[发明专利]具有悬臂式转子的机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械，其具有以悬臂方式安装于轴承上的转子，且沿转子的旋转轴线，在远离轴承的位置具有一转子自由端，该转子自由端具有一转子端面，该转子端面与相对设置的固定端面之间通过间隙隔开。

背景技术

在机械加工领域，很多机械和装置中都需要将悬臂式转子的转子自由端的转子端面进行密封，其中转子端面与一固定端面呈相对设置，该固定端面例如是一个固定壳体的一部分，悬臂式转子安装在该壳体内。出于上述目的，具有紧公差(tight tolerances)的平行平面状间隙(plane-parallel gap)通常形成于转子和作为定子的壳体之间，也就是说，形成于转子端面和相对的固定端面之间。该间隙最好用气态流体清洗(rinsed with gaseous fluid)。该间隙在壳体的工作腔与由壳体排出的物料之间形成非接触式密封(contactless seal)。通常但不是必须的，利用驱动装置驱动转子绕轴承转动。

在具有叶片式转动分级轮的空气分级机中，作为悬臂式转子的转子自由端具有转子端面，该间隙可使分级后的原料(no unclassified feedstock)进入固定端面的物料出口(product discharge)，使分好的物料(separated fine material)通过该物料出口流出工作腔而完成分级。

在以干式状态工作的搅拌球磨机中，为了在物料出口将研磨介质与已磨碎的物料分离并将研磨介质保持在研磨腔或工作腔中，转子的自由端具有一悬臂式搅拌轴，该搅拌轴包括具有转动叶片的研磨介质分离装置，其转子端面及与其相对的固定端面之间形成相对于壳体的间隙，该固定端面形成有物料出口。

图8为现有的一种此种类型的机械1的元件及几何关系的原理性示意图。该机械1的转子2以悬臂方式安装于轴承3上，该转子2具有一转子自由端4，该转子自由端4的端部形成转子端面5，该转子端面5的直径为d。转子自由端4的自由长度l为从轴承3到转子端面5的中心M之间的距离。与转子端面5相对，设置有一相对的固定端面6，该固定端面6可以作为壳体7的一部分，该壳体7也可以称为定子。转子端面5和固定端面6之间设有一宽度为s的间隙8(该间隙8的宽度并不是所有的小尺寸都适合的)。当转子2静止的时候，该转子端面5和固定端面6之间的间隙8为平行平面状。另外，清洗气体的体积流量的大小会增加间隙8的尺寸。

在运转过程中，由于不可避免的不平稳因素(unavoidable imbalance)，例如沉积物(deposits)和磨损的形成，转子自由端4会绕着轴承3上的转动中心D产生挠曲(deflection)。假设转子2的转子自由端4，如果包括固定于其上且包括该转子端面5的转子体，是长度为l的刚性体(flexurally rigid)，则有可能计算出上述挠曲的尺寸，转子自由端4的转子端面5在其边缘R相对于壳体或定子7的固定端面6具有直径d。参照图中示出的各个元件的位置、变量以及它们之间的关系可知：

l表示：在转子2静止时，转子自由端4从轴承3到转子端面5的中心M之间的长度，单位为mm；

d表示：转子自由端4的转子端面5的直径d，单位为mm；

t表示：转子自由端4从轴承3或转动中心D到转子端面5的边缘R之间的有效长度，单位为mm；

下述公式应用于图8中：

t=l2+(d2)2---(1)]]>

另外，s表示：形成于转子自由端4的转子端面5和固定的壳体7的固定端面6之间的间隙的宽度，单位为mm；

因此，在转子自由端4的转子端面5的边缘R接触到(例如通过垫圈)静止的固定端面6时，固定端面6的有效直径d₁接近于：