專利名稱：電動設備的振動阻尼的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求I前序部分的電動設備。
背景技術：
這種類型的設備包括定子和轉子，并且被配置用于機電能量轉換。這種類型的電動設備的例子是發電機和馬達，例如是電風扇。本發明尤其涉及離心機馬達。在這種類型的設備中，馬達，尤其是馬達的軸，是經由相對于定子的至少ー個軸承旋轉支撐的。為了補償轉子和定子之間的軸向運動，可以使用彈簧元件在定子和轉子之間產生限定的預負載，由此將這兩個組件支撐在彼此相対的限定位置。根據使用的組件的配置(這是指它們的材料、質量、大小和幾何形狀)，在不同的エ作狀況下會出現不同的振動。因為在該設備和環境之間設置有阻尼元件(例如，用于該設備的緩沖底座或阻尼懸掛件)，因此這些振動與環境是隔離的。出現的這些振動取決于許多単獨的影響因素。因此，振動阻尼需要適應于特定應用，并且適應于在設備和周圍環境之間單獨配置的振動阻尼器的組件屬性。例如，離心機使用的馬達，根據馬達旋轉速度會經歷不同的工作狀況，并且使用的馬達的質量也會強烈地影響工作狀況。能夠抑制所有振動狀況的振動阻尼是不存在的，但是可以進行優化處理，使得針對所有可能的工作狀況能夠抑制主要的振動。但是，當電動設備的應用發生改變時，例如，當更換離心機馬達的轉子吋，需要再次執行這樣的優化，并且如上所述，不能針對所有的エ作狀況完全抑制所有的振動。
發明內容
因此，本發明的目標是提供一種振動阻尼裝置，其可以針對不同的工作狀況提供顯著改進的振動阻尼。根據權利要求I的電動設備可以實現該目標。在從屬權利要求中提供了該目標的優選實施例。本發明是基于以下困難而作出的當對振動阻尼進行優化吋，由于不同工作狀況中出現的振動具有許多不同原因，使得對各種振動同時衰減更加困難。本發明通過以下手段解決這樣的困難產生受控的振動阻尼，而不管設備內部已經存在的設備和環境之間的阻尼。因此，先消除一部分振動，并且針對不同的工作狀況可以更有效地實現環境和設備之間的振動阻尼。根據本發明的振動阻尼是便利的，這是因為至少一個阻尼設備設置在設備的定子和轉子之間，以對轉子和定子之間的相對振動進行衰減。因此，所述相對振動與其它形式的振動分隔開，并且通過在設備和環境之間設置阻尼，其它形式的振動可以以實質上優化的方式得以衰減。根據本發明的阻尼設備是非金屬彈簧元件。這種類型的彈簧元件是預負載設備的
3典型的現有技木。根據本發明，在定子和轉子之間設置的這種類型的彈簧元件一般不提供任何振動阻尼。彈簧元件僅僅吸收振動。在上下文中不重要的是，這種類型的彈簧元件一般因基于生熱的材料而提供一定量阻尼，這是因為這樣的阻尼比較小并且不可控，并且因此不會顯著減少設備的受激振動。金屬彈簧元件等因此不是根據本發明的阻尼設備。由于根據本發明在轉子和定子之間設置阻尼設備，經由選擇用于阻尼設備的合適材料，可以提供適應于不同工作狀況和與設備相關聯的多個屬性的阻尼，并同時覆蓋不同 工作狀況和設備的屬性的最大范圍，設備的屬性例如是離心機馬達的不同的馬達質量。在連續生產中也可以非常好地控制選擇性的調整，這是因為需要衰減的振動是由設備自身引起的并且實質上不需要對環境屬性的適應。雖然在現有技術的設備中旋轉組件的支撐件被配置為實質上剛性的，并且彈簧元件用于補償軸向運動，其中經由該彈簧元件產生限定的預負載，但是現在經由也可以提供預負載的阻尼設備來設置支撐件，其中軸承保持為能夠軸向運動。這克服了現有技術中彈簧預負載由于僅允許轉子和定子之間有限的相對運動以補償軸線方向的組件公差、從而在特定工作模式下促進非衰減振動的缺點。根據優選實施例，阻尼設備被配置為對轉子相對于定子的軸向振動進行衰減。這以特別有效的方式防止了在設備工作期間的內部軸向振動。在上下文中軸向是指相對振動在沿轉子相對于定子的軸方向。在一般在離心機中豎直安裝離心機馬達的情況中，這些振動是豎直振動。豎直振動與離心機馬達特別相關，離心機馬達工作在非常高的轉速(例如，高于每分鐘16，000轉)，由于這ー特別高的轉速，轉子和定子之間的豎直振動是有害的。這導致了共振效應，使軸承的使用壽命降低并且經由這些振動而產生能量損失。經過對相對豎直振動的衰減，増加了軸承的使用壽命，并且同時也增加了離心機馬達的使用壽命，這是因為到目前為止，由于成本考慮，不會為離心機馬達更換軸承，而且磨損的軸承也會導致馬達軸過熱，所以通常將離心機馬達作為整體進行替換。阻止相對豎直振動的另ー優點是離心機更加安靜，并且提供主觀上更加悅耳的聲譜。在特定的優選實施例中，阻尼設備包括至少ー個阻尼元件，所述阻尼元件包括彈性體材料，其中優選是氟橡膠、全氟橡膠、聚亞安酯等用作弾性體材料。除了具有足夠高的衰減能力之外，弾性體材料具有優秀的形狀穩定性，使得阻尼設備的阻尼屬性可以維持較長時間。因此，優選地是所述阻尼元件被配置為環形，這是因為這樣提供了非常均勻的阻尼。阻尼元件的環形配置在該阻尼元件不包括弾性體材料時也是優選的。當阻尼元件安裝于用于轉子軸承的支撐件和軸承本身吋，尤其是有用的。因此，阻尼設備可以保持為非常緊湊并且可以集成到現有設備中。此外，這種類型的布置中以非常有效的方式實現阻尼，這是因為其直接在產生振動的地方進行衰減。因此，所述支撐件包括用于供所述阻尼元件擴展的間隔是具有優點的，其中，所述間隔優選地被配置為支撐件中的凹ロ，其中，優選地將凹ロ設置為使得其在圍繞所述阻尼元件的圓周方向延伸。因此，阻尼元件可以容易地受到在其材料屬性范圍內給予的カ并且可以相應地變形。在另ー優選實施例中，所述阻尼設備被配置為在定子和轉子之間設置預負載，并且在該優選實施例中，所述阻尼設備被配置為選擇性地調整所述預負載，可以提供對預負載非常精確的調整。不必一定由彈簧元件(尤其是金屬彈簧)來提供預負載，阻尼元件本身也可以提供預負載，其中在相對于彼此的限定位置支撐定子和轉子。在ー個方面，預負載的選擇性適應根據工作狀況和設備的各個屬性提供了受控的調整。當經由阻尼元件提供預負載吋，另ー優勢在于，阻尼元件的阻尼屬性可以以受控的方式被改變，以提供針對各個設備屬性或工作狀況的適應。此外，預負載的選擇性調整提供用于建立與制造公差無關的限定預負載的選擇。當經由彈簧提供預負載吋，問題是預負載會根據設置空間和彈簧本身的公差而變化。在特定優選實施例中，阻尼設備包括安裝于轉子處并且由軸承支撐的夾緊元件，其中夾緊元件優選被配置為夾緊連接軸套。這可以使得預負載具有特別簡單的方式。在上下文中，尤其地，在所述夾緊元件和所述轉子之間設置螺紋連接。作為替換，所述夾緊元件可以安裝于螺紋元件處，其中在所述螺紋元件和所述轉子之間設置螺紋連接。因此，還可以設置反向安全機構以保持預負載恒定，即使對于高轉速和負載也是如此。因為這樣，實現了對連續生產中固有的預負載波動的補償。此外，用于速度測量的磁體可以設置在夾緊連接軸套或螺紋元件處。為轉子設置形成所述轉子的軸向擋的第二軸承是有優點的，其中，所述擋優選地被配置在軸承和附著到轉子的環形元件之間。
基于附圖參考優選實施例來描述本發明的特征和額外的優點，其中圖I示出了在無負載狀況下根據本發明的電動設備的截面圖；以及圖2示出了在有負載狀況下根據圖I的設備。
具體實施例方式圖I和圖2不出了根據本發明的電動設備的純粹不意圖，分別表不兩種工作狀況下的離心機馬達I。因此，圖I示出了無負載狀況下的離心機馬達1，圖2示出了有負載狀況下的離心機馬達I。很明顯地，離心機馬達I包括轉子(即馬達軸2)和相對于轉子2所旋轉支撐的定子3。因此，定子3包括下軸承支撐件4和上軸承支撐件5，其可以分別容納轉子2的下軸承6和上軸承7。擺動環8通過膠粘、收縮等方式附著到馬達軸2，作為用于上軸承7的軸向擋(axial stop),其中在工作期間當必要時,擺動環8經過其上部的圓錐形狀將從離心機滲透到離心機馬達I的濕氣移除。此外，離心機馬達I的定子3包括兩個線圈9a、9b和金屬片包裝(sheet metal packet) 10。為了衰減馬達軸2相對于定子3的豎直振動，設置阻尼設備11，阻尼設備11包括阻尼元件12、夾緊連接軸套13和螺紋元件14。阻尼元件12安裝于夾圈16和下軸承6之間，其中，夾圈16在用于下軸承支撐件4的圓柱容器腔15之上徑向向內突出。因此，在下軸承支撐件4的圓柱容器15中的阻尼元件12的一部分上構造槽17，其中，該槽沿阻尼元件12的圓周方向延伸，并且設置有用于所述阻尼元件12的擴展空間，其中，該擴展空間具有內寬，使得即使在下軸承6和下軸承支撐件4之間阻尼元件12達到最大的預負載，變形
5的阻尼元件12也不在下軸承支撐件4的圓周方向接觸下軸承支撐件4 (參見圖2)。阻尼元件12優選是由氟橡膠或全氟橡膠組成，因此具有高的阻尼并且同時擁有高和長時間的形狀穩定性。阻尼元件固定在下軸承支撐件4和下軸承6之間，安置于螺紋元件14的夾圈16經由該螺紋元件14與馬達軸2螺紋配合。由于擺動環8形成用作相對于上軸承7的馬達軸2的軸向擋，下軸承6被固定在相對于用于支撐預負載12的下軸承6的位置。影響馬達軸2的豎直振動被阻尼元件12吸收并且由于阻尼元件12的高水平阻尼而被消減。在螺紋元件14和馬達軸2之間的螺紋連接有助于非常精確地調整阻尼設備11并且尤其是補償不可避免的制造公差。此外，如圖2所示，經過夾緊連接軸套13的阻尼設備11的受控預負載有助于超過下軸承支撐件4和下軸承6之間的阻尼元件12的簡單固定對阻尼元件12的預負載，其中，形成所述阻尼元件12并且其滲入槽17。因此，可以以受控的方式調整下軸承6，并且改變阻尼元件12的阻尼效應。改變阻尼設備11的阻尼的另一方式是經由材料選擇來受控地影響阻尼元件12的阻尼，所述材料針對各種應用具有所需的各種阻尼屬性。除了圖示的夾緊連接軸套13與螺紋元件14配合使用以通過螺紋連接18與馬達軸2相互配合之外，作為替換，夾緊連接軸套13也可以經由內螺紋和安裝在馬達軸2的外螺紋直接與該馬達軸2進行螺紋配合。在示出的優選實施例中，實質上僅有豎直振動,這意味著在馬達軸2的軸線方向的振動被衰減。可替換地和/或額外地，也可以僅有豎直方向的振動，這樣相對于馬達軸2的徑向振動被衰減。因此，還可以將合適的阻尼設備11安裝于下軸承6和下軸承支撐件4之間的圓周方向，其中，阻尼設備11包括由弾性體制造的阻尼元件，以優選地(例如，經由雙面楔)設置預負載，該雙面楔安裝于阻尼元件和下軸承支撐件4之間的圓周方向并且可以被預負載。因此，經由本發明，有利于以受控的方式調整離心機馬達I的阻尼，并且有利于更換轉子。然而，需要經由離心機的機殼底座提供對螺紋元件14的存取使用(access)。從說明書中很明顯地看出，根據本發明的電動設備關于轉子2和定子3之間的相對振動具有高度一體的振動阻尼，使得可以以實質上標準化的方式設置該設備和環境之間額外的阻尼手段。該設備的內部阻尼可以以特定簡單的方式被適用于特定的狀況和應用中。
權利要求
1.ー種電動設備(1)，包括定子(3)和轉子(2)，其中，所述電動設備優選是發電機、馬達等，尤其是離心機馬達，其中，經由相對于所述定子(3)的至少ー個軸承(6)旋轉支撐所述轉子，尤其是支撐馬達軸(2)，其中，至少ー個阻尼設備(11)設置在所述定子(3)和所述轉子(2)之間，其中，所述阻尼設備包括至少ー個阻尼元件(12)。
2.根據權利要求I所述的設備(I)，其中，所述阻尼設備(11)被配置為衰減所述轉子(2)相對于所述定子(3)的軸向振動。
3.根據權利要求I或2所述的設備(I)，其中，所述阻尼元件(12)包括弾性體材料，優選是氟橡膠、全氟橡膠、聚亞安酯等。
4.根據前述任ー權利要求所述的設備(I)，其中，所述阻尼元件(12)被配置為環形。
5.根據前述任ー權利要求所述的設備(1)，其中，所述阻尼元件(12)被安裝于所述軸承(6)和用于所述轉子(2)的所述軸承(6)的支撐件(4)之間。
6.根據權利要求5所述的設備(1)，其中，所述支撐件(4)包括用于供所述阻尼元件(12)擴展的間隔(17)，其中，所述間隔優選地被配置為在所述阻尼元件(12)的圓周方向延伸的凹ロ。
7.根據前述任ー權利要求所述的設備(I)，其中，所述阻尼設備(11)被配置為在所述定子(3)和所述轉子(2)之間設置預負載。
8.根據權利要求7所述的設備(I)，其中，所述阻尼設備(11)被配置為選擇性地調整所述預負載。
9.根據前述任ー權利要求所述的設備(I)，其中，所述阻尼設備(11)包括安裝于所述轉子(2)處并且由所述軸承(6)支撐的預負載元件，所述預負載元件優選是夾緊連接軸套(13)。
10.根據權利要求9所述的設備(1)，其中，在所述預負載元件和所述轉子之間設置螺紋連接，或者所述預負載元件(13)安裝于螺紋元件(14)處并且在所述螺紋元件(14)和所述轉子(2 )之間設置螺紋連接(18 )。
11.根據前述任ー權利要求所述的設備(1)，其中，為所述轉子(2)設置第二軸承(7)，其中，所述第二軸承設置用于所述轉子(2)的軸向擋，其中，所述軸向擋優選地被配置在所述第二軸承(7)和附著到所述轉子(2)的環形元件(8)之間。
全文摘要
本發明涉及一種電動設備(1)，包括定子(3)和轉子(2)，其中，所述電動設備優選是發電機、馬達等，尤其是離心機馬達，其中，經由相對于所述定子(3)的至少一個軸承(6)旋轉支撐所述轉子，尤其是支撐馬達軸(2)，其中，至少一個阻尼設備(11)設置在所述定子(3)和所述轉子(2)之間，其中，所述阻尼設備包括至少一個阻尼元件(12)。因此，所述設備(1)包括高水平的一體化振動阻尼，并且所述設備的內部阻尼可以適應于特定的屬性和應用。
文檔編號H02K5/173GK102918752SQ201180023841
公開日2013年2月6日 申請日期2011年5月17日 優先權日2010年5月19日
發明者H·G·科恩, P·策納 申請人:埃佩多夫股份公司