Управляемый газомагнитный подшипниковый узел

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся высоконагруженных роторных машинах. Управляемый газомагнитный подшипниковый узел содержит корпус, в котором установлен вкладыш подшипника скольжения, вал, размещенный во вкладыше, электромагнитный подшипник, содержащий более одного электромагнита, полюса и ярма электромагнитов, установленные в корпусе, обмотки электромагнитов, расположенные на ярмах, датчики измерения зазора. Полюса и ярма электромагнитов установлены поперечно во вкладыше газодинамического подшипника скольжения и в корпусе, в котором установлены датчик измерения частоты вращения вала и датчики измерения зазора. На внутренней поверхности вкладыша смонтированы лепестки. Технический результат: улучшение динамических характеристик, повышение надежности и ресурса системы "ротор - опоры". 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся высоконагруженных роторных машинах.

В качестве прототипа данного технического решения выбран управляемый газомагнитный подшипниковый узел, содержащий корпус, в котором установлен вкладыш газостатического подшипника скольжения, вал, размещенный во вкладыше, электромагнитный подшипник, содержащий более одного электромагнита, полюса и ярма электромагнитов, установленные продольно в корпусе, обмотки электромагнитов, расположенные на ярмах, отверстия для пористых вставок, расположенные во вкладыше подшипника скольжения, камеру для подачи газовой смазки в пористые вставки, расположенную между вкладышем подшипника скольжения и корпусом, отверстие, выполненное в корпусе для подачи газовой смазки в камеру, а также датчики измерения зазора, установленные на полюсах электромагнитов. (Патент RU №2545146, МПК F16C 32/04, F16C 39/06, опубликовано 27.03.2015 г.).

Недостатком данного управляемого газомагнитного подшипника является использование газостатического подшипника с жесткой опорной поверхностью, который обладает меньшим демпфированием по сравнению с газовым подшипником с упругой опорной поверхностью, а также отсутствие возможности определять частоту вращения вала, что не позволяет управлять подшипниковым узлом при разной частоте вращения вала, так как с увеличением частоты вращения вала в газовом подшипнике возникает и увеличивается газодинамическая сила, что приводит к перераспределению реакций между газовым и электромагнитным подшипником, которое не учитывается при управлении электромагнитами.

Техническая задача, которую решает данное изобретение - улучшение динамических характеристик, повышение надежности и ресурса системы "ротор - опоры" за счет применения лепесткового газодинамического подшипника и датчика частоты вращения вала.

Поставленная задача достигается тем, что управляемый газомагнитный подшипниковый узел содержит корпус, в котором установлен вкладыш подшипника скольжения, вал, размещенный во вкладыше, электромагнитный подшипник, содержащий более одного электромагнита, полюса и ярма электромагнитов, установленные в корпусе, обмотки электромагнитов, расположенные на ярмах, датчики измерения зазора. Согласно изобретению, полюса и ярма электромагнитов установлены поперечно во вкладыше газодинамического подшипника скольжения и в корпусе, в котором установлены датчик измерения частоты вращения вала и датчики измерения зазора, а на внутренней поверхности вкладыша смонтированы лепестки.

Технический результат применения данного устройства заключается в улучшении динамических характеристик, повышении надежности и ресурса системы "ротор - опоры".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен управляемый газомагнитный подшипниковый узел с отжатыми от вала упругими лепестками (поперечный разрез); на фиг. 2 изображен управляемый газомагнитный подшипниковый узел с отжатыми от вала упругими лепестками (продольный разрез).

Подшипниковый узел (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором установлен вкладыш 2 газодинамического подшипника скольжения, на внутренней поверхности которого смонтированы упругие лепестки 3, вал 4, размещенный во вкладыше 2, электромагнитный подшипник 5, содержащий более одного электромагнита 6.

Подшипниковый узел (фиг. 2) дополнительно содержит полюса 7 и ярма 8 электромагнитов 6, установленные поперечно в корпусе 1 и во вкладыше 2, обмотки 9 электромагнитов 6, расположенные на ярмах 8, датчики 10 измерения зазора и датчик 11 измерения частоты вращения вала 4, смонтированные в корпусе 1.

Устройство работает следующим образом.

В начальный промежуток времени вал 4 остановлен, а передача нагрузки с вала 4 на корпус 1 осуществляется через упругие лепестки 3. На основе данных, получаемых с датчиков 10 измерения зазора и датчика 11 измерения частоты вращения вала 4, происходит управление магнитной силой, которая регулируется за счет изменения силы тока, протекающего по обмоткам 9 электромагнитов 6. Регулирование выполняется для каждого электромагнита 6 в отдельности. Создаваемая магнитная сила передает нагрузку с вала 4 на корпус 1. При этом упругие лепестки 3 под действием магнитной силы отжимаются от вала 4, в результате чего между валом 4 и лепестками 3 образуется зазор, заполняемый смазочным материалом.

С увеличением скорости вращения вала 4 в смазочном материале возникает газодинамическая реакция, из-за чего происходит перераспределение реакций между газодинамическим подшипником и электромагнитным подшипником 5. В результате нагрузка с вала 4 на корпус 1 дополнительно осуществляется через смазочный слой газодинамического подшипника и упругие лепестки 3.

Управляемый газомагнитный подшипниковый узел, содержащий корпус, в котором установлен вкладыш подшипника скольжения, вал, размещенный во вкладыше, электромагнитный подшипник, содержащий более одного электромагнита, полюса и ярма электромагнитов, установленные в корпусе, обмотки электромагнитов, расположенные на ярмах, датчики измерения зазора, отличающийся тем, что полюса и ярма электромагнитов установлены поперечно во вкладыше газодинамического подшипника скольжения и в корпусе, в котором установлены датчик измерения частоты вращения вала и датчики измерения зазора, а на внутренней поверхности вкладыша смонтированы лепестки.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается устройства для магнитной установки вала. Устройство для установки вала (3) содержит окружающее вал (3) магнитное ярмо (1) с U-образным профилем, причем плечи U-образного профиля расположены радиально, а отверстие U-образного профиля указывает на вал (3), по меньшей мере одно первое средство (2, 9, 10) для создания магнитной цепи (4), причем магнитная цепь (4) выполнена с возможностью формирования от магнитного ярма (1) к валу (3).

Изобретение относится к подшипникам, в особенности к магнитным подшипникам, используемым в ротационных машинах, имеющих ротор. Магнитный подшипниковый узел (10) для ротационной машины имеет роторный вал (12), причем указанный узел содержит магнитопровод (18) статора, прикрепленный к неподвижному опорному элементу (26) и содержащий по меньшей мере один элемент (22) из ферромагнитного материала и по меньшей мере одну катушку (20), причем указанный ферромагнитный элемент и указанная по меньшей мере одна катушка помещены в защитный кольцевой корпус (24), оставляя открытыми поверхность (22а) вращения указанного ферромагнитного элемента (22) и поверхность (20а) вращения указанной по меньшей мере одной катушки (20).

Изобретение относится к подшипникам, в частности к магнитным подшипникам, используемым в ротационных машинах, имеющих ротор. Магнитный подшипниковый узел для ротационной машины имеет обмотку (17) ротора и магнитную обмотку (18, 44) статора, закрепленную на неподвижном опорном элементе (26, 2), имеющем по меньшей мере один элемент, выполненный из ферромагнитного материала (22, 48), и по меньшей мере одну катушку (20, 46), при этом оба эти элемента установлены в защитном кольцевом корпусе (24, 50), оставляя открытой поверхность вращения (22а, 48а) указанного ферромагнитного элемента (22, 48).

Изобретение относится к магнитным опорам цилиндрического типа на основе сверхпроводников. Магнитная опора цилиндрического типа на высокотемпературных сверхпроводниках содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположен магнитный ротор и статор с высокотемпературными сверхпроводниками.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к компрессорным машинам, насосам, двигателям и т.д., имеющим опорные подшипники для вращающегося вала с нагрузочной массой.

Изобретение относится к устройствам бесконтактного электромагнитного подвеса вертикального вала ротора, более конкретно - к электромагнитным подшипникам, предназначенным для использования в различных электрических машинах с вертикальным расположением вала ротора, таких как электромеханические накопители энергии, ветрогенераторы и т.п.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в конструкциях, включающих гибкий ротор на электромагнитных подшипниках (ЭМП). Технический результат - повышение надежности и ресурса работы гибкого ротора на ЭМП в результате увеличения степени компенсации остаточного дисбаланса за счет формирования в каждом радиальном ЭМП гибкого ротора двух дополнительных ортогональных управляющих сил, повышающих эффективность корректировки положения оси гибкого ротора в переходных режимах и определяемых с помощью предлагаемых системы и порядка управления работой гибкого ротора.

Изобретение относится к устройству магнитного подшипника. Устройство магнитного подшипника содержит первое магнитное устройство, которое выполнено кольцеобразным и имеет центральную ось (1), для удержания вала (2) с возможностью поворота посредством магнитных сил на центральной оси, второе магнитное устройство, которое является независимым от первого магнитного устройства, для компенсации предопределенной силы, которая воздействует на вал (2), причем второе магнитное устройство выполнено кольцеобразным и расположено концентрично к первому магнитному устройству.

Изобретение относится к магнитным подшипникам для вращающихся машин, в соответствии с чем подшипник представляет собой интегрированную радиально-осевую конструкцию, при этом осевой магнитный поток управления проходит через центральное отверстие магнитомягкого сердечника.

Изобретение относится к энергетическим машинам, выполненным в несмазываемом исполнении, содержащим полости низкого и высокого давления (компрессорные машины, авиационные двигатели, насосы и т.п.).

Изобретение касается устройства для магнитной установки вала. Устройство для установки вала (3) содержит окружающее вал (3) магнитное ярмо (1) с U-образным профилем, причем плечи U-образного профиля расположены радиально, а отверстие U-образного профиля указывает на вал (3), по меньшей мере одно первое средство (2, 9, 10) для создания магнитной цепи (4), причем магнитная цепь (4) выполнена с возможностью формирования от магнитного ярма (1) к валу (3).

Изобретение относится к подшипникам, в особенности к магнитным подшипникам, используемым в ротационных машинах, имеющих ротор. Магнитный подшипниковый узел (10) для ротационной машины имеет роторный вал (12), причем указанный узел содержит магнитопровод (18) статора, прикрепленный к неподвижному опорному элементу (26) и содержащий по меньшей мере один элемент (22) из ферромагнитного материала и по меньшей мере одну катушку (20), причем указанный ферромагнитный элемент и указанная по меньшей мере одна катушка помещены в защитный кольцевой корпус (24), оставляя открытыми поверхность (22а) вращения указанного ферромагнитного элемента (22) и поверхность (20а) вращения указанной по меньшей мере одной катушки (20).

Изобретение относится к подшипникам, в частности к магнитным подшипникам, используемым в ротационных машинах, имеющих ротор. Магнитный подшипниковый узел для ротационной машины имеет обмотку (17) ротора и магнитную обмотку (18, 44) статора, закрепленную на неподвижном опорном элементе (26, 2), имеющем по меньшей мере один элемент, выполненный из ферромагнитного материала (22, 48), и по меньшей мере одну катушку (20, 46), при этом оба эти элемента установлены в защитном кольцевом корпусе (24, 50), оставляя открытой поверхность вращения (22а, 48а) указанного ферромагнитного элемента (22, 48).

Группа изобретений относится к вращающимся машинам. Вращающаяся машина содержит вал (14), корпус, по меньшей мере один основной магнитный подшипник, присоединенный к валу (14) для поддержки с возможностью вращения вала внутри корпуса, по меньшей мере один первый и один второй вспомогательные подшипники (20, 22), расположенные между валом и корпусом для поддержки осевых и радиальных нагрузок, и первое и второе осевые упорные средства (44, 54), расположенные на валу ля передачи осевых нагрузок к внутренним кольцам подшипников качения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокоскоростных электрических машинах. Технический результат: состоит в повышении надежности, повышении к.п.д.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высокоскоростных электрических машинах. Технический результат: состоит в повышении надежности, повышении к.п.д.

Изобретение относится к магнитным опорам цилиндрического типа на основе сверхпроводников. Магнитная опора цилиндрического типа на высокотемпературных сверхпроводниках содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположен магнитный ротор и статор с высокотемпературными сверхпроводниками.

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии на бесконтактных подшипниках. Технический результат - повышение точности управления и надежности электрической машины с ротором на бесконтактных подшипниках, возможность применения во всех типах бесконтактных подшипников и измерения перекосов ротора в осевом направлении.

Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1), предназначенный для ротационной установки, имеющей ротор (4), и содержащий статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (9) и содержащий по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в защитной кольцеобразной опоре (8), которая прикреплена к неподвижному опорному компоненту (9) и оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела (7) и поверхность указанной по меньшей мере одной обмотки (6), при этом указанная защитная кольцеобразная опора (8) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (10) и внутренним и наружным осевыми выступами (11, 12).

Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), заключенному в кожух и предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1) сдержит статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (2), причем статорный магнитопровод (5) содержит по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в металлическом защитном ограждении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в быстровращающихся высоконагруженных роторных машинах. Управляемый газомагнитный подшипниковый узел содержит корпус, в котором установлен вкладыш подшипника скольжения, вал, размещенный во вкладыше, электромагнитный подшипник, содержащий более одного электромагнита, полюса и ярма электромагнитов, установленные в корпусе, обмотки электромагнитов, расположенные на ярмах, датчики измерения зазора. Полюса и ярма электромагнитов установлены поперечно во вкладыше газодинамического подшипника скольжения и в корпусе, в котором установлены датчик измерения частоты вращения вала и датчики измерения зазора. На внутренней поверхности вкладыша смонтированы лепестки. Технический результат: улучшение динамических характеристик, повышение надежности и ресурса системы ротор - опоры. 2 ил.

Наверх