МАГНИТНАЯ ОПОРА Российский патент 1997 года по МПК F16C32/04 

Изобретение относится к выполненному симметрично по вращению магнитному подшипниковому блоку с расположенным с возможностью вращения вокруг центральной оси блока ротором, имеющим вал и два закрепленных на валу с осевым интервалом и намагниченных в осевом направлении кольца из постоянного магнита, а также со статором, имеющим две кольцевые катушки, полюсные конструктивные элементы и входящий в зазор между постоянными магнитами ротора кольцевой диск из немагнитного материала с высокой электропроводностью, причем конструктивные элементы ротора и статора таким образом расположены относительно друг друга, что производится тороидально охватывающий центральную ось магнитный поток.

Магнитные подшипниковые блоки этого рода известны из (1), хорошо зарекомендовали себя на практике. За счет того, что используется магнитный поток единственного магнитного контура для осевой стабилизации, для радиального центрирования и также для демпфирования, эти магнитные подшипниковые блоки обладают помимо простой конструкции хорошими демпфирующими, а также сравнительно хорошими опорными свойствами.

Технический результат изобретения заключается в том, чтобы улучшить радиальную жесткость магнитного подшипникового блока.

Изобретение поясняется чертежом.

Магнитный подшипниковый блок 1 включает ротор 2 и статор 3.

Компонентами ротора 2 являются вал 4 и закрепленные на валу 4 кольца из постоянного магнита 5,6,7. Для закрепления этих колец на валу 4 предусмотрены внутренние втулочные кольца 8, 9, 10 и наружные армирующие кольца 12, 13, 14, склеенные, например, друг с другом.

Статор 3 охватывает выполненные симметрично по вращению по отношению к центральной оси 15 полюсные конструктивные элементы 16, 17, общее поперечное сечение которых в основном является С-образным. В зоне со стороны торца буквы С находятся кольцевые катушки 18, 19. Внутренние участки 21, 22 образуют обращенные к кольцам из постоянного магнита 5-7 ротора 2 полюсные поверхности 23, 24.

В зазор 26 между кольцами из постоянного магнита 5 и 6 входит кольцевой диск 27, состоящий из немагнитного материала с высокой электропроводностью, например меди. Кольцевой диск 27 имеет на периферии цилиндрический участок 28, прилегающий изнутри к конструктивному элементу. При направленных в основном в осевом направлении относительных движениях в кольцевом диске 27 и цилиндрическом участке 28 производятся вихревые токи, обладающие желаемым демпфирующим действием. Цилиндрический участок 28 обладает центрирующей функцией и помимо этого облегчает отвод возникающего за счет вихревых токов тепла.

В зазор 31 между кольцами из постоянного магнита 6 и 7 входит кольцевой диск 32, несущий на себе кольцо из постоянного магнита 33. Радиальные габариты этого кольца из постоянного магнита статора 33 соответствуют габаритам колец из постоянного магнита ротора 6 и 7. В остальном диск 32 состоит из немагнитного материала и также имеет на периферии цилиндрический участок 34, прилегающий изнутри к конструктивному элементу 17 с целью центрирования. Если материал дополнительно обладает высокой электропроводностью, то он способствует улучшению демпфирующих свойств.

Магниты 5, 6, 33, 7 таким образом намагничены в осевом направлении, что они оказывают друг на друга притягивающие силовые воздействия. Вместе с полюсными конструктивными элементами 16 (21) и 17(22) они образуют магнитный контур (стрелка 35), включающий кольцевые катушки 18, 19 и тороидально охватывающий центральную ось 15. С помощью катушек 18,19, осевого чувствительного элемента 36 и регулятора ( не показан) осуществляется известным образом активное осевое регулирование. Интервалы между постоянными магнитами 6 и 33, соответственно 33 и 7, могут удерживаться малыми, так что достигается высокая радиальная жесткость. В связи с тем, что магнитный поток пронизывает также диск 27, магнитный подшипниковый блок согласно изобретению помимо существенно улучшенных по сравнению с уровнем техники опорных свойств обладает хорошими демпфирующими свойствами.

Использование: в магнитных подшипниках. Сущность изобретения: магнитный подшипниковый блок включает вал, ротор из двух колец из постоянного магнита, намагниченный в осевом направлении, статор, включающий полюсный элемент и две кольцевые катушки. В осевом зазоре между кольцами ротора установлен кольцевой диск из немагнитного материала с высокой электропроводностью. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Магнитная опора, содержащая ротор, включающий в себя вал, установленный с возможностью вращения относительно своей оси, и два кольца из постоянного магнита, намагниченные в осевом направлении и закрепленные на валу с осевым зазором друг относительно друга, статор, включающий в себя полюсный элемент, две кольцевые катушки, установленные на полюсном элементе, и расположенный в осевом зазоре между кольцами ротора из постоянного магнита кольцевой диск из немагнитного материала с высокой электропроводностью, все элементы ротора и статора расположены на общей оси таким образом, что создают относительно нее торроидальный магнитный поток, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным кольцом ротора из постоянного магнита, закрепленным на валу ротора с осевым зазором между одним из основных колец ротора и одной из кольцевых катушек статора, дополнительным кольцевым диском статора, расположенным в зазоре между основным и дополнительным кольцами ротора из постоянного магнита и имеющим установленное на нем в зоне основного и дополнительного колец ротора кольцо статора из постоянного магнита, намагниченное в осевом направлении. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный кольцевой диск статора выполнен из немагнитного материала. 3. Опора по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительный кольцевой диск статора выполнен из материала, обладающего высокой электропроводностью, например из меди. 4. Опора по пп.1 3, отличающаяся тем, что основной и дополнительный кольцевые диски статора по периферии имеют цилиндрические участки, прилегающие изнутри к полюсному элементу.