Подшипниковый узел магнитной опоры Советский патент 1988 года по МПК F16C32/00 F16C21/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ротор- 1ных механизмах на магнитных опорах, как страховочный подшипниковый узел.

Цель изобретения - упрощение конструк- 1ции и снижение металлоемкости.

На фиг. 1 изображен находящийся в ра- ;боче.ч режиме вариант исполнения подшип- никового узла с подшипником, установленным между резьбовым кольцом и внешней конической втулкой; на фиг. 2 тот же вариант узла, находящийся в отключенном состоянии; на фиг. 3 - находящийся в рабочем режиме вариант исполнения подшипникового узла с подшипником, установленным между ротором и внутренней конической втулкой; на фиг. 4 - тот же вариант узла, находящийся в отключенном состоянии.

Подшипниковый узел магнитной опоры со- ротор 1, внутреннюю втулку 2 с внешней конической поверхностью 3, вне1инюю втулку 4 с внутре1шей конической поверхностью 5, ПОЛ1ГПИ1НИК 6, корпус 7, пружину 8 кручения, фрикционную пару с эле- мента.ми 9 и 10, причем эле.мент 9 уста- новле с помон,ью упругого элемента II.

Вариант исполнения подшипникового уз- ла, изображенн ый на фиг. 1, содержит кольцо 12, установленное в корпусе 7 на резьбе, на кольце 12 закреплен один конец пружины 8 - другой закреплен на корпу- jce 7 и o6oi-ix вариантах исполнення.

На колы№ 12 также жестко закреплен э;1еме гг 10 фрикционной пары.

Ва)иант исполнения подшипникового уз- ,;ia, изображенный на фиг. 3, содержит втулку 13, закрепленную на роторе 1, на которую жестко закреплен элемент 10 фрикционной пары.

Нодшипниковый узел работает следую- нхим образом.

В случае потери устойчивости работы магнитного подшипника или отключении электронитания вращающийся ротор 1 отклоняется от це1ггрального положения. При этом внутренняя втулка 2 входит в со- нрикосноБение своей конической поверхностью 3 с конической поверхностью 5 вне1иней втулки 4.

. Момент вращения за счет сил трения в фрикционной паре элементов 9 и 10 и си. трения в подшипнике 6 передается или на кольцо 12 (фиг. 1), или на втулку 4 (фиг. 3) и, преодолевая момент сонротивления, создаваемый пружиной 8 и силами трения в резьбе 14, заворачивает или кольцо 12 или втулку 4, в зависимости от варианта исполнення, и тем самым возвращает ротор в центральное положение (фиг. 2 и 4).

Причем в варианте исполнения, изображенном на фиг. 1, но мере раскручивания наружной втулки 4 возинкает центро5

0

0

5

0

5

бежная сила, которая отжимает элемент 9 и тем самым размыкает фрикционную пару, В варианте, изображенном на фиг, 2, размыкание фрикционной пары происходит по мере снижения центробежной силы за счет уменьшения частоты вращения ротора 1.

8этом случае сила упругого элемента 11 отводит фрикционный элемент 9 от элемента 10.

Для обеспечения работоспособности уст- 0 ройства необходимо выполнять условия Мтф Мтр + Мпр Мтк; Мтк Мтф; Мти + Мтр Мпр; Мтр М.1Р, где Мтф - момент трения покоя в фри-кционной паре элементов 9, 10; Mi(p - максимальный момент пружины 8; Мпр - минимальный момент пружины 8; Мтр - момент трения в разгруженном

резьбовом соединении 14; Мтр - момент трения в нагруженном

резьбовом соединении 14; Мтк - .момент трения-скольжения в коническом контакте поверхностей 2 и 5;

Мтп - момент трения качения в подшипнике 6.

Таким образом, преодоление сил трения и возвращение ротора в центральное положение происходит за счет кинетической энергии ротора. При переходе магнитного подшипника в нормальный режим работы, магнитный подшипник компенсирует силу веса ротора, тем самым разгружает резьбовое соединение 14 и пружина 8 возвра- а1,ает втулку 6 в исходное положение.

Использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным позволяет упростить конструкцию подшипникового узла 1магнитной опоры и снизить его металлоемкость, а также снизить энергопотребление за счет введения в подшипниковый узел фрикционной пары элементов

9и 10 и резьбового соединения 14, благодаря чему возврат ротора 3 в центральное положение осун ествляется за счет энергии вращающегося ротора, что позволяет исключить из конструкции подшипникового узла электромагнит, по грузоподъемности и по габаритам равный са.мой магнитной опоре.

Предлагаемый вариант подшипникового узла магнитной опоры, с расположением подшипника на валу ротора, целесообразно использовать при отсутствии возможности балансировки ротора в технологических подшипниках.

0

Формула изобретения

551- Подшипниковый узел .магнитной опоры,

содержащий корпус, концентрично расположенные конические втулки, установленные с возможностью относительного осевого перемещения, а.также ротор и закрепленную одним концом на корпусе пружину, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения металлоемкости, он снабжен фрикционной парой элементов, один из ко- горых смонтирован в узле упруго, а другой - жестко, при этом пружина выполнена в виде пружины кручения.

2. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен смонтированным в корпусе посредством резьбового соединения кольцом, связанным с другим концом пружины, внутренняя коническая втулка установлена на роторе, а подшипник установлен между внешней конической втулкой и кольцом, при этом

W

концом пружины.

первый фрикционный элемент закреплен на внешней конической втулке, а второй - на кольце.

3. Подшипниковый узел по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленной на роторе дополнительной втулкой, на которой закреплен второй фрикционный элемент, а первый закреплен на внутренней конической втулке, при это м подшипник установлен на роторе, внутренняя коническая втулка установлена на цилиндрической поверхности наружного кольца подшипника, а внешняя коническая втулка установлена в корпусе посредством резьбового соединения и соединена с другим

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в роторных механизмах на магнитных опорах как страховочный подшипниковый узел. Цель - упрощение конструкции и снижение металлоемкости. Подшипниковый узел снабжен фрикционной парой элементов, замкнутых во время работы опоры на магнитном подшипнике. Это исключает вра- ш,ение опоры на подшипнике качения. Имеются внутренняя и внешняя конические втулки, а также дополнительная втулка. В аварийном режиме ротор за счет сил инерции затягивает на свою коническую поверхность кольцо. Кольцо установлено на резьбе в корпусе и имеет возвратную пружину. Момент трения фрикционной пары должен быть достаточен для преодоления момента сопротивления кольца и возвратной пружины. Устройство позволяет произвести центровку ротора за счет кинетической энергии ротора. 2 з. п. ф-лы, 4 ил. (О

Фиг. З