Комбінований електромагнітний підшипник кемпа

Реферат: Комбінований електромагнітний підшипник містить несучій каркас, вал, призматичні частини вала, циліндричну частину вала, корпусу-хрестовини несучого каркаса, виступи на циліндричній частині вала, втулки корпусів-хрестовин, рухомі плоскі магнітні диски, рухомі циліндричні магнітні диски, нерухомі плоскі диски, нерухомі циліндричні диски, крізні посадочні гнізда у рухомих плоских і у нерухомих циліндричних дисках, шпильки, гайки, отвори, магнітні елементи; рухомі плоскі і рухомі циліндричні диски встановлені на призматичних частинах вала, магнітні елементи розміщені на нерухомих дисках, магнітні елементи рухомих дисків повернені однойменними полюсами до нерухомих дисків, в кожній з втулок змонтовані один в одному циліндричні магніти: зовнішні магніти закріплені на внутрішньому боці втулок, а внутрішні - на призматичних частинах вала, напроти нерухомих плоских дисків закріплені рухомі плоскі диски, полюси яких спрямовані назустріч один до одного, зовнішні циліндричні магніти розташовані на внутрішніх боках втулок, а внутрішні циліндричні магніти - на призматичних частинах вала, кришки, які закріплені на втулках корпусів-хрестовин гвинтами, систему контролю радіального та осьового биття вала, яка складається з електроізолювальних втулок з регулювальними гвинтами, кожен з регулювальних гвинтів електрично з'єднаний зі своїми індикатором биття, джерелом живлення і корпусом-хрестовиною. Нерухомі плоскі і циліндричні диски складаються з сердечників, котушок та магнітопроводів, при цьому котушки електрично з'єднані послідовно або паралельно до свого джерела електричного струму, причому сердечники нерухомо закріплені на кришках і на внутрішніх боках втулок корпусів-хрестовин, а магнітопроводи з'єднані з сердечниками електромагнітними силами, величина яких регулюється за допомогою джерела електричного струму, яке має можливість змінювати величину вихідного струму або напруги. UA 122799 U (12) UA 122799 U UA 122799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до вузлів та деталей машин з використанням магнітних, електричних або електромагнітних опор, а саме до підшипників, і може бути використана для будь-яких машин з обертовими валами на підшипниках. Відомий магнітний підшипник, який входить до складу електрогенератора або вітроелектрогенератора [див., наприклад, патент України на корисну модель № 118209, МПК F16C 32/04]. Відомий магнітний підшипник, який входить до складу електрогенератора або вітроелектрогенератора, містить несучий каркас, вал, призматичні частини вала, циліндричну частину вала, корпусу-хрестовини між несучими каркасами, виступи-фіксатори відстані між корпусами-хрестовинами, втулки корпусів-хрестовин, рухомі плоскі магнітні диски, рухомі циліндричні магнітні диски, нерухомі плоскі магнітні диски, нерухомі циліндричні магнітні диски, крізні посадочні гнізда у нерухомих плоских і циліндричних магнітних дисках, шпильки, гайки, отвори, магнітні елементи, рухомі плоскі і рухомі циліндричні магнітні диски встановлені на призматичних частинах вала, магнітні елементи розміщені на рухомих і нерухомих магнітних дисках, магнітні елементи рухомих магнітних дисків повернені різнойменними полюсами до нерухомих магнітних дисків, в кожній з втулок змонтовані один в одному циліндричні магнітні: зовнішні магнітні циліндри закріплені на внутрішньому боці втулки, а внутрішні - на призматичних частинах вала, напроти нерухомих плоских магнітних дисків закріплені рухомі плоскі магнітні диски, полюси яких спрямовані назустріч один одному, зовнішні магнітні циліндри розташовані на внутрішніх боках втулок, а внутрішні магнітні циліндри - на призматичних частинах вала. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, по технічній суті й ефекту, що досягається, є вибраний як прототип магнітний підшипник МПА-2 [Патент України № 12295 на корисну модель «Магнітний підшипник Алєєва МПА-2»]. Даний підшипник містить несучій каркас, вал, призматичні частини вала, циліндричну частину вала, корпусу-хрестовини несучого каркаса, виступи на циліндричній частині вала, втулки корпусів-хрестовин, рухомі плоскі магнітні диски, рухомі циліндричні магнітні диски, нерухомі плоскі диски, нерухомі циліндричні диски, крізні посадочні гнізда у рухомих плоских і у нерухомих циліндричних дисках, шпильки, гайки, отвори, магнітні елементи; рухомі плоскі і рухомі циліндричні диски встановлені на призматичних частинах вала, магнітні елементи розміщеніна нерухомих дисках, магнітні елементи рухомих дисків повернені однойменними полюсами до нерухомих дисків, в кожній з втулок змонтовані один в одному циліндричні магніти: зовнішні магніти закріплені на внутрішньому боці втулок, а внутрішні - на призматичних частинах вала, напроти нерухомих плоских дисків закріплені рухомі плоскі диски, полюси яких спрямовані назустріч один до одного, зовнішні циліндричні магніти розташовані на внутрішніх боках втулок, а внутрішні циліндричні магніти - на призматичних частинах вала, кришки, які закріплені на втулках корпусів-хрестовин гвинтами, систему контролю радіального та осьового биття вала, яка складається з електроізолювальних втулок з регулювальними гвинтами, кожен з регулювальних гвинтів електрично з'єднаний зі своїми індикатором биття, джерелом живлення і корпусомхрестовиною. Недоліками відомих магнітних підшипників: аналога і вибраного як прототип, є відсутність можливості регулювання магнітної сили відштовхування один від одного рухомих і нерухомих магнітів, що веде до неспроможності роботи підшипників при зміненій навантаження на них у бік її збільшення над допустимими межами. Суттєвими ознаками найближчого аналога (прототипу), які збігаються з комбінованим електро-магнітним підшипником кемпа, є наявність: - несучого каркаса, - вала, - призматичної частини вала, - циліндричної частини вала, - корпуса-хрестовини несучого каркаса, - виступи на циліндричній частині вала, - втулки корпусів-хрестовин, - рухомі плоскі магнітні диски, - рухомі циліндричні магнітні диски, - нерухомі плоскі диски, - нерухомі циліндричні диски, - крізні посадочні гнізда у рухомих плоских і у нерухомих циліндричних дисках, - шпильки, - гайки, - отвори, 1 UA 122799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 -магнітні елементи, - встановлення рухомих плоских і рухомих циліндричних диски на призматичних частинах вала, - розміщення магнітних елементів на нерухомих дисках, - повернення магнітних елементів рухомих дисків однойменними полюсами до нерухомих дисків, - монтування в кожній з втулок один в одному циліндричних магнітів, - закріплення зовнішніх магнітів на внутрішньому боці втулок, - закріплення внутрішніх магнітів на призматичних частинах вала, - закріплення напроти нерухомих плоских дисків рухомих плоских дисків, - спрямовання полюсів нерухомих плоских дисків назустріч полюсам рухомих плоских дисків, - розташування зовнішніх циліндричних магнітів на внутрішніх боках втулок, - розташування внутрішніх циліндричних магнітів на призматичних частинах вала, - закріплення кришок на втулках корпусів-хрестовин гвинтами, - складання системи контролю радіального та осьового биття вала електроізолювальних втулок з регулювальними гвинтами, - електричного з'єднання кожного з регулювальних гвинтів зі своїми індикатором биття, джерелом живлення і корпусом-хрестовиною. Ознаками комбінованого електромагнітного підшипника КЕМПА, що заявляється, які відрізняються від найближчого аналога (прототипу), є: - складання нерухомих плоских і циліндричних дисків з сердечників, котушок та магнітопроводів, - електричне з'єднання котушок послідовно або паралельно зі своїм джерелом електричного струму, - нерухоме закріплення сердечників на кришках і на внутрішніх боках втулок корпусівхрестовин, - з'єднання магнітопроводів з сердечниками електромагнітними силами, регулювання величини електромагнітних сил за допомогою джерела електричного струму, - можливість джерела електричного струму змінювати величину вихідного струму або напруги. В основу корисної моделі, що заявляється, комбінованого електромагнітного підшипника КЕМПА, поставлено задачу удосконалення його конструкції шляхом здійснення можливості регулювання величини магнітної сили відштовхування за рахунок виконання нерухомих дисків у вигляді електромагнітів. Технічним результатом технічного рішення, що заявляється, є розширення області застосування підшипника шляхом виготовлення нерухомих дисків у вигляді електромагнітів, що забезпечені магнітопроводами. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з технічним рішенням, що заявляється, нерухомі плоскі і циліндричні диски складаються з сердечників, котушок та магнітопроводів, котушки електрично з'єднані послідовно або паралельно до свого джерела електричного струму, сердечники нерухомо закріплені на кришках і на внутрішніх боках втулок корпусів-хрестовин, магнітопроводи з'єднані з сердечниками електромагнітними силами, величина електромагнітних сил регулюється за допомогою джерела електричного струму, джерело електричного струму має можливість змінювати величину вихідного струму або напруги. Суть технічного рішення, що заявляється (комбінованого електромагнітного підшипника КЕМПА, полягає в наступному. При складанні нерухомих плоских і циліндричних дисків з сердечників, котушок та магнітопроводів, при послідовному або паралельному електричному з'єднанні котушок зі своїми джерелами електричного струму, при нерухомому закріпленні сердечників на кришках і на внутрішніх боках втулок корпусів-хрестовин, при з'єднанні магнітопроводів з сердечниками електромагнітними силами, при регулюванні величини електромагнітних сил за допомогою джерела електричного струму, при забезпеченні джерела електричного струму можливістю змінювати величину вихідного струму або напруги відбувається розширення області застосування підшипника шляхом виготовлення нерухомих дисків у вигляді електромагнітів, що забезпечені магнітопроводами. 2 UA 122799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім цього суть технічного рішення, що заявляється, ілюструється також його принциповою схемою, наведеною на кресленні, де зображений розріз схематичного загального виду комбінованого електромагнітного підшипника, що заявляється. До складу комбінованого електромагнітного підшипника КЕМПА, що заявляється, входять наступні елементи та вузли: - несучій каркас поз. 1, - вал поз. 2, - призматичні частини Пр вала (2), - циліндрична частина Ци вала (2), - корпуса-хрестовини поз. 3 несучого каркаса (1), - виступи поз. 4 на циліндричній частині (Ци) вала (2), - втулки поз. 5 корпусів-хрестовин (3), - рухомі плоскі магнітні диски поз. 6, - рухомі циліндричні магнітні диски поз. 7, - нерухомі плоскі диски поз. 8, - нерухомі циліндричні диски поз. 9, - крізні посадочні гнізда поз. 10 у нерухомих плоских (8) і циліндричних (9) дисках, - шпильки поз. 11, - гайки поз. 12, - отвори поз. 13, - магнітні елементи поз. 14, - кришки поз. 15, - гвинти поз. 16, - система поз. 17 контролю радіального та осьового биття вала (2), - електроізолювальні втулки поз. 18, - регулювальні гвинти поз. 19, - індикатори биття поз. 20, - джерела живлення поз. 21, - сердечники поз. 22, - котушки поз. 23, - магнітопроводи поз. 24. Комбінований електромагнітний підшипник, що заявляється, функціонує наступним чином. Послідовність операцій монтування несучого каркаса поз. 1: - встановлення на заданій відстані один від одного корпусів-хрестовин поз. 3 с закріпленими на них втулками поз. 5 за допомогою просунутих крізь отвори поз. 13 шпильок поз. 11 і гайок поз. 12; - встановлення на внутрішніх боках втулок поз. 5 нерухомих циліндричних електромагнітів поз. 9, що складаються з сердечників поз. 22, котушок поз. 23 і магнітопроводів поз. 24; - закріплення на призматичних частинах (Пр) вала поз.2 в посадочних гніздах поз. 10 рухомих плоских поз. 6 і рухомих циліндричних поз. 7 магнітних дисків; - пригвинчування за допомогою гвинтів поз. 16 кришок поз. 15 зі змонтованими на них нерухомими плоскими електромагнітними дисками поз.8, а також з системою поз. 17 контролю радіального та осьового биття вала поз. 2; - закріплення на внутрішній частині (всередині) втулок поз. 5 нерухомих циліндричних електромагнітних дисків поз. 9; нерухомі циліндричні поз. 9, плоскі поз. 8 електромагнітні диски, а також рухомі плоскі поз. 6 і циліндричні поз. 7 магнітні диски встановлюють таким чином, щоб при пропусканні крізь котушки поз. 23 електричного струму магніти і електромагніти відштовхувались один від одного. Магнітне поле між магнітними елементами поз. 14 постійних плоских поз. 6, 8 та постійних циліндричних поз. 7, 9 рухомих магнітних дисків поз. 6, 7 і нерухомих електромагнітних магнітних дисків поз. 8, 9 відштовхує один від одного рухомі і нерухомі диски. В результаті такого відштовхування вал поз. 2, що оснащений комбінованими електромагнітними підшипниками, обертається практично без втрат енергії на подолання сил тертя. В залежності від величини радіального і осьового навантаження на вал поз. 2 в ньому виникає радіальне і/або осьове биття. Контроль наявності радіального та осьового биття вала поз. 2 здійснюється системою поз. 17. При наявності радіального та/або осьового биття вала поз. 2 кінець гвинта поз. 19, що вгвинчений в електроізоляційну втулку поз. 18, починає торкатися дна (при осьовому битті вала) або стінок (при радіальному битті вала) виїмки в торцевій стінці призматичної (Пр) частини вала поз. 2. При цьому замикається електричний ланцюг "корпусхрестовина - джерело живлення - індикатор биття - регулювальний гвинт - вал - корпус 3 UA 122799 U 5 хрестовина" і індикатор биття починає подавати сигнал о наявності биття вала (радіального та/або осьового). Усунення осьового та/або радіального биття вала поз. 2 здійснюється шляхом змінення величини струму, який подається в систему поз. 17 контролю радіального та осьового биття вала поз. 2. Таким чином, сукупність суттєвих ознак заявленого технічного рішення дозволяє досягти технічного результату, зазначеного в технічному рішенні, що заявляється, тобто удосконалення конструкції електро-магнітного підшипника шляхом розширення області застосування підшипника за рахунок виготовлення нерухомих дисків у вигляді електромагнітів, що забезпечені магнітопроводами. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Комбінований електромагнітний підшипник, що містить несучій каркас, вал, призматичні частини вала, циліндричну частина валу, корпусу-хрестовини несучого каркаса, виступи на циліндричній частині вала, втулки корпусів-хрестовин, рухомі плоскі магнітні диски, рухомі циліндричні магнітні диски, нерухомі плоскі диски, нерухомі циліндричні диски, крізні посадочні гнізда у рухомих плоских і у нерухомих циліндричних дисках, шпильки, гайки, отвори, магнітні елементи; рухомі плоскі і рухомі циліндричні диски встановлені на призматичних частинах вала, магнітні елементи розміщені на нерухомих дисках, магнітні елементи рухомих дисків повернені однойменними полюсами до нерухомих дисків, в кожній з втулок змонтовані один в одному циліндричні магніти: зовнішні магніти закріплені на внутрішньому боці втулок, а внутрішні - на призматичних частинах вала, напроти нерухомих плоских дисків закріплені рухомі плоскі диски, полюси яких спрямовані назустріч один до одного, зовнішні циліндричні магніти розташовані на внутрішніх боках втулок, а внутрішні циліндричні магніти - на призматичних частинах вала, кришки, які закріплені на втулках корпусів-хрестовин гвинтами, систему контролю радіального та осьового биття вала, яка складається з електроізолювальних втулок з регулювальними гвинтами, кожен з регулювальних гвинтів електрично з'єднаний зі своїми індикатором биття, джерелом живлення і корпусом-хрестовиною, який відрізняється тим, що нерухомі плоскі і циліндричні диски складаються з сердечників, котушок та магнітопроводів, при цьому котушки електрично з'єднані послідовно або паралельно до свого джерела електричного струму, причому сердечники нерухомо закріплені на кришках і на внутрішніх боках втулок корпусівхрестовин, а магнітопроводи з'єднані з сердечниками електромагнітними силами, величина яких регулюється за допомогою джерела електричного струму, яке має можливість змінювати величину вихідного струму або напруги. 4 UA 122799 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5