用于平衡真空泵转子或真空泵旋转单元转子的方法_4

文档序号:8919364阅读:来源:国知局
,对其运行安全性产生不利影响和/或降低泵10的最大允许转速。与不平衡相关的是主惯性轴线(参照图8和9中的主惯性轴线),它在转子16不平衡的情况下与旋转轴30产生偏差。
[0129]依据本发明方法的一种优选的实施例,特别是测量磁性轴承14的平面E3上转子6的不平衡。随后根据所测量的不平衡情况移动并调节旋转轴30的位置,以减少或优选至少尽可能消除不平衡。为此将旋转轴30移至转子16剩余不平衡量最小的最佳位置。因此通过移动并调节转子的位置或通过将旋转轴移至最佳位置实现转子不平衡的最小化。此外在最佳位置上,旋转轴30在磁性轴承平面E3上可以尽可能地与转子16的主惯性轴线80重入口 ο
[0130]旋转轴30位置的移动并调节在此方面可以如下进行。图3中示出定子磁环48和转子磁环52的多个区域74,通过利用激光器的照射将这些区域加热使得这些区域的温度达到磁环48、52的材料被消磁的温度,进而由这些区域74产生的永磁通量或剩磁减少且永磁轴承44通过磁场产生的支承力在相应的局部区域内被削弱。区域74具有一种结构,借助这种结构进行的加热过程从一定的变化程度起,可以通过肉眼从磁环48、52看出来。此夕卜,磁铁的事后磁化变化也可以通过在近场内的磁场测量得到证明。
[0131]此外,图3通过磁环48、52的虚线区域表示,通过例如像切削材料之类的去除方法的机加工步骤可以从磁环48、52上去除材料,以便按照这种方式削弱相应区域内由磁性轴承44产生的支承力。材料的去除在此方面例如可以仅在每个环48、52的部分角区进行,例如通过45°到90°之间的角区进行。去除的区域在轴向上观察例如可以具有镰刀形状。这种机加工和材料去除可以清楚地在磁环48、52的表面上产生相应的加工轨迹,例如以相应的磨削、钻孔、铣削或车削轨迹的形式看到。区域76在图3中出于观察的原因过于粗略示出。
[0132]区域74和76分别设置在转子侧的轴承部分50和定子侧的轴承部分46与间隙54相邻且彼此相对的表面上,也就是设置在转子侧的轴承部分50或转子环52的径向内表面上及定子侧轴承部分46或定子环48的径向外表面上。
[0133]此外,转子侧的轴承部分50具有图3中斜线所示的区域77,在这些区域内,转子侧轴承部分50的永磁特性可以以前面参照区域74、76介绍的方式通过去除材料或消磁加以改变。区域77设置在转子侧轴承部分50的径向外表面上并因此设置在远离定子侧轴承部分46的表面上,而且区域77内的变化改变磁性轴承44的散射场和特别是避免真空泵10运行时的干扰交变场或减少该交变场。区域77内的变化也可以以相应的特征表明,类似于区域74、76影响平面E3上旋转轴30的支点。
[0134]通过前面所介绍的在区域74、76、77内进行的热处理和/或机加工,可以局部有针对性地且灵活地调整由磁性轴承44产生的支承力和/或产生的散射场,使旋转轴30特别是在磁性轴承44的平面E3上从其本来的位置中移开,且与此同时在平面E3的区域内尽可能与主惯性轴线(参见图8和9中移动并调节的旋转轴30’的位置)重合或尽可能接近主惯性轴线,直至使得整个转子的剩余不平衡最小。
[0135]因为移动并调节后剩余的不平衡达到了最小,所以转子16至少在平面E3上可以基本上无不平衡地旋转。转子16因此在平面E3上可以得到实际上的平衡。
[0136]图4的轴向截面图用于说明平衡平面E1、E2和E3的位置,在这些互相有距离的平面上,转子16得到平衡。根据特征,该方法也可以用于两个以上的平衡平面上。平衡平面E3处于磁环柱46、50的区域内并垂直于图4中与旋转轴30重合的泵的图轴线。
[0137]平衡平面E2平行于平衡平面E3并几乎处于永磁轴承44与球轴承42之间的中间。平衡平面E2 —般情况下被选择,以使转子16的旋转点S (参见图8)处于平衡平面E2上或至少处于平衡平面E2的附近。平衡平面El平行于平衡平面E2且E3处于球轴承42或驱动单元40的区域内。
[0138]正如前面已经提到的那样,根据所测量的不平衡情况移动并调节旋转轴30的位置转子16达到平衡。在此方面,不平衡得到减少和优选由此实现最小化,即将旋转轴移至转子的剩余不平衡最小化的最佳位置。
[0139]在此方面,在移动并调节不平衡之前,借助平衡算法和最好在根据所测量的不平衡情况下计算旋转轴的最佳位置。
[0140]在其最佳位置上,旋转轴30至少在平面E3上与主惯性轴线80至少接近重合。图5 - 7的径向截面图以及图8和9的轴向截面图用于详细说明。在此方面,图5 - 7示出在平面E3上永磁轴承44的一个径向截面,其中,示出所属的定子环和转子环32、38。
[0141]图8和9相反示出轴向截面,其中,旋转轴在平衡之前采用附图符号30标注,在其移动并调节之后,也就是平衡之后采用附图符号30’标注。主惯性轴线80同样在图8和9中示出。出于简化的原因,在图8和9中,旋转轴30在平衡之前分布在轴向上,也就是说,在图8和9中出于简化图示的原因,旋转轴30与泵10的图轴线重合,即使它如前面详细介绍的那样,由于磁性轴承力正常情况下略微不对称的分布而与其略有倾斜。
[0142]图5 - 7中所示的坐标系固定于具有泵10和定子环32的实验室系统。转子16的旋转轴30与平面E3法旋转点下面标注旋转点R。被移动并调节旋转轴30’的旋转点相反地,标注为旋转点R’。平面E3与相当于泵10的几何中轴线的图轴线的交点标注为图轴线点F,主惯性轴线80与平面E3的交点标注为主惯性轴线点H。
[0143]正如图5、8和9所示,在转子16不平衡的状态下,主惯性轴线80与转子的旋转轴30出现偏差,从而旋转点R和主惯性轴线点H不重合。此外,主要是由于正常情况下永磁轴承44内无缺陷的对称磁场分布,旋转轴30与图轴线出现偏差,从而图轴线点F和旋转点R彼此相间隔,如图5所示。
[0144]为平衡转子16,测量其在磁性轴承平面E3上的不平衡并确定主惯性轴线80的位置或确定至少主惯性轴线点H的位置,特别是借助所测量的不平衡来实现。平面E3上主惯性轴线点H的位置因此已知。此外,旋转轴30的位置或至少旋转点R的位置在平衡之前确定。旋转点R的位置同样已知(参见图5)。
[0145]然后依据本发明方法的一种方案,按照量和方向确定旋转点R的位置与主惯性轴线点H的偏差Λ P,正如图6中以从R到H的箭头形式所示。
[0146]偏差△ P可以被作为旋转点R所需移动的程度来考虑,以便使其与主惯性轴线点H重合(参见图6和7)。由此使旋转轴30’与主惯性轴线80至少在磁性轴承平面Ε3的区域内重合并使存在的不平衡由此至少接近最小化。实践中的情况表明,偏差△ P正常情况下为几毫米,也就是说,轴30’、轴线80与本来旋转轴的偏差过大,如图示所说明的。
[0147]通过前面介绍的将旋转轴30、30’与主惯性轴线80在平面E3上平衡以使转子16平衡的方法,但转子16并非沿其整个轴向长度平衡。确切地说,正常情况下至少还需要在平面E2上平衡,该平面通过处于主惯性轴线80上的重心S或至少通过重心S的附近。在此方面,可以测量转子16特别是在平面E2上的不平衡并通过从转子16去除材料,特别是在平面E2上或至少在平面E2的附近得到平衡。在此方面,优选借助强聚焦和高强度的激光辐射去除材料,而且是在转子16旋转期间。
[0148]这一点特别是可以通过未示出的激光系统来实现,该系统具有至少一个用于发射激光辐射的激光器和激光器的控制装置。控制装置在此方面可以这样构成,以使其可以检测旋转转子16的角位置且以这样的方式控制激光器,使该激光器根据角位置发射激光辐射。由此可以一定程度上在转子16所希望的角位置上以点状从转子16去除材料,在转子16的旋转期间。转子16因此可以通过去除材料得到平衡。
[0149]图8中所示与旋转轴30重合的图轴线与重心S之间的距离为e,代表在与所述动态不平衡成比例的角度ε期间,转子的所谓静态不平衡的程度。通过移动并调节旋转轴30,以使其占据旋转轴30’的位置,被移动并调节的距离e’和被移动并调节的角度ε’变小,如图9所示。与通过去除材料使转子
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1