. Вращающаяся установка по п. 1, в которой каждый из указанных радиальных подшипников качения является шарикоподшипником с глубокими дорожками качения или шарикоподшипником с четырехточечным контактом шариков.

6. Вращающаяся установка по п. 1, в которой каждый из указанных осевых подшипников качения является радиально-упорным шарикоподшипником.

7. Вращающаяся установка по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере один предварительно напряженный амортизирующий элемент, прикладывающий осевое усилие по меньшей мере к одному из радиального и осевого подшипников качения.

8. Вращающаяся установка по п. 7, содержащая по меньшей мере один предварительно напряженный амортизирующий элемент, прикладывающий осевое усилие к каждому из радиального и осевого подшипников качения.

9. Вращающаяся установка по п. 7, в которой на корпусе установлен первый предварительно напряженный амортизирующий элемент с плотным прилеганием в осевом направлении к наружному кольцу осевого подшипника качения.

10. Вращающаяся установка по п. 9, в которой между корпусом и наружным кольцом осевого подшипника качения в осевом направлении на стороне, противоположной первому предварительно напряженному элементу, установлен второй предварительно напряженный амортизирующий элемент, причем указанные первый и второй предварительно напряженные амортизирующие элементы прикладывают два противоположных осевых усилия к указанному осевому подшипнику качения.

11. Вращающаяся установка по п. 7, в которой на корпусе установлен предварительно напряженный амортизирующий элемент с плотным прилеганием в осевом направлении к наружному кольцу радиального подшипника качения.

12. Вращающаяся установка по п. 1, в которой указанный по меньшей мере один радиальный подшипник качения является шарикоподшипником с четырехточечным контактом шариков.

Images