PL233799B1 - Poprzeczne lozyskowanie magnetyczne - Google Patents

Abstract

Poprzeczne łożyskowanie magnetyczne charakteryzuje się tym, że kołnierz (3a) tulei kołnierzowej nieruchomej (3) osadzonej w obudowie (2) i kołnierz (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) osadzonej na wale (1), usytuowane są naprzeciw siebie, a w każdej z dwóch komór, powstałych po obu stronach kołnierzy (3a, 4a), pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej nieruchomej (3) i zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej ruchomej (4) umieszczone są po dwie pary, magnesów trwałych (5, 6 i 9, 10), przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami (7, 8), przy czym magnesy trwałe (5, 9) - osadzone w tulei kołnierzowej nieruchomej (3) skierowane są ramionami w stronę wału (1), a magnesy trwałe (6, 10) - osadzone w tulei kołnierzowej ruchomej (4) skierowane są ramionami w stronę obudowy (2), a ponadto, pary magnesów trwałych (5, 6) umieszczone przy kołnierzach (3a, 4a), ustawione są naprzeciwko siebie biegunami jednoimiennymi: S-S i N-N, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny powietrzne (a), zaś pary magnesów trwałych (9, 10), znajdujące się po stronach zewnętrznych tulei kołnierzowych (3, 4) są położone naprzeciwko siebie i ustawione biegunami różnoimiennymi: N-S i S-N, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny (δ), w których znajduje się ciecz ferromagnetyczna (11).

Description

Przedmiotem wynalazku jest poprzeczne łożyskowanie magnetyczne, mające zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń, zwłaszcza do łożyskowania wałów szybkoobrotowych.

Z amerykańskiego opisu patentowego US4072370A znane jest poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wału, które składa się z pakietów pierścieniowych magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, ustawionych szeregowo w układzie biegunów N-S, S-N, N-S i przedzielonych pierścieniowymi magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo, ustawionych naprzemiennie w układzie biegunów N-S i S-N względem wałka oraz pierścieniami z materiału ferromagnetycznego. Jeden pakiet magnesów umocowany jest w obudowie, a drugi pakiet magnesów usytuowany pod nim, osadzony jest na wale, przy czym pomiędzy oboma pakietami występuje mała szczelina powietrzna.

Rosyjski opis patentowy RU2446324C1 ujawnia poprzeczne łożyskowanie magnetyczne wału, które w przykładzie wykonania 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 PL193936B1 znane jest promieniowe łożyskowanie wałka z cieczą magnetyczną, w którym magnesy trwałe mają w przekroju poprzecznym kształt leżącej litery „C”. Końce ramion skierowane są w stronę osi wałka i przylegają z obu stron za pośrednictwem pierścieni dystansowych do wykonanego w obudowie kołnierza wewnętrznego. 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. Dodatkowe, zewnętrzne magnesy trwałe skierowane są biegunem jednoimiennym z biegunami występującymi na zewnętrznych ramionach magnesów trwałych, po obu stronach łożyskowania. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinie pomiędzy czopem a panewką.

Także z polskiego opisu patentowego PL216854B1 znane jest inne rozwiązanie promieniowego łożyskowania wałka z cieczą magnetyczną, w którym wałek umieszczony jest 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. 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.

W polskim zgłoszeniu patentowym P.415236A1 ujawniono rozwiązanie poprzecznego łożyskowania magnetycznego, zawierającego dwie tuleje kołnierzowe, magnesy trwałe o przekroju poprzecznym ceowym i niemagnetyczne pierścienie dystansowe które charakteryzuje się tym, że nieruchoma tuleja kołnierzowa umocowana jest w obudowie i ma kołnierz skierowany w stronę wału, ruchoma tuleja kołnierzowa umocowana jest na wale i ma kołnierz skierowany w stronę obudowy. W komorze utworzonej pomiędzy tulejami, umieszczone są nieruchome magnesy trwałe z ramionami skierowanymi w stronę wału, osadzone w tulei nieruchomej i przedzielone niemagnetycznym pierścieniem dystansowym oraz ruchome magnesy trwałe z ramionami skierowanymi w stronę obudowy, osadzone w tulei ruchomej i przedzielone niemagnetycznym pierścieniem dystansowym. Ramiona magnesów ruchomych i magnesów nieruchomych usytuowane są względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N i S-S. Pomiędzy ramionami magnesów ruchomych i magnesów nieruchomych, pomiędzy kołnierzem tulei nieruchomej a zewnętrzną powierzchnią walcową tulei ruchomej, a także pomiędzy kołnierzem tulei ruchomej a wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej występuje niewielka szczelina powietrzna.

Istota poprzecznego łożyskowania magnetycznego według wynalazku, zawierającego tuleję kołnierzową nieruchomą osadzoną w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału, tuleję kołnierzową ruchomą osadzoną na wale z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, magnesy trwałe o przekroju poprzecznym ceowym, i niemagnetyczne przekładki polega na tym, że kołnierz tulei kołnierzowej nieruchomej i kołnierz tulei kołnierzowej ruchomej, usytuowane są naprzeciw siebie, a w każdej

PL 233 799 B1 z dwóch komór, powstałych po obu ich stronach, pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej nieruchomej i zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej ruchomej umieszczone są po dwie pary magnesów trwałych, przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami. Magnesy trwałe osadzone w tulei kołnierzowej nieruchomej są skierowane ramionami w stronę wału, a magnesy trwałe osadzone w tulei kołnierzowej ruchomej, skierowane są ramionami w stronę obudowy. Ponadto, wewnętrzne pary magnesów trwałych umieszczone przy kołnierzach, ustawione są naprzeciwko siebie biegunami jednoimiennymi: S-S i N-N, a pomiędzy nimi znajdują się pierścieniowe szczeliny powietrzne. Z kolei, skrajne pary magnesów trwałych, znajdujące się po stronach zewnętrznych tulei kołnierzowych, są ustawione naprzeciwko siebie biegunami różnoimiennymi: N-S i S-N, a pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny, wypełnione cieczą ferromagnetyczną.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania, pokazanym na rysunku w półprzekroju osiowym. Łożyskowanie składa się z tulei kołnierzowej nieruchomej 3, tulei kołnierzowej ruchomej 4, magnesów trwałych 5, 6, 9, 10 o przekroju poprzecznym ceowym, niemagnetycznych przekładek 7, 8 i cieczy ferromagnetycznej 11. Tuleja kołnierzowa nieruchoma 3 z kołnierzem 3a skierowanym w stronę wału 1 osadzona jest w obudowie 2, a tuleja kołnierzowa ruchoma 4 z kołnierzem 4a skierowanym w stronę obudowy 2 osadzona jest na wale 1, przy czym kołnierze 3a i 4a ustawione są naprzeciwko siebie z luzem. W komorach powstałych pomiędzy powierzchniami bocznymi kołnierzy 3a, 4a obu tulei 3, 4, wewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej nieruchomej 3 i zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej ruchomej 4 umieszczone są po dwie pary magnesów trwałych 5, 6 i 9, 10 przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami 7, 8, przy czym magnesy 5, 9 osadzone w tulei kołnierzowej nieruchomej 3 skierowane są ramionami w stronę wału 1, a magnesy 6, 10 osadzone w tulei kołnierzowej ruchomej 4 skierowane są ramionami w stronę obudowy 2. Ponadto, pary magnesów 5, 6 położonych naprzeciwko siebie i znajdujące się wewnątrz tulei 3, 4 w pobliżu kołnierzy 3a, 4a, ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi S-S i N-N, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny powietrzne a, zaś pary magnesów trwałych 9,10 położonych naprzeciwko siebie, znajdujące się po stronach zewnętrznych tulei kołnierzowych 3, 4, ustawione są względem siebie biegunami różnoimiennymi N i S, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny δ, w których znajduje się ciecz ferromagnetyczna 11. Pierścienie uszczelniające 12, 13 typu „O” zabezpieczają szczelność pomiędzy tulejami kołnierzowymi 3, 4 a obudową 2 oraz wałem 1, zaś pierścienie uszczelniające 14, 15 typu „O”, zabezpieczają szczelność pomiędzy magnesami trwałymi 9, 10, a tulejami kołnierzowymi 3, 4. Pierścień osadczy sprężysty 16 mocuje tuleję kołnierzową 3 wraz z magnesami trwałymi 5, 9 i niemagnetycznymi przekładkami 7 w obudowie 2, a pierścień osadczy sprężysty 17 mocuje tuleję kołnierzową 4 wraz z magnesami trwałymi 6, 10 i niemagnetycznymi przekładkami 8 na wale 1.

W warunkach eksploatacji poprzecznego łożyskowania magnetycznego wału według wynalazku, umocowanie magnesów trwałych 5, 6 o przekroju poprzecznym ceowym w tulei kołnierzowej nieruchomej 3 oraz w tulei kołnierzowej ruchomej 4 i ustawienie ich względem siebie biegunami jednoimiennymi S-S i N-N pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny powietrzne a, tworzy łożyska magnetyczne poprzeczne. Takie ustawienie magnesów trwałych 5, 6 powoduje powstanie siły odpychającej pomiędzy nimi, skierowanej prostopadle do osi wału 1, co umożliwia przeniesienie obciążeń poprzecznych działających na łożyska. Ponadto umieszczenie w tulei kołnierzowej nieruchomej 3 i w tulei kołnierzowej ruchomej 4 magnesów trwałych 9, 10 o przekroju poprzecznym ceowym i ustawienie ich względem siebie biegunami różnoimiennymi N i S, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny δ, tworzy uszczelnienia z cieczą ferromagnetyczną, które usytuowane na zewnątrz ułożyskowania, chronią przed wnikaniem do niego zanieczyszczeń.

Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Poprzeczne łożyskowanie magnetyczne, zawierające tuleję kołnierzową nieruchomą osadzoną w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału, tuleję kołnierzową ruchomą osadzoną na wale z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, magnesy trwałe o przekroju poprzecznym ceowym, niemagnetyczne przekładki, znamienne tym, że kołnierz (3a) tulei kołnierzowej nieruchomej (3) i kołnierz (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) usytuowane są naprzeciw siebie, a w każdej z dwóch komór, powstałych po obu stronach kołnierzy (3a, 4a), pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej nieruchomej (3) i zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowej ruchomej (4) umieszczone są po

PL 233 799 Β1 dwie pary, magnesów trwałych (5, 6 i 9, 10), przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami (7,8), przy czym magnesy trwałe (5, 9) - osadzone w tulei kołnierzowej nieruchomej (3) skierowane są ramionami w stronę wału (1), a magnesy trwałe (6, 10) - osadzone w tulei kołnierzowej ruchomej (4), skierowane są ramionami w stronę obudowy (2), a ponadto, pary magnesów trwałych (5, 6) umieszczone przy kołnierzach (3a, 4a), ustawione są naprzeciwko siebie biegunami jednoimiennymi: S-S i N-N, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny powietrzne (a), zaś pary magnesów trwałych (9, 10), znajdujące się po stronach zewnętrznych tulei kołnierzowych (3, 4) są położone naprzeciwko siebie i ustawione biegunami różnoimiennymi: N-S i S-N, pomiędzy którymi występują pierścieniowe szczeliny (δ), w których znajduje się ciecz ferromagnetyczna (11).

Rysunek