Цилиндрический линейный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к линейным двигателям. Целью изобретения является повышение надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточке статора. Устройство содержит статор с зубцами 1 и спинкой ярма 2, обмотками 3, подвижный вторичный элемент 4, подшипниковый узел с корпусами 5 в форме усеченного конуса с центральным отверстием для вторичного элемента и радиальными полостями 6 с направляющими шпоночными канавками 7, образующими между собой равные углы. В полостях 6 расположены кулачки 8, имеющие в боковых стенках отверстия , в которых установлена ось 9 элемента 10 качения. Кулачок от проворота вокруг своей оси удерживается шпонкой. Подшипниковый щит снабжен полой конической крышкой. На внешних кольцах элементов качения установлены обоймы из материала с необратимой термомеханической памятью , контактирующие с поверхностью подвижного вторичного элемента. Центрирование осуществляется в два этапа: сначала навинчиванием конической крышки, за счет контакта ее внутренней поверхности со свободными концами кулачка происходит механическое центрирование вторичного элемента, а затем при заторможенном вторичном элементе и подключенных обмотках за счет разогревания вторичного элемента и контакта разогретой поверхности с обоймами из материала с термической памятью происходит электромагнитное центрирование . Материал обойм выбирают по температуре мартенситного превращения, превышающей максимальную рабочую температуру линейного двигателя. Изобретение позволяет осуществлять точное центрирование вторичного элемента в расточке статора, что повышает надежность путем снижения влияния тормозного усилия элементов качения на тяговые характеристики ЛД и повышения срока службы подшипников . 1 з.п. ф-лы, 5 ил. сл с о V4 О О К) N3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (1I) (5I)s Н 02 К 33/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753343/07 (22) 27.09.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) И.Н.Рамазанов, P.Ô.Þíóñîâ, А.В.Частовский и В.Д.Девятков (53) 621.313.282 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 651441, кл. Н 02 К 33/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1198677, кл. Н 02 К 41/02, 1985. (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИНЕЙНЫЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ " (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейным двигателям. Целью изобретения является повышение надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточке статора. Устройство содержит статор с зубцами 1 и спинкой ярма 2, обмотками 3, подвижный вторичный элемент 4, подшипниковый узел с корпусами 5 в форме усеченного конуса с центральным отверстием для вторичного элемента и радиальными полостями 6 с направляющими шпоночными канавками 7, образующими между собой равные углы. В полостях 6 расположены кулачки 8, имеющие в боковых стенках отверстия, в которых установлена ось 9 элемента

10 качения, Кулачок от проворота вокруг своей оси удерживается шпонкой. Подшипниковый щит снабжен полой конической крышкой. На внешних кольцах элементов качения установлены обоймы из материала с необратимой термомеханической памятью, контактирующие с поверхностью подвижного вторичного элемента. Центрирование осуществляется в два этапа: сначала навинчиванием конической крышки, за счет контакта ее внутренней поверхности со свободными концами кулачка происходит механическое центрирование вторичного элемента, а затем при заторможенном вторичном элементе и подключенных обмотках эа счет разогревания вторичного элемента и контакта разогретой поверхности с обоймами из материала с термической памятью происходит электромагнитное центрирование. Материал обойм выбирают потемпературе мартенситного превращения, превышающей максимальную рабочую температуру линейного двигателя. Изобретение позволяет осуществлять точное центрирование вторичного элемента в расточке статора, что повышает надежность путем снижения влияния тормозного усилия элементов качения на тяговые характеристики ЛД и повышения срока службы подшипников. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1б7б022

55

Изобретение относится:с электротехнике, а именно к линейным электродвигателям, и может быть использовано в цилиндрических линейных электродвигателях (ЦЛЭД) с осевым движением вторичного элемента и с жесткими требованиями к равномерности кольцевого воздушного зазора, Целью изобретения является повышение надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточке статора.

На фиг.1 изображены фрагменты

ЦЛЭД, осевое сечение; на фиг,2 — сечение

А — А на фиг.1; на фиг.З вЂ” вторичный элемент и подшипники качения с обоймами; на . фиг.4 — монолитный вторичный элемент с короткозамкнутой обмоткой; на фиг.5-- вторичный элемент и подшипниковый узел с нанесением силы одностороннего магнитного тяжения и ее разложение на радиальную и осевую (по стношению к одному из подшипников качения) составляющие, Цилиндрический линейный электродвигатель содержит(фиг. l и 2) статор с зубцами

1, спинкой ярма 2 магHNTot,ðoBoäà и обмотками 3, подвижный вторичный элемент 4, подшипниковые узлы с корпусами 5, выполненными в виде усеченного конуса и сочленяемыми со статором резьбовым соединением (на чертеже изображен один узел), Каждый корпус 5 имеет свою осевую полость для вторичного элемента 4 и радиальные полости 6 с направляющими шпо ночными пазами 7. В полостях б расположены с воэможностыа радиального перемещения кулачки 8 соединенные осями 9 с подшипниками 10 качения. На каждом ку.лачке 8 установлена направляющая шпанка

11. Свободные концы кулачков 8 выступают за образующую конической поверхности корпуса5 подшипникавогоузла и находятся в контакте с внутренней поверхностью полой конической крышки 1 ?, На внешних кольцах подшипников 10 качения установлены фасонные направляющие обоймы 13, выполненные из материала с необратимой термомеханической памятью формы и имеющие возможность изменения кривизны своей поверхности, контактирующей с вторичным элементом 4 при температуре, превышающей максимальную рабочую температуру двигателя.

На цилиндрической поверхности монолитного вторичного элемента 4 в винтовых пазах размещена обмотка 14 с пазовой изоляцией из материала с высоким термическим сопротивлением (изоляция не показана) и короткозамыкающие (реак -ивные) шины 15 обмотки 14 числом два и более, которые размещены в винтовых пазах, направленных встречно заходу паза обмотки

14. Возможно размещение короткозамыкающих шин 15 в продольных пазах (параллельно оси вторичного элемента 4), Центрирование вторичного элемента, ЦЛЭД в расточке статора производится следующим образом.

При навинчивании крышки 12 на корпус

5 подшипникового узла концы кулачков 8, выступающие за образующую конической поверхности корпуса 5, входят в контакт с внутренней конической поверхностью крышки 12 vi перемещают подшипники 10 качения в полостях 6 в направлении оси расточки статора. Подшипники 10 с обоймами 13 входят в контакт с поверхностью вторичного элемента 4 и центрируют его. За счет того, что все кулачки 8 имеют одинаковые геометрические размеры, обеспечивается равное и одновременное перемещение подшипников 10 с обоймами 13, 3а счет расположения толкателей между собой под равными углами (на чертеже a = 120 ) обеспечивается точное геометрическое центрирование вторичного элемента 4 в расточке статора, После геометрического центрирования проводят опыт короткого замыкания ЦЛЭД.

По обмоткам 3 статора пропускают ток

0,9...1,1 х iH при заторможенном вторичном элементе 4. С помощью известных методов контролируют положение вторичного элемента 4 в расточке статора в электромагнитном отношении. Если имеется эксцентриситет в электромагнитном oTHQшении, то приводят вторичный элемент 4 в принудительное возвратно-поступательное движение со скоростью, соответствующей скольжению S = 0,85...0,95. Цилиндрическая поверхность монолитного вторичного элемента 4 нагревается вихревыми токами, причем, за счет неравномерности магнитной индукции в зазоре и наличия на цилиндрической поверхности вторичного. элемента 4 обмотки 14 и короткозамыкающих шин 15 с пазовой изоляцией иэ материала с высоким термическим сопротивлением, нагрев поверхности будет неравномерным: температура нагрева будет выше с той стороны, где больше магнитная индукция.

Обоймы 13, обкатываясь по вторичному элементу 4, нагреваются и при достижении температуры мартенси гного и ревращения начинают изменять кривизну своей поверхности ввиду того, что модуль упругости материала обоймы 13 растет с ростом температуры нагрева: обойма, находящаяся

1676022

А-A

72 со стороны с более высокой температурой поверхности вторичного элемента, будет создавать большее усилие и, преодолевая усилия остальных обойм, перемещает вторичный элемент 4 в сторону увеличения 5 зазора, соответственно, уменьшения индукции, Описанное действие усиливается следующим свойством материала с "памятью формы": с увеличением механической нагрузки (напряжения в материале) 10 температура начала мартенситного превра щения смещается в область более высоких температур. За счет этого мартенситное превращение, а следовательно, изменение кривизны поверхности и рост модуля 15 упругости обойм, находящихся со стороны с меньшей температурой (с меньшим значением магнитной индукции), наступает позже, чем у обоймы с более высокой температурой. 20

Процесс центрирования считают законченным при достижении значений контролируемых параметров технически обоснованных норм, и питание ЦЛЭД отклю- 25 чают, Образовавшийся натяг между подшипниками 10 качения и вторичным элементом 4 снимают частичным отвинчиванием крышки 12. Так как материал обойм выбирается по температуре мартенситного 30 превращения, превышающей максимально возможную рабочую температуру ЦЛЭД, то смещение вторичного элемента 4 при работе в номинальном режиме не происходит.

Формула изобретения

1. Цилиндрический линейный электродвигатель, содержащий статор, подоижный вторичный элемент, подшипниковые щиты, имеющие полости для вторичного элемента и элементов ка ения, состоящие из корпуса и крышки, причем полости для элементов качения выполнены, радиально к вторичному элементу и сбразуют между собой равные углы, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточке статора, каждый элемент качения снабжен обоймой из материала с необратимой термомеханической памятью формы, вторичный элемент снабжен обмоткой, расположенной в пазах винтовой формы и замкнутой короткозамыкающими шинами, так же расположенными в пазах, пазы обмотки вторичного элемента и пазы короткозамыкающих шин выполнены с пазовой изоляцией с высоким термическим сопротивлением, обойма с термомеханической памятью установлена на внешнем кольце элемента качения и контактирует с поверхностью вторичного элемента.

2. Электродвигатель по п.1, o T л и ч а ю.шийся тем, что крышка подшипнико- ° ваго щита выполнена конической полой, а корпус подшипникового щита в виде усеченного конуса, элементы качения закреплены на кулачках, свободные концы которых контактируют с внутренней поверхностью полой конической крышки.

1676022

1676022

Составитель И.Терновский

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор О.Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3010 Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5