ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ПРОДОЛЬНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ Российский патент 2014 года по МПК H02K41/03 H02K33/12 

Описание патента на изобретение RU2526053C2

Область применения

Изобретение относится к линейным шаговым двигателям с продольным магнитным полем.

Предшествующий уровень техники

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, при этом на немагнитные кольца меньшего наружного диаметра надеты немагнитные кольца большего наружного диаметра, скользящие по внутренней поверхности статора и обеспечивающие магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала (см. И.Я. Емельянов, В.В. Воскобойников, Б.А. Масленок «Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов», 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987, стр.164).

Недостатком прототипа является большой допуск на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала из-за длинной цепи размеров, обеспечивающих этот зазор (внутренний диаметр статора - наружный диаметр больших немагнитных колец - внутренний диаметр больших немагнитных колец - наружный диаметр малых немагнитных колец - внутренний диаметр малых немагнитных колец - наружный диаметр центральной трубы - внутренний диаметр колец из магнитомягкого материала - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала). В большом поле допуска зазор может достигать больших значений, при которых прижатие якоря к внутренней стенке статора приводит из-за неуравновешенности поперечных магнитных сил к большому боковому усилию, создающему значительную силу трения при скольжении якоря внутри статора и значительный износ поверхностей скольжения.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является уменьшение допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала.

Технический результат достигается, и указанная задача решается за счет того, что в линейном шаговом двигателе с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Износостойкое покрытие может быть выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.

Предлагаемая конструкция якоря с непосредственным скольжением колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора укорачивает по сравнению с прототипом цепь размеров, обеспечивающих магнитный зазор (толщина покрытия статора - внутренний диаметр статора - наружный диаметр колец из магнитомягкого материала - толщина покрытия колец из магнитомягкого материала). За счет этого достигается технический результат - уменьшение по сравнению с прототипом допуска на магнитный зазор между статором и кольцами из магнитомягкого материала и вследствие этого уменьшение силы трения при скольжении якоря внутри статора и уменьшение износа поверхностей скольжения.

Дополнительными техническими результатами являются:

- дополнительное уменьшение по сравнению с прототипом износа поверхностей скольжения вследствие использования износостойких покрытий колец из магнитомягкого материала и внутренней поверхности статора;

- уменьшение по сравнению с прототипом массы якоря вследствие исключения немагнитных колец большего наружного диаметра.

Изобретательский уровень предлагаемой конструкции якоря обоснован неочевидностью из существующего уровня техники возможности непосредственного скольжения колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Кольца из магнитомягкого материала могут иметь наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов. Эти фаски не только облегчат скольжение колец по внутренней поверхности статора, но и сделают более равномерной зависимость тягового усилия на якоре от перемещения якоря.

Краткое описание чертежей

На чертеже изображен продольный разрез линейного шагового двигателя с продольным магнитным полем.

Лучший вариант осуществления изобретения

Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора 1 цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала 2, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра 3, стянутые центральной трубой 4 с концевыми упорами 5, при этом наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

Кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной 1 мм с углом наклона к продольной оси якоря 10 градусов.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано в линейных шаговых двигателях для точного перемещения рабочих органов на ограниченное расстояние, например в управлении транспортными установками, химическими процессами, ядерными реакторами.

Похожие патенты RU2526053C2

название год авторы номер документа
ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2014
  • Кудрявцев Михаил Юрьевич
RU2563967C1
Линейный шаговый электродвигатель 1987
  • Клоков Борис Константинович
  • Цуканов Валерий Иванович
  • Ковган Дмитрий Ильич
SU1511823A1
Линейный шаговый электродвигатель 1990
  • Сика Зигурд Карлович
  • Куркалов Иван Иванович
SU1802389A1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 1991
  • Гурницкий Владимир Николаевич
  • Атанов Иван Вячеславович
RU2031526C1
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ МАШИН УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ 2011
  • Синицын Иван Егорович
  • Володин Алексей Михайлович
  • Мусолин Александр Константинович
  • Корочкин Елисей Сергеевич
RU2454777C1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 2004
  • Давыдов Владимир Николаевич
  • Никифоров Борис Владимирович
  • Апиков Вадим Рубенович
  • Тумасянц Рафаил Артюшевич
  • Темирев Алексей Петрович
  • Лозицкий Олег Евгеньевич
  • Цветков Алексей Александрович
  • Павлюков Валерий Михайлович
  • Квятковский Игорь Анатольевич
RU2275732C2
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ 2006
  • Покушалов Михаил Павлович
  • Харламов Евгений Владимирович
RU2309518C1
АМПУЛА ОБЛУЧАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2007
  • Кудрявцев Михаил Юрьевич
RU2342716C1
Способ диагностики состояния подшипниковых узлов линейного шагового электродвигателя 1989
  • Воскобойников Вячеслав Васильевич
  • Усов Павел Павлович
  • Семченко Эдуард Леонидович
  • Шаповалов Юрий Леонидович
SU1683136A1
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ 1990
  • Гурницкий Владимир Николаевич
  • Атанов Иван Вячеславович
RU2031518C1

Реферат патента 2014 года ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ПРОДОЛЬНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для точного перемещения рабочих органов на ограниченное расстояние в управлении транспортными установками, химическими процессами, ядерными реакторами. Линейный шаговый двигатель содержит продольно перемещающийся внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, который включает в себя магнитомягкие кольца, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами. Наружная поверхность магнитомягких колец и внутренняя поверхность статора имеют немагнитное износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и магнитомягкими кольцами при непосредственном скольжении магнитомягких колец по внутренней поверхности статора. Технический результат состоит в уменьшении силы трения при скольжении якоря внутри статора и износа поверхностей скольжения вследствие уменьшения допуска на магнитный зазор между статором и магнитомягкими кольцами, а также массы якоря вследствие исключения подшипников, а также в уменьшении массы якоря вследствие исключения немагнитных колец большего наружного диаметра (подшипников). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 526 053 C2

1. Линейный шаговый двигатель с продольным магнитным полем, продольно перемещающим внутри цилиндрического статора цилиндрический якорь, включающий в себя кольца из магнитомягкого материала, чередующиеся с немагнитными кольцами меньшего наружного диаметра, стянутые центральной трубой с концевыми упорами, отличающийся тем, что наружная поверхность колец из магнитомягкого материала и внутренняя поверхность статора имеют износостойкое покрытие из немагнитного материала с возможностью обеспечения магнитного зазора между статором и кольцами из магнитомягкого материала при непосредственном скольжении колец из магнитомягкого материала по внутренней поверхности статора.

2. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что износостойкое покрытие выполнено азотированием, или цементацией, или хромированием, или сочетанием этих способов.

3. Линейный шаговый двигатель по п.1, отличающийся тем, что кольца из магнитомягкого материала имеют наружные фаски длиной от 0,3 до 2,0 мм с углом наклона к продольной оси якоря от 5 до 30 градусов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2526053C2

Линейный шаговый электродвигатель 1990
  • Сика Зигурд Карлович
  • Куркалов Иван Иванович
SU1802389A1
ЕМЕЛЬЯНОВ И.Я и др
"Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов";, Москва, Энергоатомиздат, 1987, c.164
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1992
  • Браславский М.И.
  • Ашкинази Л.А.
  • Куценок Ю.Б.
  • Степанов А.Б.
  • Крюков А.И.
RU2100633C1
Вертикально взлетающий аппарат 1958
  • Денисов В.Ф.
  • Квашнин А.И.
  • Квятковский Ю.Н.
  • Лапшин Г.М.
  • Матвеев В.Н.
  • Мурашкевич Г.Е.
  • Рафаэлянц А.Н.
SU120735A1
Линейный синхронный электропривод 1975
  • Фролов В.И.
  • Медницкий В.Г.
  • Николаев В.П.
  • Павлов В.Н.
  • Хегай А.С.
  • Разбитсков В.И.
SU696947A1
Линейный шаговый электродвигатель 1973
  • Воскобойников Вячеслав Васильевич
  • Емельянов Иван Яковлевич
  • Зинкин Алексей Николаевич
  • Колябин Алексей Николаевич
  • Масленок Борис Аркадьевич
  • Крикливый Анатолий Тихонович
SU506930A1
FR 1455472 A, 14.10.1966
Способ разделения редкоземельных элементов 1984
  • Ласкорин Борис Николаевич
  • Водолазов Лев Иванович
  • Шарапов Борис Николаевич
  • Шарапова Надежда Алексеевна
  • Жукова Неля Гарифовна
  • Полякова Ольга Павловна
  • Акулина Светлана Александровна
SU1255201A1
Линейный шаговый электродвигатель 1981
  • Галышев Н.И.
  • Зинкин А.Н.
  • Линева А.Ф.
  • Перфильев В.П.
SU1116947A1

RU 2 526 053 C2

Авторы

Кудрявцев Михаил Юрьевич

Даты

2014-08-20Публикация

2012-10-23Подача