PL231323B1 - Poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka, znajdujące zastosowanie zwłaszcza do łożyskowania szybkoobrotowych wałków w budowie precyzyjnych maszyn i urządzeń.

Z opisu patentowego US3493274 znane jest poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka zawierające segmentowe magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo umocowane w obudowie i tworzące szczelinę powietrzną względem wałka, przy czym jedna para magnesów leżących naprzeciwko siebie ustawiona jest biegunami jednoimiennymi N-N, a druga para magnesów również leżących naprzeciwko siebie jest ustawiona biegunami jednoimiennymi S-S względem wałka. Łożyskowanie stanowi pakiet złożony z tych magnesów segmentowych ustawionych przemiennie biegunami jednoimiennymi N-N i S-S względem wałka i przedzielonych między sobą pierścieniami dystansowymi.

Z opisu patentowego US4072370 znane jest również poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka, które składa się z pakietu pierścieniowych magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, ustawionych szeregowo w układzie biegunów N-S, S-N, N-S i przedzielonych pierścieniowymi magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo ustawionych przemiennie w układzie biegunów N-S i S-N względem wałka oraz pierścieniami z materiału ferromagnetycznego. Jeden pakiet umocowany jest w obudowie, a drugi pakiet usytuowany pod nim osadzony jest na wale, przy czym pomiędzy obu pakietami występuje mała szczelina powietrzna.

Znane jest też z opisu patentowego RU2446324 poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka, które składa się z trzech par pierścieniowych magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo, przy czym w każdej parze jeden magnes umocowany jest nieruchomo w obudowie, a drugi magnes osadzony jest na obracającym się wałku, zaś pomiędzy obu magnesami występuje mała szczelina powietrzna. Środkowa para magnesów ustawiona jest względem siebie biegunami różnoimiennymi N-S, a dwie skrajne pary magnesów ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N.

Z polskiego opisu patentowego PL193936 znane jest promieniowe łożyskowanie wałka z cieczą magnetyczną, w którym magnesy trwałe mają w przekroju poprzecznym kształt leżącej litery „C”, końcami ramion skierowane są w stronę osi wałka i przylegają z obu stron za pośrednictwem pierścieni dystansowych do wykonanego w obudowie kołnierza wewnętrznego, natomiast czop stanowi walcowa powierzchnia wykonanego na wałku kołnierza zewnętrznego, pierścieni dystansowych obustronnie przylegających do kołnierza zewnętrznego oraz czterech pierścieniowych, dodatkowych magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo i usytuowanych pod ramionami magnesów trwałych panewki, oraz skierowanych na zewnątrz biegunem jednoimiennym z występującym na zewnętrznych ramionach magnesów trwałych, po obu stronach, łożyskowania.

Także z polskiego opisu patentowego PL216854 znane jest inne rozwiązanie promieniowego łożyskowania wałka z cieczą magnetyczną, w którym wałek umieszczony jest z luzem w obudowie, a na obu czopach końcowych wałka i w obudowie osadzone są pary magnesów trwałych, przedzielone tulejkami dystansowymi, przy czym jedna para magnesów, z których jeden osadzony jest na wałku, a drugi w obudowie, usytuowana jest względem siebie biegunami różnoimiennymi, a druga para magnesów usytuowana jest względem siebie biegunami jednoimiennymi, a ponadto pomiędzy magnesami osadzonymi w obudowie, a magnesami osadzonymi na wałku są niewielkie szczeliny pierścieniowe, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinie walcowej pomiędzy powierzchnią wałka z rowkami śrubowymi, a obudową oraz w szczelinach pierścieniowych, pomiędzy parami magnesów trwałych, osadzonych na wałku i w obudowie, usytuowanych względem siebie biegunami różnoimiennymi.

Poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka zawierające tulejki kołnierzowe, magnesy trwałe o przekroju poprzecznym ceowym, magnesy trwałe walcowe, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną charakteryzuje się według wynalazku tym, że tulejka kołnierzowa nieruchoma umocowana jest w obudowie i ma kołnierz skierowany w stronę walka, usytuowany po stronie zewnętrznej ułożyskowania, a tulejka kołnierzowa ruchoma umocowana jest na czopie wałka i ma kołnierz skierowany w stronę obudowy, usytuowany wewnątrz ułożyskowania. W części komory położonej od strony wewnętrznej ułożyskowania, pomiędzy wewnętrzną walcową, powierzchnią tulejki kołnierzowej nieruchomej i zewnętrzną walcową powierzchnią tulejki kołnierzowej ruchomej, umieszczony jest nieruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym z ramionami

PL 231 323 B1 skierowanymi w stronę czopa wałka, osadzony na wewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej nieruchomej oraz leżący naprzeciwko niego ruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym z ramionami skierowanymi w stronę obudowy, osadzony na zewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej ruchomej. Ramiona magnesu trwałego nieruchomego i ramiona magnesu trwałego ruchomego ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N i S-S. Pomiędzy ramionami magnesu nieruchomego i magnesu ruchomego występuje szczelina powietrzna. W części komory położonej pomiędzy powierzchnią boczną kołnierz a tulejki nieruchomej a magnesami o przekroju poprzecznym ceowym nieruchomym i ruchomym umieszczone jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną, złożone z walcowych magnesów trwałych, rozmieszczonych równomiernie w kołnierzu tulejki kołnierzowej ruchomej i wielokrawędziowych nabiegunników z występami uszczelniającymi, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach cylindrycznych, przylegających obustronnie do bocznych powierzchni kołnierza tulejki ruchomej. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a wewnętrzną powierzchnią walcową tulejki kołnierzowej nieruchomej.

Zastosowanie uszczelnienia z cieczą magnetyczną, które usytuowane jest wewnątrz ułożyskowania, chroni łożysko przed wnikaniem do niego zanieczyszczeń.

Rozwiązanie według wynalazku bliżej przedstawione jest przykładowym wykonaniem łożyskowania, pokazanym na rysunku w półprzekroju osiowym.

Łożyskowanie składa się z wałka 1, obudowy 2, tulejek kołnierzowych 3, 4, magnesów trwałych 5, 6 o przekroju poprzecznym ceowym, magnesów trwałych walcowych 7, wielokrawędziowych nabiegunników 8 i cieczy magnetycznej 9. Tulejka kołnierzowa nieruchoma 3 umocowana jest w obudowie 2 i ma kołnierz 3a skierowany w stronę wałka 1, usytuowany po stronie zewnętrznej ułożyskowania, tulejka kołnierzowa ruchoma 4 umocowana jest na czopie 1a wałka 1 i ma kołnierz 4a skierowany w stronę obudowy 2, usytuowany wewnątrz ułożyskowania. W części komory położonej od strony wewnętrznej ułożyskowania, pomiędzy wewnętrzną walcową powierzchnią tulejki kołnierzowej nieruchomej 3 i zewnętrzną walcową powierzchnią tulejki kołnierzowej ruchomej 4, umieszczony jest nieruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym 5 z ramionami skierowanymi w stronę czopa 1a wałka 1, osadzony na wewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej nieruchomej 3 oraz leżący naprzeciwko niego ruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym 6 z ramionami skierowanymi w stronę obudowy 2, osadzony na zewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej ruchomej 4, przy czym ramiona magnesu trwałego nieruchomego 5 i ramiona magnesu trwałego ruchomego 6 ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N i S-S, a pomiędzy ramionami magnesu nieruchomego 5 i magnesu ruchomego występuje szczelina powietrzna „a”. Ponadto w części komory położonej pomiędzy powierzchnią boczną kołnierza 3a tulejki nieruchomej 3, a magnesami o przekroju poprzecznym ceowym 5, 6, umieszczone jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną, złożone z walcowych magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, rozmieszczonych równomiernie w kołnierzu 4a tulejki kołnierzowej ruchomej 4 oraz wielokrawędziowych nabiegunników 8 z występami uszczelniającymi, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach cylindrycznych, przylegających obustronnie do bocznych powierzchni kołnierza 4a tulejki ruchomej 4. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 8, a wewnętrzną powierzchnią walcową tulejki kołnierzowej nieruchomej 3. Pierścienie sprężyste osadcze 10, 11 mocują tuleje kołnierzowe 3, na czopie 1a wałka 1 i w obudowie 2. Zamknięty obwód magnetyczny Φ utworzony jest przez magnesy trwałe 7, nabiegunniki 8, tulejkę kołnierzową 3 i ciecz magnetyczną 9.

W warunkach eksploatacji łożyskowania wałka według wynalazku, umocowanie magnesów trwałych o przekroju poprzecznym ceowym 5, 6 w tulejach kołnierzowych 3, 4, które osadzone są na czopie la wałka 1 oraz w obudowie 2 i ustawienie magnesów trwałych 5, 6 względem siebie biegunami jednoimiennymi powoduje powstanie siły odpychającej pomiędzy nimi, skierowanej prostopadle do osi wałka, co umożliwia przeniesienie obciążeń poprzecznych działających na łożysko.

PL 231 323 B1

Oznaczenia na rysunku:

- wałek, 1a - czop,

- obudowa,

- tulejka kołnierzowa nieruchoma, 3a - kołnierz,

- tulejka kołnierzowa ruchoma, 4a - kołnierz,

- magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym nieruchomy,

- magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym ruchomy,

- walcowy magnes trwały,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

- ciecz magnetyczna,

10, 11 - pierścienie sprężyste osadcze, a - szczelina powietrzna, δ - szczelina pierścieniowa,

Φ - zamknięty obwód magnetyczny

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wałka zawierające tulejki kołnierzowe, magnesy trwałe o przekroju poprzecznym ceowym, magnesy trwałe walcowe, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że tulejka kołnierzowa nieruchoma (3) umocowana jest w obudowie (2) i ma kołnierz (3a) skierowany w stronę wałka (1), usytuowany po stronie zewnętrznej ułożyskowania, a tulejka kołnierzowa ruchoma (4) umocowana jest na czopie (1a) wałka (1) i ma kołnierz (4a) skierowany w stronę obudowy (2), usytuowany wewnątrz ułożyskowania, zaś w części komory położonej od strony wewnętrznej ułożyskowania, pomiędzy wewnętrzną walcową, powierzchnią tulejki kołnierzowej nieruchomej (3) i zewnętrzną walcową powierzchnią tulejki kołnierzowej ruchomej (4), umieszczony jest nieruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym (5) z ramionami skierowanymi w stronę czopa (1 a) wałka (1), osadzony na wewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej nieruchomej (3) oraz leżący naprzeciwko niego ruchomy magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym (6) z ramionami skierowanymi w stronę obudowy (2), osadzony na zewnętrznej powierzchni walcowej tulejki kołnierzowej ruchomej (4), przy czym ramiona magnesu trwałego nieruchomego (5) i ramiona magnesu trwałego ruchomego (6) ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N i S-S, a pomiędzy ramionami magnesu nieruchomego (5) i magnesu ruchomego (6) występuje szczelina powietrzna (a), a ponadto w części komory położonej pomiędzy powierzchnią boczną kołnierza (3a) tulejki nieruchomej (3) a magnesami o przekroju poprzecznym ceowym nieruchomym (5) i ruchomym (6) umieszczone jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną, złożone z walcowych magnesów trwałych (7), rozmieszczonych równomiernie w kołnierzu (4a) tulejki kołnierzowej ruchomej (4) i wielokrawędziowych nabiegunników (8), z występami uszczelniającymi, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach cylindrycznych, przylegających obustronnie do bocznych powierzchni kołnierza (4a) tulejki ruchomej (4), zaś ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (5) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (8) a wewnętrzną powierzchnią walcową tulejki kołnierzowej nieruchomej (3).