RU1774091C - Опорный подшипниковый узел - Google Patents

Abstract

Использование: в конструкци х роторных машин. Сущность изобретени : в корпусе размещены радиальные электромагнитные подшипники, наружные подвижные кольца которых наход тс  во фрикционном зацеплении с цапфой вала. На наружной поверхности каждого подвижного кольца, в средней его части, выполнена кольцева  канавка, в которой размещена роторна  обмотка. В корпусе по периметру с охватом каждой роторной обмотки подшипников размещена едина  статорна  обмотка . 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в конструкци х роторных машин и механизмов различного назначени : компрессорах, тур- бомашинах, электродвигател х.

Известен электромагнитный подшипник дл  узла с вращающимс  валом 1.

Известен электромагнитный подшипник дл  электродвигател  2.

Известен опорный подшипниковый узел, содержащий корпус, цапфу вала и смонтированные в корпусе радиальные подшипники, наружные подвижные кольца которых наход тс  во фрикционном зацеплении с цапфой вала 3.

В известном опорном подшипниковом узле используютс  шарикоподшипники, и вследствие значительного трени  может возникнуть проскальзывание наружных подвижных колец относительно цапфы вала, обусловленное сопротивлением в шарикоподшипниках . Это приводит к износу цапфы

вала, как быстровращающегос  тела, разрушению ее поверхности в районе контакта с наружными подвижными кольцами, задирам . Кроме того, указанное выше проскальзывание , особенно при высоких частотах вращени  цапфы вала, или резком ее торможении вызывает интенсивный локальный нагрев цапфы вала и подплавлени . В св зи с этим возникает необходимость подачи смазки в зону фрикционного зацеплени , что приведет к усложнению конструкции опорного подшипникового узла, увеличению затрат на его изготовление и эксплуатацию, ограничит область его применени . Известный опорный подшипниковый узел не имеет возможности обеспечить высокие частоты вращени  цапфы вала из- за наличи  в его конструкции шарикоподшипников . Срок службы его определ етс  сроком службы сопр жени  наружных подвижный колец и цапфы вала, а срок службы указанного сопр жени  недостаточен по

х| х|

О

ю

вышеупом нутым причинам Следовательно , и срок службы опорною подшипникового узла с шарико 1- ми подшипниками офани- чен. К недостаткам прототипа следует также от нес1и существенные поторч энергии на трение

Целью изобретени  увеличение срока службы опорною подшипникового узла.

Дл  этого в предлагаемом опорном подшипниковом узле подшипники выполнены электромагнитными, на наружной поверхности каждого подвижного кольца, в средней его части, выполнена кольцева  канавка, в которой размещена роторна  обмотка , а в корпусе по периметру с скнатом каждой роторной обмотки подшипников размещена едина  статорна  обмотка

Наличие на каждом подвижно кольце роторной обмотки электродвигател , а эк же наличие в корпусе опорного подшипникового узла единой статорнои обмотки, охватывающей каждую роторную обмотку, позвол ет осуществить принудительную раскрутку и торможение подвижных колец Таким образом удаетс  синхронизировать вращение цапфы вала и подвижных колец, уравн ть их окружные скорости, т е избежать возможного проскальзывани 

Предлагаемый опорный подшипниковый узел позвол ет сплть с цапфы вала ограничени  по максимальной частоте вращени , так как электромагнитные подшипники в отличие oi шариковых ограничений по частоте вращени  практически не имеют. Поскольку горние в электромагнитных подшипниках примерно на пор док меньше, чем в шариковых, то и веро тность по влени  проскальзывани  подвижных колец относительно цапфы вала в предлагаемом подшипниковом узле значительно меньше, чем в прототипе А наличие принудительной раскрутки или юрможени  подвижных колец, позвол ющее придать им ту же окружную скорость, что и у иапфы вала, уменьшает веро тность по влени  проскальзывани  практически до нул , отсутствие проскальзывани  подвижных колец относительно цапфы вала приводит к сохранению этой сопр женной пары, значительному уменьшению износовых  влений, перегревов в зоне контакта и, в конечном итоге, к увеличению срока службы и надежности опорного подшипникового узла. Оснащение последнего электромагнитными подшипниками может расширить область его применени  в силу р да известных преимуществ этого вала подшипников по сравнению с шариковыми.

На фиг.1 изображен предлагаемый опорный подшипниковый узел, общий вид; на фиг,2 - то же, разрез; на фиг.З - сечение Л-А на фиг.1.

Подшипниковый узел содержит цапфу

вала 1, наход щуюс  во фрикционном зацеплении с наружной выпуклой поверхностью подвижных колец2, которые насажены на корпусные втулки 3. Между внутренней

0 вогнутой поверхностью подвижных колец 2 и корпусными втулками 3 наход тс  электромагнитные подшипники, Подвижные кольца 2 выполнены из магнитонепроница- емого материала (немагнитного), а на их

5 внутренней вогнутой поверхности размещены опорные гильзы 4 из магнитопровод ще- го материала. Необходимость последних диктуетс  спецификой магнитных подшипников . На наружной выпуклой поверхности

0 подвижных колец 2, в их средней части, выполнены кольцевые канавки, в которых размещены роторные обмотки 5. Последние охватывает едина  сгаторна  обмотка электродвигател  6, котора  размещена вкорпу5 се 7 по периметру

При подаче электрического тока на элект ромагниты. размещенные в корпусных втулках 3, подвижные кольца 2 вход т во

0 фрикционное взаимодействие с цапфой вала 1 своей наружной выпуклой поверхностью Таким образом вращение цапфы вала 1 передаетс  подвижным кольцам 2, а статические и динамические нагрузки воспри5 нимают электромагнитные подшипники, расположенные между корпусными втулками 3 и внутренней вогнутой поверхностью подвижных колец 2 В случае, если окружна  скорость последних станет меньше, чем у

0 цапфы вала 1, то ее можно будет увеличить подав напр жение на статорную обмотку электродвигател  6. Последн  , взаимодейству  с роторной обмоткой 5, приложит к подвижному кольцу 2 дополнительный

5 крут щий момент, и придаст ему ту же окружную скорость, что и у цапфы вала 1. При торможении последней может возникнуть опережение ее по частоте вращени  подвижными кольцами 2. дл  предотвраще0 ни  этого следует изменить пол рность при подаче питани  на статорную обмотку 6. За счет этого осуществл етс  торможение подвижных колец 2 и синхронизаци  их вращени  с цапфой вала 1. Так как по5 движные кольца 2 обладают достаточно большой инерционностью, то при резком торможении цапфы вала 1 необходимо обезопасить фрикционное зацепление, что и достигаетс  принудительным подтормажи- ванием подвижных колец 2.

В св зи с применением в опорном подшипниковом узле электромагнитных подшипников значительно уменьшаетс  веро тность проскальзывани  подвижных колец относительно цапфы вала вследствие разницы величин трени  в шариковых и электромагнитных подшипниках. Кроме того , в предлагаемом опорном подшипниковом узле все подвижные кольца снабжены принудительной раскруткой и торможением , которые позвол ют им вращатьс  с той же окружной скоростью, что и цапфа вала, т.е. исключаетс  возможность проскальзывани  во фрикционном зацеплении подвижное кольцо - цапфа вала. Совокупность двух указанных выше факторов позвол ет уменьшить износовые  влени  в указанной сопр женной паре и значительно

увеличить срок службы опорного подшипникового узла.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Опорный подшипниковый узел, содержащий корпус, цапфу вала и смонтированные в корпусе радиальные подшипники, наружные подвижные кольца которых наход тс  во фрикционном зацеплении с цапфой вала, отличающийс  тем, что. с

   0 целью увеличени  срока службы, подшипники выполнены электромагнитными, на наружной поверхности каждого подвижного кольца в средней его части выполнена кольцева  канавка, в которой размещена

   5 роторна  обмотка, а в корпусе по периметру с охватом каждой роторной обмотки подшипников размещена едина  статорна  обмотка.

   .vgggg -Z-Z-Z Vу f - 3х- . У v йУ

   Фиг. 1

   Го

   с

   5

    - 

   Фиг.З