SU1700692A1

SU1700692A1 - Taper motor bearing

Info

Publication number: SU1700692A1
Application number: SU894674883A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Шнайдер; Владимир Морицевич Сокол; Игорь Григорьевич Кисель
Original assignee: Научно-Производственное Объединение По Оборудованию Для Химических Волокон
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитс к электромашиностроению , в частности к электродвигател м дл привода высокоскоростных рабочих органов разнообразных машин. Мотор-подшипник содержит массивный ферромагнитный ротор 6 в виде усеченного конуса и статор, у которого магнитопровод 1 снабжен обмоткой 2. В теле магнитопровода 1 выполнены каналы 3 дл подачи сжатого газа в зазор между статором и ротором. Рабочие поверхности статора и ротора покрыты антифрикционным немагнитным материалом . 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric motors for driving high-speed working bodies of various machines. The motor bearing contains a massive ferromagnetic rotor 6 in the form of a truncated cone and a stator, in which the magnetic circuit 1 is provided with a winding 2. In the body of the magnetic circuit 1, channels 3 are made to supply compressed gas to the gap between the stator and the rotor. The working surfaces of the stator and rotor are covered with antifriction non-magnetic material. 3 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к электромашиностроению , в частности к электродвигател м дл привода высокоскоростных рабочих органов разнообразных машин.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric motors for driving high-speed working bodies of various machines.

Цель изобретени - увеличение осевой жесткости газомагнитного подвеса ротора.The purpose of the invention is to increase the axial rigidity of the gas-magnetic rotor suspension.

На фиг.1 изображен радиально-упор- ный мотор-подшипник, продольный разрез; на фиг.2 - статор, продольный разрез; на фиг.З - участок, примыкающий к рабочему зазору, поперечное сечение.Figure 1 shows a radial-thrust bearing motor, a longitudinal section; figure 2 - the stator, a longitudinal section; on fig.Z - the area adjacent to the working gap, the cross-section.

Радиа льно-упорный мотор-подшипник содержит магнитопровод 1 статора с внутренней конусной расточкой, уложенную в пазы магнитопровода m-фазную распределенную обмотку 2 и выполненные в магни- топроводе статора каналы 3 дл подачи сжатого газа в рабочий зазор, которые соедин ютс через кольцевую канавку 4 со штуцером 5 подачи сжатого газа. В конусной расточке статора расположен ферромагнитный ротор 6, выполненный в виде усеченного конуса. На рабочей поверхности ротораThe radial thrust bearing motor contains stator magnetic core 1 with an internal conical bore, m-phase distributed winding 2 placed in the grooves of the magnetic circuit and channels 3 for supplying compressed gas into the working gap, which are connected in the stator magnet conductor, and which are connected through an annular groove 4 with nozzle 5 compressed gas supply. In the conical bore of the stator is a ferromagnetic rotor 6, made in the form of a truncated cone. On the working surface of the rotor

выполнены многозаходные непрерывные зубцы 7 в виде спиралей, лежащих на конусной поверхности. Промежутки между зубцами заполнены немагнитным материалом 8 дл образовани гладкой поверхности. На рабочей поверхности статора выполнен непрерывный зубец 9 в виде спирали, лежащей на конусной поверхности, угол подъема которого равен углу подъема зубцов ротора, расположенный подслоем 10 немагнитного антифрикционного материала (не показан). Профиль зубца выполнен в виде пр моугольной трапеции, сторона которой, нормальна основани м, прилегает к рабочей поверхности статора. Магнитопровод статора размещен в корпусе 11, снабженном торцовыми щитами 12.made multiple continuous teeth 7 in the form of spirals lying on the conical surface. The gaps between the teeth are filled with non-magnetic material 8 to form a smooth surface. On the working surface of the stator there is a continuous tooth 9 in the form of a spiral lying on a conical surface, the lifting angle of which is equal to the lifting angle of the rotor teeth located by the underlayer 10 of a nonmagnetic antifriction material (not shown). The tooth profile is made in the form of a rectangular trapezium, the side of which, normal to the base, is adjacent to the working surface of the stator. The magnetic core of the stator is placed in the housing 11, equipped with end shields 12.

Радиально-упорный мотор-подшипник работает следующим образом.Radial-thrust motor bearing works as follows.

При подаче сжатого газа через штуцер 5, кольцевую канавку 4 и каналы 3 в рабочий зазор между статором и ротором упом нутый ротор всплывает в слое газовой смазки.When compressed gas is supplied through the nozzle 5, the annular groove 4 and the channels 3 into the working gap between the stator and the rotor, the said rotor floats in the gas lubricant layer.

соwith

сwith

slsl

О О (XAbout About (X

юYu

При этом удержание ротора б в расточке статора при произвольном положении машины в пространстве может быть осуществлено подключением обмогок 2 статора к источнику посто нного тока.In this case, the retention of the rotor b in the bore of the stator at an arbitrary position of the machine in space can be accomplished by connecting the stalk 2 of the stator to the DC source.

После подключени обмоток 2 статора к m-фазному источнику тока регулируемой частоты в статоре возникает вращающеес электромагнитное поле, привод щее во вращение массивный ферромагнитный ротор 6. При этом газомагнитный подвес ротора б обеспечиваетс взаимодействием подъемной силы сло газовой смазки и силы электромагнитного прит жени ротора к статору, создаваемой электромагнитным полем. Немагнитный слой 10 на рабочей поверхности статора, раздел по величине газовый и магнитный зазоры (последний равен сумме величины газового зазора и толщины немагнитного сло ), обеспечивает высокую устойчивость газомагнитного подвеса ротора 6.After the stator windings 2 are connected to a m-phase current source of adjustable frequency, a rotating electromagnetic field occurs in the stator, causing the massive ferromagnetic rotor 6 to rotate. In this case, the gas-magnetic suspension of the rotor b is provided by the interaction of the lift force of the gas lubricant and the force of the electromagnetic attraction of the rotor to the stator generated by the electromagnetic field. The non-magnetic layer 10 on the stator working surface, the section with the largest gas and magnetic gaps (the latter is equal to the sum of the size of the gas gap and the thickness of the non-magnetic layer), ensures high stability of the gas-magnetic suspension of the rotor 6.

Наличие на рабочих поверхност х статора и ротора зубцов, выполненных в виде спирали, лежащей на конусной поверхности , заставл ет ротор 6 при его вращении ввинчиватьс в конусную расточку статора , что приводит к по влению осевой силы, совпадающей по направлению с силой электромагнитного прит жени ротора к статору и обеспечивает увеличение жесткости газомагнитного подвеса ротора 6 Выполнение зубцов 7 на рабочей поверхности ротора многозаходными и выполнение зубца 9 на рабочей поверхности статора равным по ширине промежутку между двум соседними зубцами 7 на рабочей поверхности ротора 6 приводит к тому, что независимо от углового положени ротора 6 относительно зубца 9 на поверхности статора по крайней мере один из зубцов 7 ротора находитс против зубца 9 статора, обеспечива посто нство по величине осевой силы, увеличивающей жесткость газомагнитного подвеса. Выполнение зубца 9 на поверхности с профилем в виде пр моугольной трапеции обеспечивает превышение силы магнитного взаимодействи между зубцом 9 статора и приближающимс к нему (по ходу вращени ) зубцом 7 ротора над силой магнитного взаимодействи между зубцом 9 статора иThe presence on the working surfaces of the stator and rotor teeth, made in the form of a spiral lying on the conical surface, causes the rotor 6 to rotate into the conical boring of the stator during its rotation, which leads to the appearance of an axial force coinciding in direction with the force of the electromagnetic attraction of the rotor to the stator and provides an increase in the rigidity of the gas-magnetic suspension of the rotor 6 Making teeth 7 on the working surface of the rotor multiple and making the tooth 9 on the working surface of the stator equal in width between the two m adjacent teeth 7 on the working surface of the rotor 6 leads to the fact that regardless of the angular position of the rotor 6 relative to the tooth 9 on the stator surface, at least one of the teeth 7 of the rotor is opposite to the tooth 9 of the stator, ensuring constant axial force increasing rigidity gas magnetic suspension. Making the tooth 9 on the surface with a profile in the form of a rectangular trapezium ensures that the force of the magnetic interaction between the stator tooth 9 and the rotor tooth 7 approaching (during rotation) exceeds the force of the magnetic interaction between the stator tooth 9 and

удал ющимс от него зубцом 7 ротора, что обеспечивает равномерность вращени ротора . Частота вращени ротора 6 регулируетс изменением частоты источникаa rotor tooth 7 moving away from it, which ensures uniform rotation of the rotor. The frequency of rotation of the rotor 6 is regulated by changing the frequency of the source

питани . Торможение ротора 6 осуществл етс подключением обмоток 2 статора к источнику посто нного тока.nutrition The braking of the rotor 6 is accomplished by connecting the stator windings 2 to a DC source.

Введение предложенных усовершенствований обеспечивает по вление дополнительной осевой силы, совпадающей по направлению с силой электромагнитного прит жени ротора к статору, увеличивающей жесткость газомагнитного подвеса ротора при повышении равномерностиThe introduction of the proposed improvements provides an additional axial force that coincides in direction with the force of the electromagnetic attraction of the rotor to the stator, which increases the rigidity of the gas-magnetic suspension of the rotor with increasing uniformity

движени , чем обеспечиваетс положительный эффект изобретени .movement, which provides a positive effect of the invention.

Claims

Claims 1. Radial-thrust bearing motor comprising a ferromagnetic rotor in

a truncated cone, the stator, the magnetic conductor of which is provided with an m-phase distributed winding and a conical bore in which the rotor is installed, and channels in the body of the magnetic conductor for supplying compressed air to the gap between the rotor and the stator and a layer of nonmagnetic antifriction material on the working stator surface, characterized in that, in order to increase the axial rigidity of the gas-magnetic rotor suspension, continuous teeth in the form of a spiral are made on the conical surfaces of the rotor and stator, with equal lifting angles NIJ to the generator.

2. The motor-bearing unit according to claim 1, differing from that, in order to increase the uniformity of rotation of the rotor, one tooth is made on the working surface of the stator, and teeth on the working surface of the rotor

performed by multiple.

3. The motor-bearing according to claim 1, differing from that by the fact that the width of the tooth on the working surface of the stator is equal to the width of the gap between adjacent teeth on the working

rotor surface.

4. A motor bearing according to claim 1, wherein the tooth profile on the working surface of the stator is made in the form of a rectangular trapezium, in which the side, normal to its base, is adjacent to the working stator surface.

CH

12

nv2

FIG. I

fie.Z