МАГНИТНАЯ ОПОРА

МАГНИТНАЯ ОПОРА


RU (11) 2115835 (13) C1

(51) 6 F16C32/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.07.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 97105796/28 
(22) Дата подачи заявки: 1997.04.11 
(45) Опубликовано: 1998.07.20 
(56) Аналоги изобретения: FR, заявка, 2377551, F 16 C 32/04, 1978. 
(71) Имя заявителя: Научно-производственное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт электромеханики с заводом" 
(72) Имя изобретателя: Сарычев А.П.; Верещагин В.П. 
(73) Имя патентообладателя: Научно-производственное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт электромеханики с заводом" 

(54) МАГНИТНАЯ ОПОРА 
Изобретение относится к бесконтактным опорным устройствам с электромагнитными подшипниками и может быть использовано при создании, например, газоперекачивающих агрегатов и других высокооборотных машин с активным магнитным подвесом роторов. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности изменения расположения датчиков положения вала и электромагнитов путем их перестановки в магнитной опоре без ее доработки. Новым является то, что корпус магнитной опоры выполнен из трех частей с разъемным соединением между ними. При этом в одной из частей корпуса размещены статоры датчиков положения вала, а в двух других частях - соответственно статоры радиального и осевого электромагнитов. Расстояния между торцевыми привалочными плоскостями частей корпуса равны между собой, а места крепления совпадают друг с другом при соединении частей корпуса в любой последовательности. Все роторы выполнены с возможностью взаимной перестановки на валу, причем у датчиков положения ротор выполнен общим. Изобретение позволяет создать унифицированную магнитную опору для устройств, характеризующихся широким диапазоном изменения динамических параметров и/или режимов работы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорным устройствам с электромагнитными подшипниками, и может быть использовано при создании, например, газоперекачивающих агрегатов, турбодетандеров, электрошпинделей, турбомолекулярных насосов и других высокооборотных машин и агрегатов с активным магнитным подвесом роторов.
Известно, что на работу магнитного подвеса отрицательно влияют первые формы продольных упругих колебаний вала, так как они, как правило, близки к рабочему диапазону частот вращения устройства или находятся в нем. Вследствие работы в резонансной области происходит увеличение амплитуды колебаний вала в зазоре магнитной опоры, что может привести к нарушению работоспособности магнитного подвеса и устройства [1].
Для снижения влияния указанного вида колебаний вала радиальный электромагнит и датчик положения вала устанавливают в места, выбранные с учетом распределения узлов первых форм колебаний вала.
Однако изменение динамических характеристик и режимов работы устройства может вызвать такое изменение распределения узлов первых форм колебаний вала, что появляется необходимость изменения мест расположения радиального датчика и электомагнита в опоре.
Известна магнитная опора, содержащая корпус, радиальный и осевой электромагниты, радиальный и осевой датчики положения вала, при этом статоры электромагнитов и датчиков разъемно соединены с корпусом, а их роторы установлены на валу [2].
Известная магнитная опора, принятая в качестве прототипа, выполнена с возможностью замены статоров на аналогичные. Однако, в известной конструкции не предусмотрена возможность перестановки на другие места в корпусе и на валу активных элементов опоры, поэтому для работы в новых условиях необходима замена ее на опору с другим расположением датчиков и электромагнитов.
Таким образом, известную магнитную опору нельзя использовать в устройствах, предназначенных для работы в условиях изменения динамических параметров и/или режимов работы, что сужает область применения и удорожает эксплуатационные расходы.
Заявленное изобретение решает задачу создания унифицированной магнитной опоры для активного магнитного подвода роторов устройств, характеризующихся различными динамическими параметрами и/или режимами работы, а также устройств, работающих в условиях, при которых указанные параметры могут изменяться.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении возможности изменения расположения датчиков положения вала и электромагнитов путем их перестановки в магнитной опоре без ее доработки.
Поставленная задача решается тем, что в известной магнитной опоре, содержащей корпус, радиальный и осевой электромагниты, радиальный и осевой датчики положения вала, при этом статоры электромагнитов и датчиков положения вала разъемно соединены с корпусом, а их роторы установлены на валу, новым является то, что в ней корпус выполнен из трех частей с разъемным соединением между ними, в одной из частей корпуса размещены статоры датчиков положения вала, а в двух других частях корпуса размещены соответственно статор радиального и статор осевого электромагнита, в указанных частях корпуса расстояния между торцевыми привалочными плоскостями равны между собой, а места крепления на сопрягаемых частях корпуса совпадают друг с другом при соединении частей корпуса в любой последовательности, все роторы выполнены с возможностью взаимной перестановки на валу для размещения под соответствующими статорами, причем радиальный и осевой датчики положения вала выполнены с общим ротором.
Кроме того, ротор датчиков положения вала выполнен в виде диска, при этом статор осевого датчика образует рабочие зазоры с торцевыми поверхностями диска, а статор радиального датчика образует рабочий зазор с цилиндрической поверхностью диска.
Кроме того, вал снабжен втулкой, на которую установлены роторы электромагнитов и датчиков положения вала.
Действительно, выполнение корпуса магнитной опоры составным из трех частей с возможностью их разъема и сопряжения между собой в любой последовательности, выполнение роторов с возможностью их перестановки на валу для установки под соответствующими статорами, размещенными в частях корпуса, а также наличие общего ротора у датчиков положения вала позволяет переставлять активные элементы опоры при изменении распределения узлов первых форм упругих колебаний вала без доработки опоры, а также устанавливать ее в устройства с различными техническими характеристиками.
Таким образом, унификация конструктивных узлов заявляемой магнитной опоры позволяет осуществить ее серийное производство, а также создает возможность использования унифицированной опоры в различных машинах и агрегатах.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о достаточности существенных признаков, представленных в независимом пункте формулы изобретения, для получения указанного заявителем технического результата.
На чертеже представлен общий вид заявляемой магнитной опоры в разрезе, ниже осевой линии разреза опора изображена без кожуха.
Магнитная опора, представленная на чертеже, является одним из вариантов выполнения и содержит кожух 1, который присоединяется к изделию с ротором на магнитном подвесе, на валу 2 которого установлена втулка 3 с закрепленными на ней тремя роторами 4, 5, 6, расположенными под статорами 7 и 8, 9 и 10 соответственно осевого и радиального электромагнитов, осевого и радиального датчиков положения вала, которые закреплены в трех разъемно соединенных между собой частях 11, 12, 13 корпуса, образующих составной корпус магнитной опоры. В каждой из указанных частей корпуса торцевые привалочные плоскости соответственно 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 расположены на одном и том же расстоянии друг от друга, причем места крепления совпадают друг с другом при соединении частей 11, 12 и 13 в любой последовательности, а посадочные места роторов 4, 5 и 6 на втулке 3 и элементы фиксации выполнены таким образом, что обеспечивается возможность взаимной перестановки роторов на втулке 3 (или на валу 2, если роторы устанавливают на вал без втулки). Ротор 6 выполнен в виде диска, с цилиндрической поверхностью которого образует рабочий зазор статор 10 радиального датчика показания вала, а с торцевыми поверхностями того же диска образует рабочие зазоры статор 9 осевого датчика. Статоры 9 и 10 объединены между собой и установлены в части 13 корпуса с возможностью перемещения и фиксации в радиальном направлении.
Статор 7 осевого электромагнита, размещенный в части 11 корпуса, состоит из двух отдельных магнитопроводов 20 и 21 с обмотками управления. Каждый из магнитопроводов образует рабочий зазор с соответствующей торцевой поверхностью ротора 4, а с цилиндрической поверхностью ротора 5 образует рабочий зазор статор 8 радиального электромагнита. Втулка 3 фиксируется в осевом направлении гайкой 22 со стороны конца вала 2, с этой же стороны расположен подшипниковый узел, включающий страховочный подшипник 23, установленный на конце втулки 3, фланец 24 и подшипниковый щит 25, закрепленный болтовым соединением на корпусе и кожухе 1, который защищает от повреждения части корпуса и выводы обмоток статоров (не показаны). Статоры электромагнитов и датчиков крепятся к соответствующим частям корпуса посредством переходных втулок и фиксирующих элементов, а также резьбовыми соединениями. Части 11, 12, 13 корпуса скреплены между собой, например, болтовым соединением и разъемно соединены с корпусом изделия. Магнитная опора может быть выполнена и без защитного кожуха, как это показано на чертеже ниже осевой линии разреза общего вида устройства.
Рассмотрим последовательность операций, выполняемых при разборке магнитной опоры, представленной на чертеже.
В начале разбирают подшипниковый узел страховочного подшипника 23, освобождают его и снимают с втулки 3, затем снимают кожух 1 (в том случае, когда он есть), поднимают статоры 9 и 10 и, разъединив крепление частей 11, 12 и 13 корпуса, последовательно снимают: часть 13 корпуса вместе со статорами 9 и 10, ротор 6, часть 12 корпуса вместе со статором 8, ротор 5. Затем освобождают магнитопровод 21 и вынимают его, после этого снимают ротор 4 и последними снимают часть 11 корпуса с магнитопроводом 20.
Сборку магнитной опоры ведут в соответствии с выбранной последовательностью расположения электромагнитов и датчиков положения вала, начиная с элементов конструкции магнитной опоры, примыкающих к изделию, и заканчивают установкой кожуха (если он есть) и сборкой узла страховочного подшипника.
Таким образом, изобретение позволяет создать унифицированную магнитную опору для устройств с активным магнитным подвесом роторов, обеспечивает возможность серийного изготовления ее и применения в устройствах, характеризующихся широким диапазоном изменения динамических параметров и/или режимов работы.
Источники информации.
1. Труды ВНИИЭМ. Магнитный подвес роторов электрических машин и механизмов, том 39, М., 1989, с. 76-87.
2. Заявка Франции N 2377551, F 16 C 32/04, 1978 (прототип). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Магнитная опора, содержащая корпус, радиальный и осевой электромагниты, радиальный и осевой датчики положения вала, при этом статоры электромагнитов и датчиков положения вала разъемно соединены с корпусом, а их роторы установлены на валу, отличающаяся тем, что в ней корпус выполнен их трех частей с разъемным соединением между ними, в одной из частей корпуса размещены статоры датчиков положения вала, а в двух других частях корпуса размещены соответственно статор радиального и статор осевого электромагнита, в указанных частях корпуса расстояния между торцевыми привалочными плоскостями равны между собой, а места крепления на сопрягаемых частях корпуса совпадают друг с другом при соединении частей корпуса в любой последовательности, все роторы выполнены с возможностью взаимной перестановки на валу для размещения под соответствующими статорами, причем радиальный и осевой датчики положения вала выполнены с общим ротором.
2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что ротор датчиков положения вала выполнен в виде диска, при этом статор осевого датчика образует рабочие зазоры с торцевыми поверхностями диска, а статор радиального датчика образует рабочий зазор с цилиндрической поверхностью диска.
3. Опора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что вал снабжен втулкой, на которой установлены роторы электромагнитов и датчиков положения вала. 


РИСУНКИ

Рисунок 1




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к машиностроению, а именно способам изготовления, ремонта и обслуживания различных типов подшипников: подшипники качения и скольжения, магнитные подшипники, гидростатические подшипники, газостатические подшипники, способы формирования антифрикционной поверхности трения в подшипниках и др.


Новые технологии и изобретения. Подшипники качения и скольжения




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "подшипник качения". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("подшипник" или "качения").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+подшипник -качения".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "подшипник" будут найдены слова "подшипники", "подшипнику" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "подшипник!".


Рейтинг@Mail.ru