RU197706U1 - Магнитожидкостная опора вертикального вала - Google Patents
Магнитожидкостная опора вертикального вала Download PDFInfo
- Publication number
- RU197706U1 RU197706U1 RU2020102066U RU2020102066U RU197706U1 RU 197706 U1 RU197706 U1 RU 197706U1 RU 2020102066 U RU2020102066 U RU 2020102066U RU 2020102066 U RU2020102066 U RU 2020102066U RU 197706 U1 RU197706 U1 RU 197706U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- magnetic
- support
- permanent magnet
- friction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для повышения надежности и снижения коэффициента трения автономных опор вращающихся вертикальных валов в устройствах непрерывного и продолжительного действия.Техническим результатом полезной модели является повышение надежности, долговечности и снижение коэффициента трения опоры вертикального вала за счет использования энергии магнитного поля постоянного магнита.Опора состоит из вала 1, внутри которого размещен постоянный магнит 2. Вал 1 помещен в стакан 3 с зазором, заполненным магнитной жидкостью 4. Стакан 3 располагается в корпусе 5, который может закрепляться на любой плоской поверхности.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для повышения надежности и снижения коэффициента трения автономных опор вращающихся вертикальных валов в устройствах непрерывного и продолжительного действия. | |
Известны плоские упорные подшипники различной конструкции ([1], стр. 198). | |
Недостатком приведенных выше конструкций подшипников является то, что в опорах с плоско-паралельными поверхностями не может быть обеспечен гидродинамический режим жидкостного трения и для образования масляного слоя между трущимися поверхностями в них, с помощью насоса, создают избыточное давление, что приводит к дополнительным энергозатратам, увеличению веса, усложнению и удорожанию конструкции, а также к снижению надежности опоры в целом. | |
Известны магнитные опоры вертикальных валов ([2], стр.180) в которых для центрирования вертикального вала и для передачи на опору возможных небольших радиальных нагрузок осуществляется с помощью тонких полированных цапф, которые свободно входят в графитовые втулки. |
Недостатком приведенной выше конструкции является то, что смазывающие свойства графита зависят от наличия на его поверхности адсорбированных пленок воды, масел и др. В сухих газовых средах и вакууме коэффициент трения и износ графита увеличивается.
В подшипниках с пористыми втулками для поступления масла из пор подшипник предварительно должен разогреться за счет фрикционного тепла, что на стадии пуска создает дополнительные потери на трение увеличивая износ деталей узла.
Известен магнитогидродинамический подшипниковый узел (SU №1712697, от 13.03.89) состоящий из немагнитного вала, корпуса, содержащего кольцевой постоянный магнит с аксиальной намагниченностью с магнитопроводами примыкающими к полюсам и создающие рабочие зазоры трапецеидального сечения, заполненные магнитным маслом. Первый магнитопровод выполнен с наклонным торцом цилиндрической части и выступом переменного радиуса на наружной поверхности, второй магнитопровод с эксцентричным отверстием с одной стороны и выступом с наклонным торцом на внутренней поверхности с другой. Магнитопроводы входят соосно друг в друга и установлены в корпусе. Их торцевые поверхности, а также торцы образуют одновременно кольцевую и сплошную канавки, заполненные магнитным маслом.
Недостатком приведенного выше магнитогидродинамического подшипникового узла является сложность конструкции, низкая надежность, вследствие малой площади контакта магнитного масла с поверхностью вертикального вала, что, в совокупности с возникающими дополнительными потерями в магнитопроводах, снижает устойчивость узла от радиальных и осевых смещений.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является магнитожидкостный подшипник (SU № 1186850 от 04.05.84), содержащий корпус и смонтированный в нем немагнитный вал с упорным кольцевым диском, а также магнитную систему с кольцевыми постоянными магнитами и магнитопроводами и размещенную в зоне полюсных наконечников между рабочими поверхностями диска и корпуса магнитную жидкость.
Недостатком приведенного выше прототипа является сложность конструкции.
Схема работы опоры, представленная в прототипе, будет выполняться лишь частично. Магнитная жидкость это парамагнетик, поэтому под действием магнитного поля постоянного магнита 3, с учетом того, что вал 2 выполнен из немагнитного материала, магнитная жидкость 7 будет стремиться переместиться в области с максимальной величиной магнитного поля, т.е. к/по кольцевым магнитопроводам 4, причем в нижней части вала 2, помимо действия магнитного поля нижнего постоянного магнита 3 на магнитную жидкость 7 будет оказывать влияние и сила тяжести. В результате сил, способствующих удержанию магнитной жидкости 7 в концентричных кольцевых канавках 6 вала 2, особенно в нижней его части, будет недостаточно.
Цель полезной модели – повышение надежности, долговечности и снижение коэффициента трения опоры вертикального вала за счет использования энергии магнитного поля постоянного магнита.
Техническим результатом полезной модели является конструктивное исполнение опоры вертикального вала обеспечивающее гарантированность зазора между контактирующими поверхностями благодаря наличию между ними разделительного слоя состоящего из коллоидного раствора высокодисперсных магнитных частиц помещенного в неоднородное магнитное поле постоянного магнита.
Технический результат достигается за счет того, что магнитожидкостная опора вертикального вала содержащая корпус, вал, постоянный магнит и магнитную жидкость, отличающаяся тем, что в корпусе опоры установлен стакан в который, с зазором заполненным магнитной жидкостью, помещается вертикальный вал, внутри которого размещен постоянный магнит, обеспечивающий его центрирование в магнитной жидкости за счет создаваемого силой неоднородного магнитного поля магнитожидкостного давления, при этом вал и стакан выполнены из антифрикционного материала.
На Фиг. 1 изображена опора общий вид. На Фиг.2 изображена опора в поперечном вертикальном разрезе.
Опора состоит из вала 1, внутри которого размещен постоянный магнит 2. Вал 1 помещен в стакан 3 с зазором, заполненным магнитной жидкостью 4. Стакан 3 располагается в корпусе 5, который может закрепляться на любой плоской поверхности.
Опора работает следующим образом.
Интенсивность износа опор зависит от многих факторов: характера и направления нагрузки, режима движения, частоты и периодичности переходных процессов «пуск-останов», температуры и т.д. Из основных факторов, влияющих на износ выделяют: материалы сопрягаемых поверхностей и физико-химические свойства смазывающего материала.
В существующих конструкциях опор постоянство положения смазочного материала достигается либо его принудительной подачей под давлением в зону фрикционного контакта, либо конструктивными особенностями узла использующим силы инерции, гравитации или вязкости смазочного материала. В этих случаях отсутствуют условия, обеспечивающие как надежность, так и оптимальные условия работы опоры сводящиеся к обеспечению постоянства смазочного материала в зоне трения. Отказ насоса, разбрызгивание или вытекание смазочного материала через неизбежно образовывающиеся со временем дефекты или зазоры в уплотнениях, труднодоступность узла для обслуживания и т.д. могут стать причиной, как сокращения общего ресурса работы вследствие повышенного износа, так и серьезной поломки механизма.
Существуют также опоры сухого трения, в которых контакт обеспечивается благодаря использованию пар материалов с низким коэффициентом трения. Но известно, что, например, коэффициент трения и износ графита, как антифрикционного материала с одним из самых низких коэффициентов трения, увеличивается при его работе в сухих газовых средах или в условиях вакуума, т.к. его смазывающие свойства зависят от наличия на его поверхности адсорбированных пленок воды или масла ([2], стр.149).
Поэтому для надежной и стабильной работы опоры с условием низкого сопротивления трению скольжению необходимо соблюдать условия по материалу и по постоянству смазки в зоне фрикционного контакта.
Стакан 3 и вал 1 в предлагаемой опоре, выполнены из антифрикционного немагнитного материала (например фторопласта, графита, меди, медно-графитового материала и др.), что создает условия для низкого коэффициента трения скольжения в случае возникновения непосредственного физического контакта между стаканом 3 и валом 1. Наличие разделительного слоя магнитной жидкости 4 между валом 1 и стаканом 3, удерживаемого в зазоре от разбрызгивания или вытекания силой магнитного поля постоянного магнита 2, расположенного внутри вала 1, помимо повышения надежности опоры и исключения сухого трения в зоне фрикционного контакта, т.к. известно, что присутствие между двумя движущимися поверхностями жидкой пленки приводит к существенному снижению коэффициента трения, также способствует и самоцентрированию вала 1 в стакане 3 как в статическом состоянии, так и в процессе работы опоры, вследствие создаваемого силой неоднородного магнитного поля постоянного магнита 2 в магнитной жидкости 4 магнитожидкостного давления, которое максимально в области сильных магнитных полей, т.е. вблизи постоянного магнита и убывает по мере удаления от постоянного магнита. Поэтому смещение вала 1, с размещенным в нем постоянным магнитом 2 к одной из стенок стакана 3, приведет к возрастанию давления в области сближения с одной стороны и понижения давления с другой, в результате возникающие силы, в зависимости от намагниченности магнитной жидкости 4, будут стремиться сместить вал 1 обратно, в зону его первоначального равновесного положение расположенного в центре стакана 3.
Предлагаемая магнитожидкостная опора вертикального вала, для увеличения несущей способности и ограничения смещения подвижной части опоры в осевом направлении, может быть выполнена с разгрузкой в виде магнитной опоры размещенной в верхней части вала 1.
Литература
1. С. А. Чернавский. Подшипники скольжения. М., "МАШГИЗ", 1963., 243 с.
2. Опоры осей и валов машин и приборов / Н. А. Спицын, М. М. Машнев, Е. Я. Красновский и др.; Под ред. Н. А. Спицына и М. М. Машнева. - Ленинград: Машиностроение. 1970. - 519 с.
Claims (1)
- Магнитожидкостная опора вертикального вала, содержащая корпус, вал, постоянный магнит и магнитную жидкость, отличающаяся тем, что в корпусе опоры установлен стакан, в который с зазором, заполненным магнитной жидкостью, помещается вертикальный вал, внутри которого размещен постоянный магнит, обеспечивающий его центрирование в магнитной жидкости за счет создаваемого силой неоднородного магнитного поля магнитожидкостного давления, при этом вал и стакан выполнены из антифрикционного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102066U RU197706U1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Магнитожидкостная опора вертикального вала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102066U RU197706U1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Магнитожидкостная опора вертикального вала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU197706U1 true RU197706U1 (ru) | 2020-05-22 |
Family
ID=70803141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102066U RU197706U1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Магнитожидкостная опора вертикального вала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU197706U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU935657A1 (ru) * | 1980-10-13 | 1982-06-15 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова АН БССР | Магнитножидкостный подшипник |
SU1186850A1 (ru) * | 1984-05-04 | 1985-10-23 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Магнитожидкостный подшипник |
US6672592B1 (en) * | 1999-07-09 | 2004-01-06 | Nok Corporation | Magnetic fluid seal |
RU2699865C1 (ru) * | 2018-12-07 | 2019-09-11 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Магнитожидкостное уплотнение вала |
-
2020
- 2020-01-20 RU RU2020102066U patent/RU197706U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU935657A1 (ru) * | 1980-10-13 | 1982-06-15 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова АН БССР | Магнитножидкостный подшипник |
SU1186850A1 (ru) * | 1984-05-04 | 1985-10-23 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Магнитожидкостный подшипник |
US6672592B1 (en) * | 1999-07-09 | 2004-01-06 | Nok Corporation | Magnetic fluid seal |
RU2699865C1 (ru) * | 2018-12-07 | 2019-09-11 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Магнитожидкостное уплотнение вала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3746407A (en) | Ferrohydrodynamic low friction bearing | |
US4128280A (en) | Self-pressurizing floating gas bearing having a magnetic bearing therein | |
US3620584A (en) | Magnetic fluid seals | |
US3439962A (en) | Reversible sliding bearings of spiral or helical groove type | |
RU185370U1 (ru) | Магнитный подшипник | |
KR102288158B1 (ko) | 슬라이딩 부품 | |
KR20010022290A (ko) | 유체 유동 기계의 회전자용 베어링 장치 및 그 사용방법 | |
US8941278B2 (en) | Method and apparatus for hybrid suspension system | |
US11415142B2 (en) | Shaft bearing device with a lifting device | |
CN101571161B (zh) | 磁性滑动轴承 | |
KR101552350B1 (ko) | 편향력 보상용 쓰러스트 자기 베어링 | |
EA035325B1 (ru) | Гибридный газодинамический радиальный подшипник | |
US9212665B2 (en) | Planetary-type auxiliary bearing for a hydrostatic primary bearing | |
EP3168489A1 (en) | Ball bearing assembly | |
RU197706U1 (ru) | Магнитожидкостная опора вертикального вала | |
JPS599312A (ja) | 磁性流体磁気軸受 | |
CN103615465B (zh) | 一种新型永磁偏置轴向磁悬浮轴承 | |
CN114934953A (zh) | 一种磁性流体轴承 | |
US3325231A (en) | Miniature motor bearing | |
RU2208723C2 (ru) | Гидростатический подшипник | |
JPH033805B2 (ru) | ||
JPS608523A (ja) | 磁性流体すべり軸受構造 | |
CN205446430U (zh) | 齿轮泵的滚动轴承结构及齿轮泵和内啮合齿轮泵 | |
RU2800514C1 (ru) | Подшипниковый узел с порошковой смазкой | |
CN219432295U (zh) | 满装轴承 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200507 |