SU1712697A1

SU1712697A1 - Magnetohydrodynamic bearing assembly

Info

Publication number: SU1712697A1
Application number: SU894661759A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Болотов; Владимир Леонидович Хренов; Николай Борисович Демкин
Original assignee: Тверской политехнический институт
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к приборостроению. Цель изобретени - повышение нагрузочной способности, уменьшение трени и износа. Магнитогидродинамичёский подшипниковый узел содержит вал 1, выполненный из неферромагнитного материала и установленные в корпусе 2 посто нный магнит 3 смагнитопроводами 4 и 5 в виде втулок. Маг- нитопровод 4 выполнен с наклонным торцом 7 цилиндрической части 8 и выступом 9 переменного радиуса на наружной поверхности, а магнитопровод 5 - с эксцентричным отверстием 10 с одной стороны и выступом 11 с наклонным торцом 12 на внутренней поверхности с другой. Магнитопроводы 4, 5 вход т соосно друг в. друга и установлены в корпусе 2. Их торцовые поверхности 13 и 14, а также торцы 16 и 17 соответственно образуют одновременно кольцевую^ 15 и сплошную 18 канавки, заполненные магнитным маслом 6. При вращении вала 1 магнитное масло 6 принудительно смазывает цапфу 20 и упорный буртик 19, возникающее магни- тогидродинамическое давление между трущимис част ми повышает нагрузочную способность подшипника и снижает трение и износ. 4 ил.(ЛСIА194 5lffl/2./ю о ю VJ>&The invention relates to mechanical engineering, namely to instrument making. The purpose of the invention is to increase the load capacity, reduce friction and wear. Magnetic-hydrodynamic bearing assembly contains a shaft 1 made of a non-ferromagnetic material and a permanent magnet 3 mounted in housing 2 by means of magnetic conductors 4 and 5 in the form of sleeves. Magnetic conduit 4 is made with an inclined end 7 of the cylindrical part 8 and a protrusion 9 of variable radius on the outer surface, and the magnetic conductor 5 with an eccentric hole 10 on one side and a protrusion 11 with an inclined end 12 on the inner surface on the other. The magnetic cores 4, 5 are coaxially in each. other and installed in the housing 2. Their face surfaces 13 and 14, as well as the ends 16 and 17, respectively, simultaneously form an annular ^ 15 and solid 18 grooves filled with magnetic oil 6. When the shaft 1 rotates, magnetic oil 6 forcibly lubricates the journal 20 and the thrust bead 19, the resulting magnetohydrodynamic pressure between the rubbing parts increases the bearing capacity of the bearing and reduces friction and wear. 4 illustrations (LSIA194 5lffl / 2. / oo o VJ > &

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к приборостроению.The invention relates to mechanical engineering, namely to instrument making.

Целью изобретени вл етс повышение нагрузочной способности, уменьшение трени и износа.The aim of the invention is to increase the load capacity, reduce friction and wear.

На фиг. 1 представлен подшипник, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, со сн тым валом; на фиг. 3 и 4 - магнитопроводы, разрез .FIG. 1 shows the bearing section; in fig. 2 is a view A of FIG. 1, with the shaft removed; in fig. 3 and 4 - magnetic, section.

Подшипниковый узел включает немагнитный вал 1, корпус 2, содержит кольцевой посто нный магнитЗ с аксиальной намагниченностью с магнитопроводами 4 и 5, при-. мыкающими к полюсам и создающие рабочие зазоры трапецеидального сечени , заполненные магнитным маслом 6. Магнитопррвод 4 выполнен в виде втулки с наклонным торцом 7 цилиндрической части 8 и выступом, 9 переменного радиуса на поверхности . Магнитопровод 5 выполнен в виде втулки с эксцентричным отверстием 10 с одной стороны и выступом 11с наклонным торцом 12 на внутренней поверхности с другой, Магнитопроводы 4 и 5 вход т соосно друг в друга, при этом поверхность 13 выступа переменного сечени магнитопровода 4 и поверхность 14 эксцентричного отверсти магнитопровода 5 создают кольцевую канавку 15, расположенную на торцовой опорной поверхности, а наклонный торец 16 наружной цилиндрической части 8 магнитопровода 4-и торец 17 выступа 11 магнитопровода 5 - сплошную канавку 18 эллипсовидной формы в наклонном сечении к оси вращени . Кольцева канавка 15 обращена сужающейс частью к упорному буртику 19. а канавка 18 - к цапфе 20,The bearing assembly includes a non-magnetic shaft 1, the housing 2, and an annular permanent magnet with axial magnetisation with magnetic cores 4 and 5 attached. connecting to the poles and creating working trapezoidal clearances filled with magnetic oil 6. The magnetic conductor 4 is made in the form of a sleeve with an inclined end 7 of the cylindrical part 8 and a protrusion 9 of variable radius on the surface. The magnetic core 5 is made in the form of a sleeve with an eccentric hole 10 on one side and a protrusion 11c with an inclined end 12 on the inner surface on the other, Magnetic circuits 4 and 5 enter coaxially into each other, while the surface 13 of the protrusion of the variable section of the magnetic circuit 4 and the surface 14 of the eccentric hole magnetic circuit 5 create an annular groove 15 located on the end bearing surface, and the inclined end 16 of the outer cylindrical part 8 of the magnetic circuit 4 and the end 17 of the protrusion 11 of the magnetic core 5 - a continuous groove 18 elliptical shape in section to an inclined axis of rotation. The annular groove 15 faces a narrowing part of the thrust collar 19. and the groove 18 faces the axle 20,

Магнитогидродинамический подшип, никовый узел работает следук щим образом .The magnetohydrodynamic bearing, nikov works in the following way.

Посто нный кольцевой магнит 3 образует два магнитных контура. Один кЬнтур замыкаетс через магнитопроводы 4 и 5 и магйитноб масло 6 в кольцевой кана1зке 15, другой через магнитопроводы 4 и 5 и магнитное масло 6 - в канавке 18, Магнитное масло 6 при этом оказываетс в неоднородном поле, так как кольцева канавка 15 и канавка 18 имеют трапецеидальное сечение , создаваемое наклоном торцов 13, 14, 16 и 17 магнитопроводов 4 и 5. Магнитное масло 6 неоднородным полем увлекаетс в зазоры кольцевой канавки 15 и канавки 18. При вращении вала 1 магнитное масло 6 принудительно намазываетс на упорный буртик 19 и цапфу 20. Зазор между валом 1 и опорными поверхност ми заполн етс магнитным маслом 6, которое создает гидродинамическое давление, удерживающее вал 1 в стабильном положении под действием осевой и радиальной нагрузки. Магнитное масло 6 удерживаетс в зазорах магнитными силами.The permanent ring magnet 3 forms two magnetic circuits. One circuit is closed through the magnetic cores 4 and 5 and magnetic oil 6 in the annular channel 15, the other through the magnetic circuits 4 and 5 and magnetic oil 6 in the groove 18, while the magnetic oil 6 appears in a non-uniform field, as the annular groove 15 and the groove 18 have a trapezoidal section created by the inclination of the ends 13, 14, 16 and 17 of the magnetic cores 4 and 5. Magnetic oil 6 is inhomogeneous field entrained in the gaps of the annular groove 15 and grooves 18. When the shaft 1 rotates, magnetic oil 6 is forcibly smeared on the thrust collar 19 and spigot 20 . Gap between va the scrap 1 and the supporting surfaces are filled with magnetic oil 6, which creates a hydrodynamic pressure that keeps the shaft 1 in a stable position under the action of axial and radial loads. The magnetic oil 6 is held in the gaps by magnetic forces.

Снижение трени и износа достигаетс Reduced friction and wear

тем. что магнитное масло 6 вт гиваетс в зазоры кольцевой канавки 15 и канавки 18, а поскольку поле в них неоднородное, то магнитное масло 6 магнитными силами прижимаетс к опорным поверхност м вала 1 иtopics that the magnetic oil 6 is drawn into the gaps of the ring groove 15 and the grooves 18, and since the field in them is non-uniform, the magnetic oil 6 is pressed by magnetic forces against the supporting surfaces of the shaft 1 and

принудительно смазывает их. Причем за счет наклона канавки 18 цапфа 20 равномерно смазыв аетс по всей образующей, а за счет эксцентричного расположени канавки 15 равномерно смазываетс упорныйforcibly lubricates them. Moreover, due to the inclination of the groove 18, the trunnion 20 is evenly lubricated over the entire generator, and due to the eccentric arrangement of the groove 15, the resistant

буртик 19 по всей его ширине. При ухудшении смазочной способности магнитного масла 6 уменьшаетс его намагниченность. Свежа порци смазки с большей намагниченностью поддействием магнитного пол collar 19 across its width. When the lubricating ability of the magnetic oil 6 deteriorates, its magnetization decreases. Fresh portion of lubricant with greater magnetization due to magnetic field

выталкивает отработанную часть, котора попада в кольцевую канавку 15 и канавку 18, вновь омагничиваетс , и цикл повтор етс . Таким образом происходит циркул ци смазки. В нерабочем состо нииpushes the waste part, which falls into the annular groove 15 and the groove 18, is again magnetised, and the cycle repeats. In this way the lubricant is circulated. Inoperative

небольшое количество магнитного масла 6 удерживаетс в зазорах между трущимис поверхност ми, что устран ет износ, возникающий при сухом трении во врем пуска и останова.A small amount of magnetic oil 6 is retained in the gaps between the rubbing surfaces, which eliminates wear caused by dry friction during starting and stopping.

Трениеи износ снижаютс также вследствие уменьшени радиуса от оси вращени до поверхности, по которой осуществл етс Трение. В предлагаемом подшипнике трение осуществл етс по поверхности вал 1 магнитопроводы 4 и 5..Friction and wear are also reduced due to a decrease in the radius from the axis of rotation to the surface on which Friction is carried out. In the proposed bearing, friction is carried out on the surface of the shaft 1 of the magnetic cores 4 and 5.

Claims

Claims of the invention of Magnitogidrodin 1 bearing unit containing mounted

in the case there is an annular permanent magnet with axial magnetization placed in the case of a non-magnetic shaft, magnetic cores in the form of two bushings mounted coaxially to the shaft, adjacent to the poles

the magnet and the working ends of which are inclined with respect to the shaft axis with the formation of trapezoidal section gaps constant along the ends of the working gaps, which are filled with magnetic fluid, excluding so on. that, in order to increase the load capacity, reduce friction and wear, the first of the bushings has an eccentric relative cylindrical part of the protrusion on the outer surface, the second is the outer and inner coaxial cylindrical parts interconnected and at the end of the outer cylindrical part of which a wall is made, moreover, the inner cylindrical part has a corresponding first sleeve