RU2526053C2 - Linear step motor with longitudinal magnetic field - Google Patents

Linear step motor with longitudinal magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2526053C2
RU2526053C2 RU2012145030/07A RU2012145030A RU2526053C2 RU 2526053 C2 RU2526053 C2 RU 2526053C2 RU 2012145030/07 A RU2012145030/07 A RU 2012145030/07A RU 2012145030 A RU2012145030 A RU 2012145030A RU 2526053 C2 RU2526053 C2 RU 2526053C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
rings
soft magnetic
magnetic rings
magnetic material
Prior art date
Application number
RU2012145030/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012145030A (en
Inventor
Михаил Юрьевич Кудрявцев
Original Assignee
Михаил Юрьевич Кудрявцев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Юрьевич Кудрявцев filed Critical Михаил Юрьевич Кудрявцев
Priority to RU2012145030/07A priority Critical patent/RU2526053C2/en
Publication of RU2012145030A publication Critical patent/RU2012145030A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526053C2 publication Critical patent/RU2526053C2/en

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electric engineering and may be used for accurate displacement of working elements for limited distance in control of transport plants, chemical processes, nuclear reactors. A linear step motor comprises a cylindrical anchor moving longitudinally inside a cylindrical stator, which comprises soft magnetic rings, alternating with non-magnetic rings of smaller outer diameter, tightened with a central pipe with end stops. The outer surface of soft magnetic rings and inner surface of the stator have non-magnetic wear-resistant coating from non-magnetic material as capable of provision of a magnetic clearance between the stator and soft magnetic rings with direct sliding of soft magnetic rings along the inner surface of the stator.
EFFECT: technical result consists in reduction of friction force as an anchor slides inside a stator and wear of sliding surfaces as a result of reduced allowance for a magnetic clearance between a stator and soft magnetic rings, and also anchor weight as a result of exclusion of bearings, and also in reduction of anchor weight as a result of exclusion of non-magnetic rings of larger outer diameter (bearings).
3 cl, 1 dwg

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к линейным шаговым двигателям с продольным магнитным полем.The invention relates to linear stepper motors with a longitudinal magnetic field.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, при этом на немагнитные кольца меньшего наружного диаметра надеты немагнитные кольца большего наружного диаметра, скользящие по внутренней поверхности статора и обеспечивающие магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала (см. И.Я. Емельянов, В.В. Воскобойников, Б.А. Масленок «Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов», 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987, стр.164).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a linear stepper motor with a longitudinal magnetic field, longitudinally moving a cylindrical armature inside the cylindrical stator, including rings of soft magnetic material, alternating with non-magnetic rings of smaller outer diameter, pulled together by a central pipe with end stops, while non-magnetic rings of a smaller outer diameter are worn non-magnetic rings of a larger outer diameter, sliding along the inner stator surfaces and providing a magnetic gap between the stator and rings of soft magnetic material (see I.Ya. Emelyanov, V.V. Voskoboinikov, B.A. Maslenok "Fundamentals of the design of actuating mechanisms for controlling nuclear reactors", 2nd ed. - M .: Energoatomizdat, 1987, p. 164).

Недостатком прототипа является большой допуск на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала из-за длинной цепи размеров, обеспечивающих этот зазор (внутренний диаметр статора - наружный диаметр больших немагнитных колец - внутренний диаметр больших немагнитных колец - наружный диаметр малых немагнитных колец - внутренний диаметр малых немагнитных колец - наружный диаметр центральной трубы - внутренний диаметр колец из магнитомягкого материала - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала). В большом поле допуска зазор может достигать больших значений, при которых прижатие якоря к внутренней стенке статора приводит из-за неуравновешенности поперечных магнитных сил к большому боковому усилию, создающему значительную силу трения при скольжении якоря внутри статора и значительный износ поверхностей скольжения.The disadvantage of the prototype is the large tolerance on the magnetic gap between the stator and the rings of soft magnetic material due to the long chain of dimensions that provide this gap (the inner diameter of the stator is the outer diameter of the large non-magnetic rings - the inner diameter of the large non-magnetic rings - the outer diameter of the small non-magnetic rings - the inner diameter small non-magnetic rings - the outer diameter of the central pipe - the inner diameter of the rings of magnetically soft material - the outer diameter of the rings of magnetically soft material). In a large tolerance field, the gap can reach large values at which the anchor is pressed against the inner wall of the stator due to the imbalance of the transverse magnetic forces to a large lateral force, which creates a significant friction force when the armature glides inside the stator and significant wear of the sliding surfaces.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.The objective of the present invention is to reduce the friction force when sliding the armature inside the stator and to reduce wear of the sliding surfaces.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является уменьшение допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала.The technical result achieved by the implementation of the invention is to reduce the tolerance on the magnetic gap between the stator and the rings of soft magnetic material.

Технический результат достигается, и указанная задача решается за счет того, что в линейном шаговом двигателе с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.The technical result is achieved, and this problem is solved due to the fact that in a linear stepper motor with a longitudinal magnetic field, longitudinally moving a cylindrical armature inside the cylindrical stator, including rings of soft magnetic material, alternating with non-magnetic rings of smaller outer diameter, pulled together by a central pipe with end stops, the outer surface of the rings of soft magnetic material and the inner surface of the stator have a wear-resistant coating of non-magnetic material with possible the ability to provide a magnetic gap between the stator and the rings of soft magnetic material when the rings of soft magnetic material slide on the inner surface of the stator.

Износостойкое покрытие может быть выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.Wear-resistant coating can be performed by nitriding, or carburizing, or chromium plating, or a combination of these methods.

Предлагаемая конструкция якоря с непосредственным скольжением колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора укорачивает по сравнению с прототипом цепь размеров, обеспечивающих магнитный зазор (толщина покрытия статора - внутренний диаметр статора - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала - толщина покрытия колец из магнитомягкого материала). За счет этого достигается технический результат - уменьшение по сравнению с прототипом допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала и вследствие этого уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.The proposed design of the armature with direct sliding of rings of magnetically soft material on the inner surface of the stator shortens the chain of dimensions that provide magnetic clearance (the stator coating thickness - the inner diameter of the stator - the outer diameter of the rings of magnetically soft material - the thickness of the rings of magnetically soft material) compared with the prototype. Due to this, a technical result is achieved — a reduction in the tolerance on the magnetic gap between the stator and rings of soft magnetic material compared with the prototype and, as a result, a decrease in the friction force when the armature glides inside the stator and a decrease in wear of the sliding surfaces.

Дополнительными техническими результатами являются:Additional technical results are:

- дополнительное уменьшение по сравнению с прототипом износа поверхностей скольжения вследствие использования износостойких покрытий колец из магнитомягкого материала и внутренней поверхности статора;- an additional decrease in comparison with the prototype wear of the sliding surfaces due to the use of wear-resistant coatings of rings of magnetically soft material and the inner surface of the stator;

- уменьшение по сравнению с прототипом массы якоря вследствие исключения немагнитных колец большего наружного диаметра.- reduction in comparison with the prototype of the mass of the anchor due to the exclusion of non-magnetic rings of larger outer diameter.

Изобретательский уровень предлагаемой конструкции якоря обоснован неочевидностью из существующего уровня техники возможности непосредственного скольжения колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.The inventive step of the proposed design of the anchor is justified by the non-obviousness of the existing level of technology of the possibility of direct sliding of rings of magnetically soft material on the inner surface of the stator.

Кольца из магнитомягкого материала могут иметь наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов. Эти фаски не только облегчат скольжение колец по внутренней поверхности статора, но и сделают более равномерной зависимость тягового усилия на якоре от перемещения якоря.Rings of soft magnetic material can have external bevels with a length of 0.3 to 2.0 mm with an angle of inclination to the longitudinal axis of the armature of 5 to 30 degrees. These chamfers not only facilitate the sliding of the rings on the inner surface of the stator, but also make the dependence of the pulling force at the anchor on the movement of the armature more uniform.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже изображен продольный разрез линейного шагового двигателя с продольным магнитным полем.The drawing shows a longitudinal section of a linear stepper motor with a longitudinal magnetic field.

Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention

Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора 1 цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала 2, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра 3, стянутые центральной трубой 4 с концевыми упорами 5, при этом наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.A linear stepper motor with a longitudinal magnetic field, longitudinally moving inside the cylindrical stator 1, a cylindrical armature, comprising rings of soft magnetic material 2, alternating with non-magnetic rings of smaller outer diameter 3, pulled together by a central tube 4 with end stops 5, while the outer surface of the rings from soft magnetic material and the inner surface of the stator have a wear-resistant coating of non-magnetic material with the possibility of providing a magnetic gap between the stator and the rings of agnitomyagkogo material with the slip rings of soft magnetic material on the inner surface of the stator.

Кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной 1 мм с углом наклона к продольной оси якоря 10 градусов.Rings of soft magnetic material have external bevels 1 mm long with an angle of inclination to the longitudinal axis of the armature of 10 degrees.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Изобретение может быть использовано в линейных шаговых двигателях для точного перемещения рабочих органов на ограниченное расстояние, например в управлении транспортными установками, химическими процессами, ядерными реакторами.The invention can be used in linear stepper motors for precise movement of the working bodies to a limited distance, for example, in the management of transport installations, chemical processes, nuclear reactors.

Claims (3)

1. Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, отличающийся тем, что наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.1. A linear stepper motor with a longitudinal magnetic field, longitudinally moving a cylindrical armature inside the cylindrical stator, including rings of soft magnetic material, alternating with non-magnetic rings of smaller outer diameter, pulled together by a central tube with end stops, characterized in that the outer surface of the rings is of soft magnetic material and the inner surface of the stator have a wear-resistant coating of non-magnetic material with the possibility of providing a magnetic gap between the stator and the soft magnetic material with direct sliding rings of soft magnetic material on the inner surface of the stator. 2. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что износостойкое покрытие выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.2. The linear stepper motor according to claim 1, characterized in that the wear-resistant coating is nitrided, or carburized, or chrome plated, or a combination of these methods. 3. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов. 3. The linear stepper motor according to claim 1, characterized in that the rings of soft magnetic material have external bevels with a length of 0.3 to 2.0 mm with an angle of inclination to the longitudinal axis of the armature of 5 to 30 degrees.
RU2012145030/07A 2012-10-23 2012-10-23 Linear step motor with longitudinal magnetic field RU2526053C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145030/07A RU2526053C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Linear step motor with longitudinal magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145030/07A RU2526053C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Linear step motor with longitudinal magnetic field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012145030A RU2012145030A (en) 2014-04-27
RU2526053C2 true RU2526053C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=50515308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012145030/07A RU2526053C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Linear step motor with longitudinal magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526053C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11735325B2 (en) * 2018-01-15 2023-08-22 State Atomic Energy Corporation Rosatom On Behalf Of The Russian Federation Actuating mechanism of a system for the control and protection of a nuclear reactor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1455472A (en) * 1964-10-09 1966-10-14 Fiat Spa Electromagnetic motor, in particular for handling a moving element in a sealed enclosure, such as an adjustment bar of a nuclear reactor
DE1255201B (en) * 1960-08-04 1967-11-30 Siemens Ag Electromagnetic stepper drive for the linear movement of rod-shaped or tubular components, in particular of control or shut-off rods of an atomic nuclear reactor
SU506930A1 (en) * 1973-04-24 1976-03-15 Предприятие П/Я А-7291 Linear stepper motor
SU696947A1 (en) * 1975-06-30 1981-08-07 Предприятие П/Я Г-4781 Linear synchronous electric drive
SU1116947A1 (en) * 1981-12-04 1985-05-23 Предприятие П/Я А-7291 Linear step motor
RU120735U1 (en) * 2012-05-18 2012-09-27 Александр Александрович Веселовский WEAR-RESISTANT GEAR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1255201B (en) * 1960-08-04 1967-11-30 Siemens Ag Electromagnetic stepper drive for the linear movement of rod-shaped or tubular components, in particular of control or shut-off rods of an atomic nuclear reactor
FR1455472A (en) * 1964-10-09 1966-10-14 Fiat Spa Electromagnetic motor, in particular for handling a moving element in a sealed enclosure, such as an adjustment bar of a nuclear reactor
SU506930A1 (en) * 1973-04-24 1976-03-15 Предприятие П/Я А-7291 Linear stepper motor
SU696947A1 (en) * 1975-06-30 1981-08-07 Предприятие П/Я Г-4781 Linear synchronous electric drive
SU1116947A1 (en) * 1981-12-04 1985-05-23 Предприятие П/Я А-7291 Linear step motor
RU120735U1 (en) * 2012-05-18 2012-09-27 Александр Александрович Веселовский WEAR-RESISTANT GEAR

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
5 *
ЕМЕЛЬЯНОВ И.Я и др. "Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов";, Москва, Энергоатомиздат, 1987, c.164 . RU 2100633 C1б 27.12.1997. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11735325B2 (en) * 2018-01-15 2023-08-22 State Atomic Energy Corporation Rosatom On Behalf Of The Russian Federation Actuating mechanism of a system for the control and protection of a nuclear reactor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012145030A (en) 2014-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140254970A1 (en) Roller bearing with knurled wear resistant exterior surface and method of manufacturing the same
RU2526053C2 (en) Linear step motor with longitudinal magnetic field
HK1174378A1 (en) Hydrodynamic axial bearing
US20170204947A1 (en) Roller drive
RU170274U1 (en) MAGNET BEARING
CN105008763A (en) Flexible meshing type gear device
JP2012219893A5 (en)
JP2014185731A (en) Gear transmission device
US10184531B2 (en) Rotation transmission device
Melnikov et al. Methods of increasing the efficiency of the worm gear
KR102270090B1 (en) Pole piece assembly, method for manufacturing the same and magnetic gear having the same
RU2609545C1 (en) Reducing thrust bearing
JP2016058728A (en) Solenoid including magnetic tube, armature stabilization element, and method for creating and using these
WO2007026702A1 (en) Movement guide device and rolling element used therefor
RU2484338C1 (en) Gear wheel
MY160354A (en) Pipeline inspection tool with oblique magnetizer
JP2009030684A (en) Magnetic gear reducer
JP2014234901A (en) Rolling bearing
CN109196241A (en) rolling bearing with coating
US20210246947A1 (en) Valve and a manufacturing method of a bearing surface for a valve
US20200362946A1 (en) Everted Ball Screw Drive
UA117185C2 (en) Axial sliding bearing
RU2645585C1 (en) Sliding bearing
RU135753U1 (en) Eccentric Rolling
UA76174U (en) ROLLING BEARING

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161024