UA77663C2 - Ball bearing - Google Patents
Ball bearing Download PDFInfo
- Publication number
- UA77663C2 UA77663C2 UA2003054629A UA2003054629A UA77663C2 UA 77663 C2 UA77663 C2 UA 77663C2 UA 2003054629 A UA2003054629 A UA 2003054629A UA 2003054629 A UA2003054629 A UA 2003054629A UA 77663 C2 UA77663 C2 UA 77663C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- spherical
- magnetic field
- sources
- support
- housing
- Prior art date
Links
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
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
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/045—Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts
- F16C29/046—Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts with balls journaled in pockets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/08—Ball castors
-
- 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
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до рухомих опорних пристроїв, зокрема до кульових опор, які можуть бути використані 2 як опорні елементи машин, верстатів. Одна з перспективних галузей використання кульової опори, що заявляється - виробництво меблів.The invention relates to movable support devices, in particular to ball supports, which can be used as support elements of machines and machines. One of the promising fields of application of ball bearings is furniture production.
Уже відома кульова опора (патент 582289001 від 08.11.1995 р.), яка включає корпус з порожниною, поверхня якої утворює частину сфери і на якій розташовані джерела постійного магнітного поля, та розміщений у цій сферичній заглибені опорний елемент. Однак суттєвим недоліком конструкції є наявність значної сили тертя 70 ковзання та обмеженість сектору повороту опорного елементу відносно корпусу. Це зумовлює необхідність прикладання значних зусиль для переміщення опорного елементу відносно корпусу, їх взаємний підсилений знос.A ball support is already known (patent 582289001 dated November 8, 1995), which includes a body with a cavity, the surface of which forms part of a sphere and on which sources of a constant magnetic field are located, and a support element placed in this spherical recessed support element. However, a significant disadvantage of the design is the presence of a significant force of friction 70 sliding and the limited sector of rotation of the support element relative to the body. This makes it necessary to apply significant efforts to move the support element relative to the body, their mutual enhanced wear.
Це зменшує ефективність роботи всієї опори, а обмеженість кута повороту опорного елементу взагалі не дозволяє використовувати опору для скільки-небудь значних її переміщень відносно опорної поверхні, що кардинально зменшує сферу використання опори. 12 В основу винаходу поставлено задачу в кульовій опорі шляхом зміни конструкції і введення додаткових елементів забезпечити безконтактну систему взаємного зв'язку опорного елементу з корпусом, мінімізація сил тертя та необмежений сектор повороту опорного елементу відносно корпусу в усіх напрямках.This reduces the efficiency of the entire support, and the limitation of the angle of rotation of the support element does not allow using the support for any significant movements relative to the support surface, which drastically reduces the scope of use of the support. 12 The invention is based on the task in the ball bearing by changing the design and introducing additional elements to provide a non-contact system of mutual communication of the support element with the housing, minimization of frictional forces and an unlimited sector of rotation of the support element relative to the housing in all directions.
Для вирішення поставленої задачі на корпусі встановлена кільцева заглушка, внутрішня поверхня якої утворює з сферичною заглибиною корпусу частину сфери, а джерела постійного магнітного поля, розташовані на сферичній поверхні заглибини корпусу, мають однакову полюсну орієнтацію відносно поверхні сферичної заглибини, при, цьому опорний елемент виконано у вигляді кулі, на поверхні якої розташовані джерела постійного магнітного поля, які мають таку ж орієнтацію полюсів відносно її поверхні.To solve the problem, a ring plug is installed on the housing, the inner surface of which forms a part of the sphere with the spherical recess of the housing, and the sources of the constant magnetic field located on the spherical surface of the housing recess have the same polar orientation relative to the surface of the spherical recess, while the support element is made in in the form of a sphere, on the surface of which there are sources of a constant magnetic field, which have the same orientation of the poles relative to its surface.
Використання однакової полюсної орієнтації магнітів сферичної порожнини корпусу та опорної кулі зумовлюють виникнення значної відштовхувальної сили і тим самим створює умови для безконтактної системи с взаємодії між ними, що усуває тертя ковзання взагалі. Виконання опорного елементу у вигляді кулі дозволяє Ге) переміщення кульової опори в усіх напрямках без обмежень. За відсутності осьового навантаження, в тому числі під час транспортування та монтажу опори, відштовхувальні магнітні сили між однойменними полюсами намагаються виштовхнути опорну кулю, що приводить до порушення цілісність конструкції. Щоб запобігти цьому, встановлюється кільцева заглушка, внутрішня поверхня якої утворює з сферичною заглибиною корпусу частину о сфери. Ге)The use of the same pole orientation of the magnets of the spherical cavity of the housing and the support ball cause the emergence of a significant repulsive force and thereby creates conditions for a non-contact system with interaction between them, which eliminates sliding friction altogether. The execution of the support element in the form of a ball allows Ge) movement of the ball support in all directions without restrictions. In the absence of an axial load, including during transportation and installation of the support, the repulsive magnetic forces between the poles of the same name try to push out the support ball, which leads to a violation of the integrity of the structure. To prevent this, a ring plug is installed, the inner surface of which forms a part of the sphere with the spherical recess of the housing. Gee)
Крім того, джерела постійного магнітного поля, що розміщені на поверхні опорної кулі, розташовані на однаковій відстані один від одного. В такому разі і напруженість магнітного поля на поверхні опорної кулі ее, буде однаковою, що забезпечить постійність відштовхувальної сили при різних кутах переміщення опорної кулі ча відносно корпусу, тобто стабільність роботи опори в цілому. 3о Як джерела постійного магнітного поля, що розташовані на поверхні сферичної заглибини корпусу, можливе в застосування електромагнітів, що дає можливість значного підвищення напруженості магнітного поля, тобто збільшення відштовхувальної сили та, як наслідок, несучої спроможності опори при незмінних її габаритах.In addition, the sources of the constant magnetic field placed on the surface of the support sphere are located at the same distance from each other. In this case, the intensity of the magnetic field on the surface of the support ball ee will be the same, which will ensure the constancy of the repulsive force at different angles of movement of the support ball relative to the body, that is, the stability of the support as a whole. 3о As sources of a constant magnetic field located on the surface of the spherical recess of the housing, it is possible to use electromagnets, which makes it possible to significantly increase the intensity of the magnetic field, i.e. increase the repulsive force and, as a result, the bearing capacity of the support with unchanged dimensions.
Щільність розміщення джерел постійного магнітного поля на внутрішній сферичній поверхні корпуса зростає « від периферії до центру верхньої частини сферичної порожнини корпусу, причому це зростання відбувається 50 симетрично осі корпусу з однаковою щільністю джерел магнітного поля по концентричним, відносно цієї осі, З с поверхням. Найбільша напруженість магнітного поля у верхній частині сферичної порожнині корпусу, тобто зThe density of permanent magnetic field sources on the internal spherical surface of the housing increases from the periphery to the center of the upper part of the spherical cavity of the housing, and this growth occurs symmetrically at 50° to the axis of the housing with the same density of magnetic field sources on concentric surfaces relative to this axis. The greatest intensity of the magnetic field is in the upper part of the spherical cavity of the case, that is, with
І» протилежної сторони відносно плями контакту опорної кулі, забезпечить і найбільшу відштовхувальну силу між ними, напрямок якої буде максимально співпадати з силою навантаження. Це дозволяє підвищити добротність кульової опори і корисність її дії що зменшує потреби енергетики джерел постійного магнітного поля на сферичній поверхні корпуса, тобто собівартість опори в цілому. Однакова концентрація джерел постійного і магнітного поля по концентричним, відносно осі корпусу, поверхням забезпечує симетричність та рівномірність -І розподілу навантажень опори від опорної кулі на корпус. Це також підвищує експлуатаційні спроможності опори.And" of the opposite side relative to the spot of contact of the support ball, will also provide the greatest repulsive force between them, the direction of which will maximally coincide with the load force. This makes it possible to increase the quality factor of the spherical support and the usefulness of its action, which reduces the energy needs of the sources of the permanent magnetic field on the spherical surface of the housing, that is, the cost of the support as a whole. The same concentration of sources of constant and magnetic field on concentric, relative to the axis of the case, surfaces ensures symmetry and uniformity of the distribution of support loads from the support ball to the case. It also increases the operational capabilities of the support.
Щоб запобігти тертю та заклинюванню опорної кулі з кільцевої заглушкою при малих навантаженнях на опору, б в кільцевій заглушці розташовані джерела постійного магнітного поля, з тією ж орієнтацією полюсів відносно ЇїTo prevent friction and jamming of the support ball with the ring plug at low loads on the support, sources of a constant magnetic field are located in the ring plug, with the same orientation of the poles relative to it
Ге»! 20 поверхні, що і джерела магнітного поля, розташовані на поверхні сферичної заглибини корпусу. Виникнення при цьому відштовхувальної сили між опорною кулею і кільцевою заглушкою частково компенсує надмірну, у таких с» обставинах, відштовхувальну силу між опорною кулею і корпусом опори.Gee! 20 surfaces, as well as sources of the magnetic field, are located on the surface of the spherical cavity of the housing. The emergence of a repulsive force between the support ball and the ring plug partially compensates for the excessive, in such circumstances, repulsive force between the support ball and the support body.
Одним з конструктивних варіантів винаходу є те, що опорна куля виконана з еластичного матеріалу. Таке рішення зумовлює збільшення плями контакту та, відповідно, зменшення контактних напружень з опорною 25 поверхнею. Корпус опори також може бути виконаний з еластичного матеріалу, причому еластичність корпусаOne of the constructive options of the invention is that the support ball is made of elastic material. Such a solution causes an increase in the contact spot and, accordingly, a decrease in the contact stresses with the support surface. The body of the support can also be made of an elastic material, and the elasticity of the body
ГФ) менше еластичності опорної кулі. Це, з одного боку, забезпечить постійність та оптимальність зазору між поверхнями опорної кулі та сферичною порожниною корпусу при їх деформаціях під навантаженням, а, з іншого о боку, поверне осі магнітних джерел, розміщених як на сферичній поверхні корпусу, так і на поверхні кулі, на менші кути відносно осі корпусу, тобто відносно напрямку навантаження. | перший, і другий наслідки 60 запобігають суттєвому збільшенню несучої здатності опорної кулі. Кільцева заглушка теж може бути виконана з еластичного матеріалу, причому еластичність кільцевої заглушки не менше еластичності прилеглої частини корпусу, щоб не виникало деформації корпусу.GF) is less elastic than the support ball. This, on the one hand, will ensure the constancy and optimality of the gap between the surfaces of the support sphere and the spherical cavity of the housing during their deformations under load, and, on the other hand, will rotate the axes of the magnetic sources placed both on the spherical surface of the housing and on the surface of the sphere, at smaller angles relative to the body axis, that is, relative to the load direction. | the first and second consequences 60 prevent a significant increase in the bearing capacity of the support ball. The ring plug can also be made of an elastic material, and the elasticity of the ring plug is not less than the elasticity of the adjacent part of the case, so that the case does not deform.
Ще одним з варіантів винаходу є те, джерела постійного магнітного поля виконані з висококоерцитивних магнітів на основі сплавів Ре-Ма-В або Зт-Сов5, які є найпотужнішими з існуючих постійних магнітів, що дає бо збільшення навантажувальної здатності опори, або зменшення її розмірів при тієї ж несучої спроможності.Another variant of the invention is that the sources of the permanent magnetic field are made of highly coercive magnets based on Re-Ma-B or Zt-Sov5 alloys, which are the most powerful of the existing permanent magnets, which gives an increase in the load capacity of the support, or a decrease in its size at the same carrying capacity.
Існує варіант винаходу: джерело постійного магнітного поля, розташоване з протилежної відносно точки опори частині сферичної поверхні корпуса, виконано з можливістю осьового переміщення та обладнано з протилежної відносно сферичною заглибиною корпусу сторони амортизаційною пружиною. Це зроблено для того, щоб зменшити виштовхування опорної кулі з корпусу та запобігти тертю та заклинюванню опорної кулі з кільцевої заглушкою при малих навантаженнях на опори.There is a variant of the invention: the source of a constant magnetic field, located on the opposite relative to the support point of the part of the spherical surface of the housing, is made with the possibility of axial movement and is equipped with a damping spring on the side opposite to the spherical cavity of the housing. This is done in order to reduce the push-out of the thrust ball from the housing and to prevent friction and jamming of the thrust ball with the ring plug under light bearing loads.
Технічний результат винаходу полягає в забезпеченні безконтакної взаємодії складових частин конструкції кульової опори шляхом використання джерел постійного магнітного поля; мінімізації сил тертя шляхом використання однакової полюсної орієнтації магнітів сферичної порожнини корпусу та опорної кулі; необмежений 7/о сектор повороту опорного елементу відносно корпусу в усіх напрямках шляхом виконання опорного елементу у вигляді кулі.The technical result of the invention consists in ensuring non-contact interaction of the component parts of the ball support structure by using sources of a constant magnetic field; minimization of frictional forces by using the same pole orientation of the magnets of the spherical cavity of the housing and the support ball; unlimited 7/o sector of rotation of the support element relative to the body in all directions by making the support element in the form of a ball.
Причинно-наслідковий зв'язок між цим технічним результатом і сукупністю ознак винаходу полягає в виконанні опорного елементу у вигляді кулі, що дозволяє безобмежене переміщення опори; використання джерел постійного магнітного поля, розташованих на сферичній поверхні заглибини корпусу, які мають однакову полюсну 7/5 орієнтацію відносно поверхні сферичної заглибини, та на поверхні опорного елементу, які мають таку ж орієнтацію полюсів відносно її поверхні, що усуває тертя ковзання; встановлення кільцевої заглушки, внутрішня поверхня якої утворює з сферичною заглибиною корпусу частину сфери, що утворює єдину конструкцію та перешкоджає випаданню опорного елементу в разі відсутності навантаження.The cause-and-effect relationship between this technical result and the set of features of the invention consists in the execution of the support element in the form of a ball, which allows unlimited movement of the support; the use of constant magnetic field sources located on the spherical surface of the body cavity, which have the same pole 7/5 orientation relative to the surface of the spherical cavity, and on the surface of the support element, which have the same pole orientation relative to its surface, which eliminates sliding friction; installation of a ring plug, the inner surface of which forms a part of the sphere with the spherical cavity of the housing, which forms a single structure and prevents the support element from falling out in the absence of a load.
Суть винаходу пояснюється кресленням.The essence of the invention is explained by the drawing.
На фіг. зображений загальний вигляд кульової опори. Позначення - позиція 1 - корпус, 2 - кільцева заглушка, З - сферична поверхня, 4-опорна куля, 5-джерела постійного магнітного поля, б-амортизаційна пружина.In fig. the general view of the ball bearing is shown. Designation - position 1 - body, 2 - ring plug, C - spherical surface, 4 - support ball, 5 - sources of permanent magnetic field, b - damping spring.
Кульова опора, що зображена на фіг. 1, працює таким чином. Коли опорна куля 4 взаємодіє з опорною поверхнею, сила тиску кульової опори від поверхні врівноважується відштовхувальною силою між джерелами постійного магнітного поля 5, встановленими в корпусі 1 та в кільцевій заглушці 2. При переміщенні опори сч ов Відносно опорної поверхні завдяки безконтактній системі взаємного зв'язку елементів тертя ковзання відсутнє.The ball bearing shown in fig. 1, works like this. When the support ball 4 interacts with the support surface, the pressure force of the ball support from the surface is balanced by the repulsive force between the permanent magnetic field sources 5 installed in the housing 1 and in the ring plug 2. When the support is moved relative to the support surface thanks to the non-contact system of mutual communication there are no sliding friction elements.
При необхідності фіксації опори кільцева заглушка 2 переміщується паралельно осі корпусу 1 до контакту з о); поверхнею, з якою взаємодіє кульова опора.If it is necessary to fix the support, the ring plug 2 is moved parallel to the axis of the housing 1 to contact with o); the surface with which the ball bearing interacts.
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003054629A UA77663C2 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Ball bearing |
PCT/UA2004/000030 WO2004104433A1 (en) | 2003-05-22 | 2004-05-14 | Ball bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003054629A UA77663C2 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Ball bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA77663C2 true UA77663C2 (en) | 2007-01-15 |
Family
ID=34421084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2003054629A UA77663C2 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Ball bearing |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA77663C2 (en) |
WO (1) | WO2004104433A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK177194B1 (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-21 | Magicdrive Aps | A multidirectional driving ball and a method for rotating a spherical ball |
CN102425609B (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-19 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | Method for inlaying permanent magnetic core in inner ring and outer ring of hemispherical air dynamic pressure bearing |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4072370A (en) * | 1976-08-24 | 1978-02-07 | Spectra-Flux, Inc. | Radial magnetic bearing |
SU1288393A1 (en) * | 1982-05-10 | 1987-02-07 | Московский энергетический институт | Magnetic bearing |
US6134747A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Ball caster with snap-in ball |
-
2003
- 2003-05-22 UA UA2003054629A patent/UA77663C2/en unknown
-
2004
- 2004-05-14 WO PCT/UA2004/000030 patent/WO2004104433A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004104433A1 (en) | 2004-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2581842C1 (en) | Energy conversion device | |
US10030701B2 (en) | Magnetic bearing having permanent magnet assemblies with repulsive bearing surfaces | |
US20080122308A1 (en) | Method for Stabilizing a Magnetically Levitated Object | |
AU2017203381A1 (en) | Carrier device capable of varying contact damping with pressured displacement | |
CN101356596B (en) | The method of linear actuators and configuration electromagnetic spring | |
AU2002302762A1 (en) | Journal bearing arrangement | |
US20150369419A1 (en) | Kinematic support structure | |
US20190014202A1 (en) | Headset with magnetic frictional coupler | |
US20130009501A1 (en) | Magnetic bearing structure and turbo machine having the same | |
CN108488231B (en) | Four-degree-of-freedom magnetic suspension rotary drum | |
CN102520517A (en) | Flexible anti-rotation mechanism for two-dimensional rapid reflector | |
UA77663C2 (en) | Ball bearing | |
JP7083018B2 (en) | Device and vacuum chamber | |
US9181979B2 (en) | Hybrid type magnet bearing system | |
CN209748435U (en) | controllable rotary magnetic suspension device | |
WO2011050736A1 (en) | Permanent magnetic levitating bearing and permanent magnetic levitating bearing assembly | |
DE60203296D1 (en) | CONTACT BEARING | |
CN115220218A (en) | Tiltable mirror device | |
JP5567991B2 (en) | Dynamic vibration absorber | |
JP2014001797A (en) | Base isolation device | |
JPH01202183A (en) | Article levitation supporting device | |
US9163666B2 (en) | Axial passive magnet bearing system | |
JPS60237218A (en) | Vibration isolating unit for rotor | |
US20040170350A1 (en) | Resiliently mounted bearing | |
CN203717759U (en) | Three-degree-of-freedom constant-rigidity magnet spring |