PL217841B1

PL217841B1 - Transverse slide bearing lubricated with magnetic fluid

Info

Publication number: PL217841B1
Application number: PL393417A
Authority: PL
Inventors: Leszek Matuszewski
Original assignee: Politechnika Gdańska
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2014-08-29
Also published as: PL393417A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest poprzeczne łożysko ślizgowe smarowane cieczą magnetyczną stosowane zwłaszcza do łożyskowania szybkoobrotowych wałków w precyzyjnych przyrządach i urządzeniach.The subject of the invention is a transverse slide bearing lubricated with a magnetic liquid, used in particular for the bearing of high-speed shafts in precision instruments and devices.

Z opisu patentowego US4043612 znane jest łożysko ślizgowe poprzeczne smarowane cieczą magnetyczną składające się z panewki, w której umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wału z wykonanymi na jego powierzchni rowkami śrubowymi daszkowymi, dwóch nabiegunników oraz cieczy magnetycznej znajdującej się w szczelinie pomiędzy wałem, a wewnętrzną powierzchnią walcową panewki. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami nabiegunników a wałem, tworząc uszczelnienia na obu końcach łożyska.From the patent description US4043612 a radial plain bearing lubricated with a magnetic liquid is known, consisting of a bush in which axially polarized permanent magnets are placed, a shaft with helical grooves made on its surface, two pole pieces and a magnetic liquid located in the gap between the shaft and the inner shaft. the cylindrical surface of the bushing. The magnetic fluid is contained in the annular gaps between the lugs of the pole shoes and the shaft, forming seals at both ends of the bearing.

Z opisu patentowego US5100159 znane jest łożysko ślizgowe poprzeczne smarowane cieczą magnetyczną, które posiada dwa pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane poosiowo i skierowane jednoimiennymi biegunami do siebie. Magnesy osadzone są w obudowie i przedzielone pierścieniami dystansowymi. Panewka utworzona przez powierzchnie wewnętrzne otworów w magnesach trwałych i pierścieniach dystansowych ma średnicę nieco większą od czopa wału. Szczelina między czopem a panewką wypełniona jest cieczą magnetyczną utrzymywaną siłami pola magnetycznego.From the patent description US5100159 a magnetic liquid lubricated radial plain bearing is known, which has two axially polarized ring permanent magnets with the same poles facing each other. The magnets are embedded in the housing and separated by spacers. The bushing formed by the internal surfaces of the holes in the permanent magnets and spacer rings has a diameter slightly larger than the shaft journal. The gap between the pin and the bushing is filled with a magnetic fluid which is kept by the forces of the magnetic field.

Łożysko ślizgowe poprzeczne smarowane cieczą magnetyczną przedstawione w opisie patentowym US5834870 składa się dwóch magnesów trwałych i dwóch panewek porowatych nasyconych cieczą magnetyczną osadzonych w obudowie jednego magnesu trwałego umocowanego na wale z materiału o dobrej przenikalności magnetycznej oraz cieczy magnetycznej, która wypełnia szczeliny utworzone pomiędzy wałem a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi panewek porowatych.A radial plain bearing lubricated with a magnetic liquid presented in the patent description US5834870 consists of two permanent magnets and two porous shells saturated with magnetic liquid embedded in a housing of one permanent magnet mounted on a shaft made of a material with good magnetic permeability and a magnetic liquid that fills the gaps between the shaft and the internal cylindrical surfaces of porous bushings.

Ze zgłoszenia patentowego P-385613 znane jest łożysko ślizgowe poprzeczne smarowane cieczą magnetyczną, zawierające porowatą panewkę osadzoną w obudowie oraz magnesy trwałe. Łożysko posiada dwie tulejki metalowe osadzone na wale, których stożkowe powierzchnie oporowe przylegają do stożkowych powierzchni panewki. Na zewnętrznych cylindrycznych powierzchniach tulejek znajdują się wielokrawędziowe występy uszczelniające, zaś we wnękach wykonanych od strony powierzchni czołowych tulejek umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy stożkowymi powierzchniami panewki a stożkowymi powierzchniami oporowymi tulejek oraz w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek a gniazdem obudowy.From the patent application P-385613 a radial plain bearing lubricated with a magnetic liquid is known, containing a porous bush embedded in a housing and permanent magnets. The bearing has two metal sleeves mounted on the shaft, the conical thrust surfaces of which adhere to the conical surfaces of the bushing. On the outer cylindrical surfaces of the sleeves, there are multi-edge sealing projections, and in the recesses made on the side of the front faces of the sleeves, radially polarized permanent magnets are placed. The magnetic fluid is present in the gaps between the conical surfaces of the shell and the conical abutment surfaces of the sleeves and in the annular gaps formed between the sealing lips of the sleeves and the housing seat.

Ze zgłoszenia patentowego P-387529 znane jest łożysko ślizgowe poprzeczne smarowane cieczą magnetyczną, które ma osadzone na wale dwie tulejki ze stożkowymi kołnierzami oraz umocowane w obudowie dwie panewki porowate nasycone cieczą magnetyczną, przedzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo. Na walcowych powierzchniach tulejek umieszczone są magnesy trwałe i wielokrawędziowe nabiegunniki, zaś ciecz magnetyczna znajduje się na powierzchniach styku pomiędzy stożkowymi powierzchniami panewek, a stożkowymi powierzchniami kołnierzy tulejek oraz w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami usytuowanymi na zewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników, a obudową.From the patent application P-387529 a radial plain bearing lubricated with a magnetic liquid is known, which has two bushings with conical flanges mounted on the shaft and two porous shells saturated with magnetic liquid, separated in the housing, separated by an axially polarized permanent magnet. Permanent magnets and multi-edge pole pieces are placed on the cylindrical surfaces of the sleeves, and the magnetic fluid is located on the contact surfaces between the conical surfaces of the sleeves and the conical surfaces of the sleeve flanges and in the annular gaps formed between the protrusions located on the external cylindrical surfaces of the pole shoes and the housing.

Poprzeczne łożysko ślizgowe smarowane cieczą magnetyczną zawierające tulejki kołnierzowe, panewki porowate, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną charakteryzuje się według wynalazku tym, że na wale osadzone są dwie tulejki kołnierzowe, przy czym kołnierze tulejek kołnierzowych zaopatrzone są w występy uszczelniające usytuowane na ich powierzchniach walcowych. Na zewnętrznych walcowych powierzchniach tulejek umieszczone są magnesy trwałe przylegające do powierzchni bocznych kołnierzy. Pomiędzy magnesami na powierzchniach walcowych tulejek kołnierzowych ciasno osadzona jest panewka porowata, która nasycona jest cieczą magnetyczną. Ciecz magnetyczna znajduje się ponadto na powierzchni styku pomiędzy zewnętrzną powierzchnią walcową panewki a wewnętrzną powierzchnią gniazda obudowy oraz w pierścieniowych szczelinach powstałych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy a obudową.According to the invention, a transverse plain bearing lubricated with a magnetic liquid, comprising flange bushings, porous bushings, permanent magnets polarized axially and a magnetic liquid, is characterized according to the invention in that two flange bushings are mounted on the shaft, the flanges of the flange bushings are provided with sealing lips on their cylindrical surfaces . Permanent magnets adhering to the side surfaces of the flanges are placed on the outer cylindrical surfaces of the sleeves. A porous shell saturated with a magnetic liquid is tightly seated between the magnets on the cylindrical surfaces of the collar sleeves. The magnetic fluid is also present on the contact surface between the outer cylindrical surface of the bushing and the inner surface of the housing seat and in the annular gaps formed between the sealing lips of the flanges and the housing.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest w przykładowym wykonaniu na rysunku w półprzekroju osiowym.The solution according to the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing in an axial half-section.

Łożysko składa się z dwóch tulejek kołnierzowych 3, dwóch magnesów trwałych 5, 6 spolaryzowanych osiowo, panewki porowatej 4 i cieczy magnetycznej 7. Tulejki 3 osadzone są na wale 1, przy czym kołnierze 3a tulejek kołnierzowych 3 zaopatrzone są w występy uszczelniające wykonane na ich powierzchniach walcowych, stanowiąc wielokrawędziowe nabiegunniki. Na zewnętrznych walcowych powierzchniach tulejek kołnierzowych 3 umieszczone są magnesy trwałe 5, 6 przylegające doThe bearing consists of two flange bushings 3, two axially polarized permanent magnets 5, 6, a porous bushing 4 and a magnetic liquid 7. The bushings 3 are mounted on the shaft 1, while the flanges 3a of the flange bushings 3 are provided with sealing protrusions made on their surfaces cylindrical, forming multi-edge pole pieces. Permanent magnets 5, 6 are placed adjacent to the outer cylindrical surfaces of the collar sleeves 3

PL 217 841 B1 bocznych powierzchni kołnierzy 3a, a pomiędzy magnesami 5, 6 na powierzchniach walcowych obu tulejek kołnierzowych 3 osadzona jest ciasno panewka porowata 4 nasycona cieczą magnetyczną 7. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się na powierzchni styku pomiędzy zewnętrzną powierzchnią walcową panewki 4, a wewnętrzną powierzchnią gniazda obudowy 2 oraz w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy 3a, a obudową 2. Zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez obudowę 2, kołnierze 3a tulejek kołnierzowych 3, magnesy trwałe 5, 6, panewkę 4 i ciecz magnetyczną 7.From the side surfaces of the flanges 3a, and between the magnets 5, 6, the porous bushing 4 saturated with the magnetic liquid 7 is tightly seated on the cylindrical surfaces of both flange bushings 3. The magnetic fluid 7 is located on the contact surface between the external cylindrical surface of the bushing 4 and the internal the surface of the housing seat 2 and in the annular gaps formed between the sealing lips of the flanges 3a and the housing 2. Closed magnetic circuits are formed by the housing 2, the flanges 3a of the flange bushings 3, permanent magnets 5, 6, bushing 4 and magnetic fluid 7.

W warunkach eksploatacji łożyska według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną, przemieszcza się ona z wnętrza panewki porowatej w kierunku powierzchni styku panewki i gniazda obudowy, tworząc cienką warstewkę filmu smarnego, który zapewnia smarowanie łożyska, zaś ciecz magnetyczna, znajdująca się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami nabiegunników, a obudową, stanowi uszczelnienie chroniące łożysko przed wnikaniem zanieczyszczeń do jego wnętrza.In the operating conditions of the bearing according to the invention, as a result of the influence of the magnetic field forces on the magnetic fluid, it moves from the inside of the porous bush towards the contact surface of the bush and the housing seat, creating a thin film of lubricating film, which lubricates the bearing, and the magnetic liquid in the annular gaps between the protrusions of the pole shoes and the housing, it forms a seal that protects the bearing against ingress of impurities into its interior.

Oznaczenia na rysunku:Designations in the drawing:

- wał,- shaft,

- obudowa,- housing,

- tulejka kołnierzowa,- collar sleeve,

3a - kołnierz,3a - collar,

- panewka porowata,- porous cup,

5, 6 - magnesy trwałe,5, 6 - permanent magnets,

- ciecz magnetyczna,- magnetic liquid,

- pierścień sprężysty osadczy- snap ring

Claims

A transverse plain bearing lubricated with a magnetic liquid, containing flange bushings, porous bushings, axially polarized permanent magnets and a magnetic liquid, characterized in that two flange bushings (3) are mounted on the shaft (1), with the flanges (3a) of the flange bushings (3) are provided with sealing projections located on their cylindrical surfaces, permanent magnets (5) (6) are placed on the outer cylindrical surfaces of the sleeves (3), adjacent to the side surfaces of the flanges (3a), and between the magnets (5), (6) on the cylindrical surfaces of the flanged bushings (3), the porous bushing (4) is tightly seated, which is saturated with the magnetic liquid (7), and moreover, the magnetic fluid (7) is located on the contact surface between the external cylindrical surface of the bushing (4) and the inner surface of the housing seat (2) and in the annular gaps between the sealing lips of the flanges (3a) and the housing (2).