RU134260U1 - GAS MAGNET BEARING ASSEMBLY WITH LONGITUDINAL LOCATION OF MAGNET WIRES - Google Patents

Abstract

Газомагнитный подшипниковый узел с продольным расположением магнитопроводов, включающий ферромагнитный вал, установленный в корпусе газостатического подшипника, камеру для подвода сжатого воздуха, отверстия, выполненные во вкладыше газостатического подшипника, отличающийся тем, что вдоль оси вала установлены четыре П-образных магнитопровода, при этом четыре П-образных магнита образуют четыре пары магнитных полюсов, расположенных вокруг вала под углом 90º друг к другу, или три П-образных магнитопровода, при этом соответственно три пары магнитных полюсов расположены вокруг вала под углом 120º друг к другу.A gas-magnetic bearing assembly with a longitudinal arrangement of magnetic circuits, including a ferromagnetic shaft mounted in the housing of the gas-static bearing, a chamber for supplying compressed air, holes made in the liner of the gas-static bearing, characterized in that four P-shaped magnetic cores are installed along the shaft axis, with four P -shaped magnets form four pairs of magnetic poles located around the shaft at an angle of 90º to each other, or three U-shaped magnetic cores, with three pairs, respectively the magnetic poles are arranged around the shaft at an angle of 120º to each other.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах и узлах с вращающимися деталями.The proposed technical solution relates to the field of mechanical engineering and can be used in machines and assemblies with rotating parts.

Из существующего уровня техники известен подшипниковый узел содержащий вал, установленный в газостатическом подшипнике, камеру, находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладыше подшипника, соленоид, установленный на валу, и магнит, по крайней мере, более одного, установленный между отверстиями вкладыша подшипника. RU 2347960 C1, опубл. 27.02.2009.A bearing assembly comprising a shaft mounted in a gas-static bearing, a chamber located in the bearing housing, holes made in the bearing shell, a solenoid mounted on the shaft, and a magnet of at least more than one mounted between the holes of the bearing shell is known from the prior art. . RU 2347960 C1, publ. 02/27/2009.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение как можно меньшего смещения вала в бесконтактной опоре.The task to which the claimed technical solution is directed is to ensure the smallest possible displacement of the shaft in the contactless support.

Данная задача достигается за счет того, что газомагнитный подшипниковый узел включает ферромагнитный вал, установленный в корпусе газостатического подшипника, камеру для подвода сжатого воздуха, отверстия, выполненные во вкладыше газостатического подшипника, четыре П-образных магнитопровода, охватывающие газостатический подшипник и установленные вдоль оси вала, намагничивающие катушки, размещенные на ярмах магнитопроводов, четыре пары магнитных полюсов, расположенные вокруг вала под углом 90 градусов друг к другу. Вместо четырех могут быть использованы три П-образных магнитопровода, соответственно три пары магнитных полюсов расположены вокруг вала под углом 120 градусов друг к другу.This task is achieved due to the fact that the gas-magnetic bearing unit includes a ferromagnetic shaft mounted in the housing of the gas-static bearing, a chamber for supplying compressed air, holes made in the liner of the gas-static bearing, four U-shaped magnetic circuits, covering the gas-static bearing and installed along the axis of the shaft, magnetizing coils located on the yokes of the magnetic cores, four pairs of magnetic poles located around the shaft at an angle of 90 degrees to each other. Instead of four, three U-shaped magnetic cores can be used, respectively, three pairs of magnetic poles are located around the shaft at an angle of 120 degrees to each other.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является получение необходимой площади магнитных полюсов независимо от размеров газостатического подшипника и, как следствие, увеличение несущей способности и жесткости подшипникового узла.The technical result provided by the given set of features is to obtain the required area of the magnetic poles regardless of the size of the gas-static bearing and, as a result, an increase in the bearing capacity and stiffness of the bearing assembly.

Устройство поясняется фиг.1, на которой изображен общий вид газомагнитного подшипникового узла, и фиг.2, на которой изображен газостатический подшипник.The device is illustrated in figure 1, which shows a General view of a gas-magnetic bearing unit, and figure 2, which shows a gas-static bearing.

Газомагнитный подшипниковый узел включает ферромагнитный вал 1, установленный в корпусе 2 газостатического подшипника, камеру 3 для подвода сжатого воздуха, отверстия 4, выполненные во вкладыше 9 газостатического подшипника, четыре П-образных магнитопровода 5, охватывающие газостатический подшипник и установленные вдоль оси вала, намагничивающие катушки 6, размещенные на ярмах 7 магнитопроводов, четыре пары магнитных полюсов 8, расположенные вокруг вала под углом 90 градусов друг к другу.The gas-magnetic bearing assembly includes a ferromagnetic shaft 1 mounted in the housing 2 of the gas-static bearing, a chamber 3 for supplying compressed air, holes 4 made in the insert 9 of the gas-static bearing, four U-shaped magnetic cores 5, covering the gas-static bearing and installed along the shaft axis, magnetizing coils 6, located on the yokes 7 of the magnetic cores, four pairs of magnetic poles 8, located around the shaft at an angle of 90 degrees to each other.

Вместо четырех могут быть использованы три П-образных магнитопровода 5, соответственно три пары магнитных полюсов 8 расположены вокруг вала под углом 120 градусов друг к другу (на фиг. не показано).Instead of four, three U-shaped magnetic cores 5 can be used, respectively, three pairs of magnetic poles 8 are located around the shaft at an angle of 120 degrees to each other (not shown in Fig.).

Газомагнитный подшипниковый узел работает следующим образом. Через подводящую магистраль смазочный материал (газ, воздух) под давлением поступает через отверстия в камеру газостатического подшипника и оттуда через питающие отверстия в зазор между вкладышем и валом. Разница давления в нагруженной и ненагруженной частях вала создает несущую способность смазочного слоя, находящегося в зазоре. Одновременно полюса П-образных электромагнитов создают продольный магнитный поток, что вызывает магнитную силу, воздействующую на ферромагнитный вал. Тем самым разгружается газостатический подшипник и увеличивается несущая способность газомагнитного подшипникового узла в целом. Магнитное поле помогает центрировать вал в опоре и тем самым увеличивает жесткость подшипникового узла.The gas-magnetic bearing unit operates as follows. Through the supply line, lubricant (gas, air) under pressure passes through the openings into the chamber of the gas-static bearing and from there through the supply openings into the gap between the liner and the shaft. The pressure difference in the loaded and unloaded parts of the shaft creates the bearing capacity of the lubricating layer in the gap. At the same time, the poles of the U-shaped electromagnets create a longitudinal magnetic flux, which causes a magnetic force acting on the ferromagnetic shaft. Thus, the gas-static bearing is unloaded and the bearing capacity of the gas-magnetic bearing assembly as a whole is increased. The magnetic field helps to center the shaft in the support and thereby increases the rigidity of the bearing assembly.

Продольное расположение магнитопроводов позволяет формировать магнитные потоки вдоль оси вала, которые практически не образуют паразитные вихревые токи. Тем самым устраняется магнитное торможение вала, резко уменьшается нагрев и связанное с ним тепловое расширение вала, снижаются потери мощности.The longitudinal arrangement of the magnetic circuits allows the formation of magnetic fluxes along the axis of the shaft, which practically do not form spurious eddy currents. This eliminates the magnetic braking of the shaft, sharply reduces the heating and the associated thermal expansion of the shaft, and reduces power loss.

Наиболее рациональной областью применения предлагаемого технического решения являются высокоточные механообрабатывающие аппараты с вращающимися деталями, в частности высокоскоростные шпиндельные узлы.The most rational area of application of the proposed technical solution is high-precision machining devices with rotating parts, in particular high-speed spindle units.

Claims (1)

Газомагнитный подшипниковый узел с продольным расположением магнитопроводов, включающий ферромагнитный вал, установленный в корпусе газостатического подшипника, камеру для подвода сжатого воздуха, отверстия, выполненные во вкладыше газостатического подшипника, отличающийся тем, что вдоль оси вала установлены четыре П-образных магнитопровода, при этом четыре П-образных магнита образуют четыре пары магнитных полюсов, расположенных вокруг вала под углом 90º друг к другу, или три П-образных магнитопровода, при этом соответственно три пары магнитных полюсов расположены вокруг вала под углом 120º друг к другу.

A gas-magnetic bearing assembly with a longitudinal arrangement of magnetic circuits, including a ferromagnetic shaft mounted in the housing of the gas-static bearing, a chamber for supplying compressed air, holes made in the liner of the gas-static bearing, characterized in that four P-shaped magnetic cores are installed along the shaft axis, with four P -shaped magnets form four pairs of magnetic poles located around the shaft at an angle of 90 ° to each other, or three U-shaped magnetic cores, with three pairs, respectively the magnetic poles are arranged around the shaft at an angle of 120º to each other.

Images