RU2183773C2 - Noncontact magnetic screw train and its versions - Google Patents
Noncontact magnetic screw train and its versions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183773C2 RU2183773C2 RU2000123375/28A RU2000123375A RU2183773C2 RU 2183773 C2 RU2183773 C2 RU 2183773C2 RU 2000123375/28 A RU2000123375/28 A RU 2000123375/28A RU 2000123375 A RU2000123375 A RU 2000123375A RU 2183773 C2 RU2183773 C2 RU 2183773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nut
- magnetic
- screw
- aerostatic
- ring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к прецизионному машиностроению и может быть использовано в качестве передачи для создания сверхточного линейного привода в станкостроении, метрологии, оптике и электронной промышленности. The invention relates to precision engineering and can be used as a transmission to create an ultra-precise linear drive in machine tools, metrology, optics and the electronics industry.
Известна магнитная винтовая передача, которая содержит цилиндрический постоянный магнит с геликоидальным намагничением, размещенный в стальном корпусе, а винт со спиральной резьбой выполнен из ферромагнитного материала и установлен внутри гайки с воздушным зазором (International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment, Tokyo, Julu, 20-23, 1997). Known magnetic screw transmission, which contains a cylindrical permanent magnet with a helical magnetization, located in a steel casing, and a screw with a spiral thread is made of ferromagnetic material and installed inside the nut with an air gap (International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment, Tokyo, Julu, 20-23, 1997).
Недостатком известной магнитной винтовой передачи является низкая жесткость и низкая максимальная несущая способность, так как невозможно обеспечить резкую границу между намагниченными и ненамагниченными участками цилиндрического магнита. A disadvantage of the known magnetic helical transmission is low stiffness and low maximum bearing capacity, since it is impossible to provide a sharp boundary between the magnetized and non-magnetized sections of the cylindrical magnet.
Известна магнитная винтовая передача, которая содержит винт и гайку, взаимодействующие друг с другом через воздушный радиальный зазор, в гайке установлены постоянный магнит и полюсные наконечники с резьбой. Канавки резьбы винта и гайки заполнены немагнитным материалом, причем винт и гайка имеют участки резьбы, выполненные из ферромагнитного материала, в гайке или винте выполнены радиальные отверстия для подачи сжатой текучей среды к зазору между винтом и гайкой (Авторское свидетельство СССР N 1219850, МКИ F 16 H 25/24, 1986). Known magnetic screw transmission, which contains a screw and a nut that interact with each other through an air radial clearance, a permanent magnet and threaded pole pieces are installed in the nut. The thread grooves of the screw and nut are filled with non-magnetic material, the screw and nut having thread portions made of ferromagnetic material, radial holes are made in the nut or screw for supplying compressed fluid to the gap between the screw and nut (USSR Author's Certificate N 1219850, MKI F 16
Вышеописанное техническое решение по общности решаемых задач наиболее близко к изобретению и выбрано в качестве прототипа. The above technical solution for the generality of the tasks being solved is closest to the invention and is selected as a prototype.
Однако известная магнитная винтовая передача имеет недостаточную кинематическую точность и жесткость передачи, технологически сложное конструктивное выполнение и большие габаритные размеры. However, the known magnetic screw transmission has insufficient kinematic accuracy and rigidity of the transmission, technologically complex structural design and large overall dimensions.
Техническим результатом изобретения является создание бесконтактной магнитной винтовой передачи, которая имеет повышенную кинематическую точность и жесткость передачи при малых габаритных размерах. The technical result of the invention is the creation of a non-contact magnetic screw transmission, which has increased kinematic accuracy and rigidity of the transmission with small overall dimensions.
Кроме того, обеспечивается экономия дефицитных материалов и повышается технологичность при ее изготовлении. In addition, the economy of scarce materials is provided and the manufacturability of its manufacture is increased.
Сущность изобретения заключается в том, что создана новая бесконтактная магнитная винтовая передача (БМВП). The essence of the invention lies in the fact that created a new contactless magnetic helical gear (BMVP).
Согласно первому варианту БМВП содержит винт и гайку, взаимодействующие друг с другом через радиальный зазор, в гайке установлены постоянный магнит и полюсные наконечники с резьбой, причем гребни резьбы винта выполнены из ферромагнитного материала, а канавки резьбы винта и резьбы полюсных наконечников заполнены твердым немагнитным материалом. В гайке выполнены подводящие каналы, предназначенные для подачи сжатой текучей среды в радиальный зазор между винтом и гайкой. According to the first embodiment, BMVP contains a screw and a nut interacting with each other through a radial clearance, a permanent magnet and threaded pole pieces are installed in the nut, the screw thread combs are made of ferromagnetic material, and the screw thread grooves and the thread of the pole pieces are filled with solid non-magnetic material. The nut has supply channels for supplying compressed fluid to the radial clearance between the screw and the nut.
Отличительными признаками БМВП согласно первому варианту является введение двух магнитопроводов, выполненных в виде соосных колец, двух аэростатических дроссельных узлов, расположенных с двух сторон по краям гайки, двух заходных колец, установленных на торцах гайки, и немагнитной кольцевой проставки. Постоянный магнит выполнен в виде кольца, намагниченного вдоль оси гайки, и установлен между обращенными друг к другу торцами магнитопроводов, полюсные наконечники выполнены в виде втулок, каждая из которых жестко соединена с внутренней поверхностью соответствующего магнитопровода, немагнитная кольцевая проставка установлена между внутренними торцами полюсных наконечников внутри кольца постоянного магнита. Каждый аэростатический дроссельный узел, установлен в выточках магнитопровода, примыкает к торцу соответствующего полюсного наконечника и соединен с подводящим каналом, который образован отверстием, выполненным в магнитопроводе. Distinctive features of BMVP according to the first option is the introduction of two magnetic cores made in the form of coaxial rings, two aerostatic throttle assemblies located on both sides of the nut edges, two lead-in rings mounted on the ends of the nut, and a non-magnetic ring spacer. The permanent magnet is made in the form of a ring magnetized along the axis of the nut and is installed between the ends of the magnetic cores facing each other, the pole pieces are made in the form of bushings, each of which is rigidly connected to the inner surface of the corresponding magnetic circuit, a non-magnetic ring spacer is installed between the inner ends of the pole pieces inside permanent magnet rings. Each aerostatic throttle assembly, mounted in the recesses of the magnetic circuit, is adjacent to the end face of the corresponding pole piece and is connected to the supply channel, which is formed by an opening made in the magnetic circuit.
Аэростатический дроссельный узел содержит аэростатический дроссельный элемент, по крайней мере две кольцевые разводящие канавки, объединенные перепускной осевой канавкой, причем аэростатический дроссельный элемент через кольцевые разводящие канавки соединен с подводящим каналом. The aerostatic throttle assembly comprises an aerostatic throttle element, at least two annular distributing grooves connected by an axial bypass groove, the aerostatic throttle element being connected through the annular distributing grooves to the supply channel.
Аэростатический дроссельный элемент имеет три конструктивных варианта выполнения:
- в виде кольца из пористого материала;
- в виде кольца с отверстиями, в которых установлены жиклеры;
- в виде калиброванных щелей.The aerostatic throttle element has three design options:
- in the form of a ring of porous material;
- in the form of a ring with holes in which the jets are installed;
- in the form of calibrated slots.
Согласно второму варианту БМВП содержит винт и гайку, взаимодействующие друг с другом через радиальный зазор, в гайке установлены постоянный магнит и полюсные наконечники с резьбой, гребни резьбы винта выполнены из ферромагнитного материала, а канавки резьбы винта и резьбы полюсных наконечников заполнены твердым немагнитным материалом. В гайке выполнены подводящие каналы, предназначенные для подачи сжатой текучей среды в радиальный зазор между винтом и гайкой. According to the second variant, BMVP contains a screw and a nut interacting with each other through a radial clearance, a permanent magnet and pole pieces with a thread are installed in the nut, screw thread combs are made of ferromagnetic material, and the screw thread grooves and the thread of the pole pieces are filled with solid non-magnetic material. The nut has supply channels for supplying compressed fluid to the radial clearance between the screw and the nut.
Отличительными признаками БМВП согласно второму варианту является введение двух магнитопроводов и N магнитопроводов удвоенной длины, выполненных в виде соосных колец, N полюсных наконечников удвоенной длины, N постоянных магнитов, (N+1) немагнитных проставок, где N≥1, двух аэростатических дроссельных узлов, расположенных с двух сторон по краям гайки, и двух заходных колец, установленных на торцах гайки. Гайка снабжена корпусом, выполненным из немагнитного материала, полюсные наконечники и N полюсных наконечников удвоенной длины выполнены в виде втулок, каждая из которых жестко соединена с внутренней поверхностью соответствующего магнитопровода и N магнитопроводами удвоенной длины. Постоянные магниты выполнены в виде колец, намагниченных вдоль оси гайки, из материалов, различающихся по величинам коэрцитивной силы, причем упомянутый постоянный магнит установлен после торца первого магнитопровода, а N-ый из введенных постоянных магнитов установлен после торца N-ого магнитопровода удвоенной длины. Distinctive features of BMVP according to the second option is the introduction of two magnetic cores and N double-core magnetic cores made in the form of coaxial rings, N double-length pole pieces, N permanent magnets, (N + 1) non-magnetic spacers, where N≥1, two aerostatic throttle assemblies, located on both sides along the edges of the nut, and two lead-in rings mounted on the ends of the nut. The nut is equipped with a housing made of non-magnetic material, the pole pieces and the N pole pieces of double length are made in the form of bushings, each of which is rigidly connected to the inner surface of the corresponding magnetic circuit and N magnetic cores of double length. Permanent magnets are made in the form of rings magnetized along the axis of the nut, from materials that differ in magnitude of coercive force, moreover, the said permanent magnet is installed after the end of the first magnetic circuit, and the Nth of the introduced permanent magnets is installed after the end of the Nth magnetic circuit of double length.
Первая из (N+1) немагнитных кольцевых проставок установлена между внутренними торцами полюсного наконечника и первым полюсным наконечником удвоенной длины внутри кольца первого постоянного магнита, а каждая N-ая немагнитная кольцевая проставка установлена после N-ого полюсного наконечника удвоенной длины внутри кольца N-ого постоянного магнита. The first of the (N + 1) non-magnetic ring spacers is installed between the inner ends of the pole piece and the first pole piece of double length inside the ring of the first permanent magnet, and each Nth non-magnetic ring piece is installed after the Nth pole piece of double length inside the ring of the Nth permanent magnet.
Каждый аэростатический дроссельный узел установлен в выточках корпуса между торцами соответствующего полюсного наконечника и заходного кольца и соединен с подводящим каналом, который образован отверстием, выполненным в корпусе гайки. Each aerostatic throttle assembly is installed in the recesses of the housing between the ends of the corresponding pole piece and the inlet ring and is connected to a supply channel, which is formed by an opening made in the nut housing.
Винт снабжен осевым отверстием - полым или заполненным стержнем из немагнитного материала. The screw is equipped with an axial hole - a hollow or filled rod of non-magnetic material.
Согласно третьему варианту БМВП содержит винт и гайку, взаимодействующие друг с другом через радиальный зазор, гребни резьбы винта выполнены из ферромагнитного материала, а канавки заполнены твердым немагнитным материалом, в гайке выполнены подводящие каналы, предназначенные для подачи сжатой текучей среды в радиальный зазор между винтом и гайкой. According to the third embodiment, BMVP contains a screw and a nut interacting with each other through a radial clearance, screw thread combs are made of ferromagnetic material, and the grooves are filled with solid non-magnetic material, supply channels are made in the nut for supplying compressed fluid to the radial clearance between the screw and with a nut.
Отличительными признаками БМВП согласно третьему варианту является введение двух аэростатических дроссельных узлов, расположенных с двух сторон по краям гайки, двух заходных колец и кольцевой тонкостенной вставки из ферромагнитного материала, причем гайка снабжена корпусом, выполненным из немагнитного материала, с которым жестко соединена кольцевая вставка. Distinctive features of BMVP according to the third option is the introduction of two aerostatic throttle assemblies located on both sides of the nut edges, two lead-in rings and a thin-walled annular insert made of ferromagnetic material, the nut provided with a housing made of non-magnetic material, to which the annular insert is rigidly connected.
В кольцевой вставке выполнена многозаходная резьба на всю ее толщину, канавки резьбы, заполненные магнитотвердым материалом, образуют геликоидальные постоянные магниты с осевым намагничением, причем постоянные магниты четного и нечетного заходов резьбы выполнены из материалов, различающихся по величинам коэрцитивной силы, а направления намагничения смежных постоянных магнитов противоположны. Высота геликоидальных постоянных магнитов меньше глубины канавок резьбы на толщину защитного слоя, выполненного из немагнитного материала. A multi-starting thread is made in the annular insert to its entire thickness, the thread grooves filled with hard magnetic material form helical permanent magnets with axial magnetization, the permanent magnets of even and odd thread starts are made of materials that differ in magnitude of the coercive force, and the directions of magnetization of adjacent permanent magnets opposite. The height of the helicoidal permanent magnets is less than the depth of the thread grooves by the thickness of the protective layer made of non-magnetic material.
Заходные кольца установлены на торцах гайки, каждый аэростатический дроссельный узел установлен в выточках корпуса, примыкает к заходному кольцу и соединен с подводящим каналом, который образован отверстием, выполненным в корпусе гайки, а винт снабжен осевым отверстием - полым или заполненным стержнем из немагнитного материала. Entrance rings are installed on the ends of the nut, each aerostatic throttle assembly is installed in the undercuts of the housing, adjoins the entry ring and is connected to the inlet channel, which is formed by an opening made in the nut housing, and the screw is provided with an axial hole - a hollow or filled rod of non-magnetic material.
Аэростатические дроссельные узлы и аэростатические дроссельные элементы во втором и третьем вариантах БМВП имеют такое же конструктивное выполнение, как и в первом варианте. Aerostatic throttle units and aerostatic throttle elements in the second and third versions of BMVP have the same structural design as in the first embodiment.
Согласно четвертому варианту БМВП содержит винт и гайку, взаимодействующие друг с другом через радиальный зазор, в гайке установлены постоянный магнит и полюсные наконечники с резьбой, причем гребни резьбы винта выполнены из ферромагнитного материала, а канавки резьбы винта и резьбы полюсных наконечников заполнены твердым немагнитным материалом. В гайке выполнены подводящие каналы, предназначенные для подачи сжатой текучей среды в радиальный зазор между винтом и гайкой. According to the fourth embodiment, BMVP contains a screw and a nut interacting with each other through a radial clearance, a permanent magnet and threaded pole pieces are installed in the nut, the screw thread combs are made of ferromagnetic material, and the screw thread grooves and the thread of the pole pieces are filled with solid non-magnetic material. The nut has supply channels for supplying compressed fluid to the radial clearance between the screw and the nut.
Отличительными признаками БМВП согласно четвертому варианту является введение двух магнитопроводов, выполненных в виде соосных колец, двух аэростатических дроссельных элементов, расположенных с двух сторон по краям гайки, двух заходных колец, установленных на торцах гайки, и немагнитной кольцевой проставки. Постоянный магнит выполнен в виде кольца, намагниченного вдоль оси гайки, и установлен между обращенными друг к другу торцами магнитопроводов. Distinctive features of BMVP according to the fourth option is the introduction of two magnetic cores made in the form of coaxial rings, two aerostatic throttle elements located on both sides of the nut edges, two lead-in rings mounted on the ends of the nut, and a non-magnetic ring spacer. The permanent magnet is made in the form of a ring magnetized along the axis of the nut and is installed between the ends of the magnetic circuits facing each other.
Полюсные наконечники выполнены в виде втулок, каждая из которых жестко соединена с внутренней поверхностью соответствующего магнитопровода, между внутренними торцами полюсных наконечников внутри кольца постоянного магнита установлена немагнитная кольцевая проставка, в которой выполнен Т-образный канал и кольцевая разводящая канавка. Pole lugs are made in the form of bushings, each of which is rigidly connected to the inner surface of the corresponding magnetic circuit; a non-magnetic ring spacer is installed between the inner ends of the pole lugs inside the permanent magnet ring, in which a T-shaped channel and an annular distributing groove are made.
Каждый аэростатический дроссельный элемент через радиальный зазор между винтом и гайкой и кольцевую разводящую канавку соединен с подводящим каналом, который образован радиальным отверстием, выполненным в одном из магнитопроводов, совмещенным с Т-образным каналом. Each aerostatic throttle element through a radial clearance between the screw and nut and the annular distributing groove is connected to the supply channel, which is formed by a radial hole made in one of the magnetic circuits, combined with a T-shaped channel.
Аэростатический дроссельный элемент в четвертом варианте БМВП выполнен в виде кольцевой щели, образованной цилиндрической частью внутренней поверхности заходного кольца и поверхностью винта, причем высота кольцевой щели меньше радиального зазора между винтом и гайкой. The aerostatic throttle element in the fourth version of the BMVP is made in the form of an annular gap formed by the cylindrical part of the inner surface of the inlet ring and the surface of the screw, and the height of the annular gap is less than the radial clearance between the screw and the nut.
На фиг. 1 изображен первый вариант бесконтактной магнитной винтовой передачи;
На фиг.2 - узел I на фиг.1;
На фиг.3 - узел II-1 на фиг.1;
На фиг.4 - узел II-2 на фиг.1;
На фиг.5 - узел II-3 на фиг.1;
На фиг. 6 изображен второй вариант бесконтактной магнитной винтовой передачи (узел I и узлы II-1, II-2 и II-3 показаны соответственно на фиг.2-5);
На фиг. 7 изображен третий вариант бесконтактной магнитной винтовой передачи;
На фиг.8 - узел III на фиг.7.In FIG. 1 shows a first embodiment of a non-contact magnetic helical gear;
Figure 2 - node I in figure 1;
Figure 3 - node II-1 in figure 1;
Figure 4 - node II-2 in figure 1;
Figure 5 - node II-3 in figure 1;
In FIG. 6 shows a second embodiment of a non-contact magnetic screw drive (node I and nodes II-1, II-2 and II-3 are shown in FIGS. 2-5, respectively);
In FIG. 7 shows a third embodiment of a non-contact magnetic helical gear;
On Fig - node III in Fig.7.
На фиг. 9 изображен четвертый вариант бесконтактной магнитной винтовой передачи;
На фиг.10 - узел IV на фиг.9.In FIG. 9 shows a fourth embodiment of a non-contact magnetic helical gear;
Figure 10 - node IV in figure 9.
На фиг. 1 обозначены винт 1, гайка 2, постоянный магнит 3, полюсные наконечники 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатические дроссельные элементы 12, подводящий канал 13, магнитопроводы 14, немагнитная кольцевая проставка 15, заходные кольца 16. In FIG. 1,
На фиг. 2 обозначены винт 1, гайка 2, немагнитное заполнение 7 и 8 канавок резьбы соответственно винта 1 и гайки 2, гребни 9 и 10 резьбы соответственно винта 1 и гайки 2, радиальный зазор 11 между винтом 1 и гайкой 2. In FIG. 2,
На фиг.3 обозначены винт 1, гайка 2, полюсной наконечник 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатический дроссельный элемент 12, подводящий канал 13, магнитопровод 14, кольцевые разводящие канавки 17, перепускная канавка 18, заходное кольцо 16, кольцо 19 и жиклеры 20. Figure 3 shows the
На фиг.4 обозначены винт 1, гайка 2, полюсной наконечник 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатический дроссельный элемент 12, подводящий канал 13, магнитопровод 14, кольцевые разводящие канавки 17, перепускная канавка 18, заходное кольцо 16, центральное кольцо 21, кольца 22 с проточкой и калиброванные щелевые отверстия 23. In Fig. 4, a
На фиг.5 обозначены винт 1, гайка 2, полюсной наконечник 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатический дроссельный элемент 12 (кольцо из пористого материала), подводящий канал 13, магнитопровод 14, кольцевые разводящие канавки 17, перепускная канавка 18, заходное кольцо 16. Figure 5 shows the
На фиг. 6 обозначены винт 1, гайка 2, постоянные магниты 3, полюсные наконечники 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатические дроссельные элементы 12, подводящий канал 13, магнитопроводы 14, немагнитные кольцевые проставки 15, заходные кольца 16, магнитопровод 24 удвоенной длины (на чертеже (фиг.6) БМВП изображена с одним магнитопроводом удвоенной длины, т.е. N=1), полюсный наконечник 25 удвоенной длины, корпус 26 гайки 2, центральная полость или стержень 27 винта 1. In FIG. 6,
На фиг.7 обозначены винт 1, гайка 2, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатические дроссельные элементы 12, подводящие каналы 13, заходные кольца 16, корпус 26 гайки 2, центральная полость или стержень 27 винта 1. In Fig. 7,
На фиг. 8 обозначены винт 1, гайка 2, немагнитное заполнение 7 канавок резьбы винта 1, гребни 9 и 10 резьбы соответственно винта 1 и гайки 2, радиальный зазор 11 между винтом 1 и гайкой 2, геликоидальные постоянные магниты 28 и 29 с осевым направлением намагничения, причем постоянные магниты 29 имеют противоположное направление намагничения, защитный слой 30. In FIG. 8,
На фиг. 9 обозначены винт 1, гайка 2, постоянный магнит 3, полюсные наконечники 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, аэростатические дроссельные элементы 12, подводящий канал 13, магнитопроводы 14, немагнитная кольцевая проставка 15, заходные кольца 16, кольцевая разводящая канавка 17 и Т-образный канал 31. In FIG. 9,
На фиг.10 обозначены винт 1, гайка 2, полюсной наконечник 4, резьбы 5 и 6 соответственно винта 1 и гайки 2, радиальный зазор 11 между винтом 1 и гайкой 2, аэростатический дроссельный элемент 12, заходное кольцо 16 и кольцевая щель 32. Figure 10 shows the
Бесконтактная магнитная винтовая передача (БМВП) согласно первому, второму и четвертому вариантам ее выполнения (фиг.1, фиг.6, фиг.9) содержит винт 1, гребни 9 мелкомодульной резьбы 5 которого выполнены из ферромагнитного материала, а канавки 7 заполнены твердым немагнитным материалом заподлицо с вершинами гребней 9 резьбы. С винтом 1 через радиальный зазор 11 взаимодействует гайка 2, включающая два магнитопровода 14, выполненных в виде соосных колец, с внутренними поверхностями которых жестко соединены полюсные наконечники 4, выполненные в вице втулок. Contactless magnetic helical gear (BMVP) according to the first, second and fourth variants of its implementation (Fig. 1, Fig. 6, Fig. 9) contains a
Постоянный магнит 3 выполнен в виде кольца с направлением намагничивания вдоль его оси и согласно первому и четвертому вариантам БМВП (фиг.1 и фиг.9) установлен между обращенными друг к другу торцами магнитопроводов 14. The
Согласно второму варианту выполнения БМВП (фиг.6) гайка 2 снабжена корпусом 26, изготовленным из немагнитного материала с низким или отрицательным коэффициентом термического расширения, и включает также N магнитопроводов 24 удвоенной длины, выполненных в виде соосных колец, с внутренними поверхностями которых жестко соединены N полюсных наконечников 25 удвоенной длины. According to a second embodiment of BMVP (Fig. 6),
Первый из упомянутых постоянных магнитов 3 установлен после первого магнитопровода 14, a N-ый из введенных постоянных магнитов 3 установлен после N-ого магнитопровода 24 удвоенной длины, причем постоянные магниты выполнены из материалов, различающихся по величинам коэрцитивной силы. The first of these
Согласно первому и четвертому вариантам БМВП (фиг.1 и фиг.9) полюсные наконечники 4, а согласно второму варианту БМВП и полюсные наконечники 25 удвоенной длины выполнены в виде втулок с мелкомодульной резьбой 6, канавки 8 которой заполнены твердым немагнитным материалом заподлицо с гребнями 10 резьбы 6. В качестве твердого немагнитного материала может быть использован, например, полимерный антифрикционный компаунд, при этом согласно второму варианту намагничивание БМВП осуществляется в сборе. According to the first and fourth versions of BMVP (Fig. 1 and Fig. 9), the
Во втором варианте БМВП (фиг.6) винт 1, изготовленный из ферромагнитного материала, снабжен осевым отверстием полым или заполненным стержнем 27 из немагнитного материала, например из керамики или инвара, причем толщина стенок винта 1 определяется условиями насыщения ферромагнитного материала. In the second version of BMVP (Fig.6), the
Внутри кольца каждого из постоянных магнитов 3 согласно первому и второму вариантам БМВП (фиг.1 и фиг.6) размещена немагнитная кольцевая проставка 15, причем целесообразно выполнить ее шириной в осевом направлении не менее ширины кольца постоянного магнита 3, а согласно четвертому варианту БМВП (фиг.9) целесообразно, чтобы ширина кольцевой проставки 15 была больше ширины кольца постоянного магнита 3. Inside the ring of each of the
Текучая сжатая среда, например жидкость или газ, к радиальному зазору 11 подается через подводящий канал 13, образованный радиальным отверстием, выполненным согласно первому варианту БМВП (фиг.1) в магнитопроводах 14 на краях гайки 2, согласно второму и третьему вариантам БМВП (фиг.6 и фиг.7) в корпусе 26 на краях гайки 2, а согласно четвертому варианту выполнения БМВП (фиг. 9) подводящий канал 13 образован радиальным отверстием, выполненным в одном из магнитопроводов 14, совмещенным с Т-образным каналом 31, выполненным в кольцевой немагнитной проставке 15. A fluid compressed medium, such as a liquid or gas, is supplied to the
Аэростатический дроссельный элемент 12 через кольцевые разводящие канавки 17, объединенные перепускной осевой канавкой 18, соединен с подводящим каналом 13, что обеспечивает подключение аэростатических дроссельных узлов к внешнему источнику сжатой текучей среды. The
Аэростатический дроссельный элемент 12 может быть выполнен в виде кольца из пористого материала, например из графита (фиг.5), или в виде металлического или керамического кольца 19, в отверстиях которого установлены жиклеры 20 (фиг.3), или в виде калиброванных щелей 23, образованных совокупностью трех металлических или керамических колец, причем длина центрального кольца 21 равна длине перепускной осевой канавки 18, а в двух крайних кольцах 22 выполнены кольцевые проточки (фиг.4). The
Аэростатический дроссельный элемент 12 согласно четвертому варианту БМВП (фиг. 10) выполнен в виде кольцевой щели 32, образованной цилиндрической частью внутренней поверхности заходного кольца 16 и поверхностью винта 1, причем высота кольцевой щели 32 меньше радиального зазора 11 между винтом 1 и гайкой 2, при этом кольцевая щель 32 через радиальный зазор 11 и кольцевую разводящую канавку 17, выполненную в немагнитной кольцевой проставке 15 перпендикулярно Т-образному каналу 31, соединена с подводящим каналом 13. The
Согласно третьему варианту БМВП (фиг.7) с корпусом 26 гайки 2, выполненным из немагнитного материала, жестко соединена кольцевая тонкостенная вставка из ферромагнитного материала, в которой выполнена двухзаходная резьба на всю толщину кольцевой вставки. According to the third variant of BMVP (Fig. 7), with a
Канавки резьбы кольцевой вставки заполнены магнитотвердым материалом и образуют геликоидальные постоянные магниты 28 и 29 с осевым намагничением, причем постоянные магниты четного и нечетного заходов резьбы выполнены из материалов, различающихся по величинам коэрцитивной силы, а направления намагничения смежных постоянных магнитов противоположны. The grooves of the thread of the annular insert are filled with hard magnetic material and form helical
Высота геликоидальных постоянных магнитов 28 и 29 меньше глубины канавок резьбы на толщину защитного слоя 30, выполненного из немагнитного материала, причем суммарная высота постоянных магнитов и защитного слоя равны высоте гребня 10. The height of the helicoidal
Винт 1, как и во втором варианте БМВП, снабжен отверстием, заполненным стержнем 27, при этом необходимая толщина магнитного материала винта 1, обусловленная условиями его насыщения, сравнима с шагом резьбы, что позволяет выполнить стержень 27 большего диаметра и таким образом компенсировать термическое расширение и деформацию винта 1 БМВП. The
На обоих торцах гайки 2 согласно всем вариантам БМВП установлены заходные кольца 16, выполненные из немагнитного материала. At both ends of the
Бесконтактная магнитная винтовая передача (БМВП) работает следующим образом. Contactless magnetic helical gear (BMVP) works as follows.
Винт 1 и гайка 2 взаимодействуют между собой через радиальный зазор 11, в который от внешнего источника подается сжатая текучая среда (жидкость или газ). The
При повороте винта 1 возникает сдвиг гребней 9 резьбы винта 1 относительно гребней 10 резьбы гайки 2 (фиг.2), что приводит к возникновению осевого усилия и перемещению гайки 2. Сжатая текучая среда, подаваемая в зазор 11 между винтом 1 и гайкой 2, фиксирует с высокой точностью гайку 2 относительно винта 1 в радиальном направлении, при этом пленка сжатой жидкости или сжатого газа обеспечивает жидкостной характер трения в зазоре, а жесткость аэростатической подвески компенсирует силовую неустойчивость радиальной магнитной связи. When the
Согласно третьему варианту БМВП магнитный поток замыкается в винте 1 между смежными гребнями резьбы заходов разной четности. According to the third BMVP variant, the magnetic flux is closed in
Размещение аэростатических дроссельных элементов 12 по краям гайки 2 обеспечивает высокую удельную аэростатическую несущую способность гайки 2 в радиальном направлении относительно винта 1, что за счет увеличения площади резьбовой поверхности гайки 2 позволяет увеличить кинематическую точность и жесткость передачи. The placement of the
Вышеописанные варианты выполнения БМВП позволяют создать нанометровую длинноходовую (несколько сотен мм) передачу, обладающую высокой кинематической точностью и жесткостью при малых габаритных размерах БМВП. The above-described embodiments of the BMVP allow you to create a nanometer long-stroke (several hundred mm) transmission with high kinematic accuracy and rigidity with small overall dimensions BMVP.
БМВП, выполненная согласно второму варианту, обеспечивает более высокую кинематическую точность и жесткость передачи и имеет увеличенные размеры резьбовой зоны гайки при ее меньшем наружном диаметре, а также обеспечивает экономию дефицитных материалов и повышает технологичность при изготовлении БМВП. BMVP, made according to the second embodiment, provides higher kinematic accuracy and rigidity of transmission and has increased dimensions of the threaded zone of the nut with its smaller outer diameter, and also saves scarce materials and improves manufacturability in the manufacture of BMVP.
БВМП, выполненная согласно третьему варианту, при высокой кинематической точности и жесткости передачи позволяет до 1000 раз уменьшить расход дефицитных материалов и обеспечивает стабильность размеров элементов БВМП в широком диапазоне температур. BVMP, made according to the third option, with high kinematic accuracy and transmission stiffness allows reducing the consumption of scarce materials up to 1000 times and ensures dimensional stability of the BVMP elements in a wide temperature range.
Кроме того, БМВП, выполненная согласно четвертому варианту, при высокой кинематической точности и жесткости передачи имеет технологически более простое выполнение аэростатического дроссельного элемента и конструкции БВМП, что повышает технологичность при ее изготовлении. In addition, BMVP, made according to the fourth embodiment, with high kinematic accuracy and transmission stiffness has a technologically simpler implementation of the aerostatic throttle element and the BMV design, which increases manufacturability in its manufacture.
Вышеуказанное обеспечивает изобретению большое практическое применение и позволяет создать новый класс бесконтактных магнитных винтовых передач. The above provides the invention with great practical application and allows you to create a new class of contactless magnetic screw gears.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123375/28A RU2183773C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Noncontact magnetic screw train and its versions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123375/28A RU2183773C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Noncontact magnetic screw train and its versions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2183773C2 true RU2183773C2 (en) | 2002-06-20 |
Family
ID=20239915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123375/28A RU2183773C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Noncontact magnetic screw train and its versions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2183773C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762288C1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-12-17 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Method for constructing a linear electric drive |
-
2000
- 2000-09-12 RU RU2000123375/28A patent/RU2183773C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГИНЗБУРГ Л.Б. и др. Механизмы с магнитной связью. - Л.: Машиностроение, 1973, с. 28, табл. 1.1, схема 40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762288C1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-12-17 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Method for constructing a linear electric drive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2472259C (en) | Bearing surface layer for magnetic motor | |
| US6778052B1 (en) | Contactless magnetic spiral gear and variants thereof | |
| Moser et al. | Optimization of repulsive passive magnetic bearings | |
| AU2002240110A1 (en) | Bearing surface layer for magnetic motor | |
| EP1896741A2 (en) | Device for magnetically supporting a rotor shaft comprising a radial guiding element and having axial adjustment | |
| JPH1131615A (en) | Magnetic screw | |
| RU2183773C2 (en) | Noncontact magnetic screw train and its versions | |
| CN117570111B (en) | Three-degree-of-freedom combined pure electromagnetic bearing for air compressor, air compressor and motor thereof | |
| JPS61290231A (en) | Static pressure guide bearing | |
| US20110140559A1 (en) | Magnetic Bearing Device of a Rotor Shaft Against a Stator With Rotor Disc Elements, Which Engage Inside One Another, and Stator Disc Elements | |
| CN111927885B (en) | Permanent magnet biased axial magnetic bearing | |
| CN1625660B (en) | Magnetically actuated motion control device | |
| JP2014081002A (en) | Magnetic spring device | |
| JP2016058728A (en) | Solenoid including magnetic tube, armature stabilization element, and method for creating and using these | |
| US6657343B2 (en) | Magnetic fluid bearing motor employing porous sleeve | |
| US8004137B2 (en) | Electromechanical transformer | |
| RU2222725C2 (en) | Method of noncontact displacement of movable element | |
| US9742258B2 (en) | Rotational-linear motion converter | |
| CN108612757B (en) | Active magnetorheological fluid hydrostatic bearing | |
| JP2005532020A (en) | Linear actuator or generator with rod | |
| NL2031406B1 (en) | Non-recirculating rolling element bearing in an overrunning cage configuration, cage and adapter for the same | |
| KR100460130B1 (en) | Passive and active magnetic bearing by using the Lorentz force | |
| CN201125945Y (en) | Ball guide end cap | |
| JPS63283835A (en) | Linear moving device | |
| CN201121653Y (en) | Ball guiding structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060913 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080727 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140913 |