PRATARMĖ

Pagrindinis daugelio mašinų elementas yra guoliuose besisukantis rotorius. Rotacinių mašinų sukimosi greičių ir pajėgumų augimas kartu su masės ir bendrųjų parametrų mažėjimo tendencija iškelia guolių agregatų ilgaamžiškumo didinimo problemą kaip prioritetą. Be to, daugelyje šiuolaikinių technologijų sričių reikalingi guoliai, galintys patikimai veikti ekstremaliomis sąlygomis: vakuume, aukštoje ir žemoje temperatūroje, ypač grynose technologijose, agresyvioje aplinkoje ir pan. Tokių guolių kūrimas taip pat yra neatidėliotinas dalykas. techninė problema.
Šių problemų sprendimas gali būti atliktas kaip tradicinių riedėjimo ir slydimo guolių tobulinimas. ir netradicinių guolių, naudojančių kitus fizinius veikimo principus, sukūrimas.
Tradiciniai riedėjimo ir slydimo guoliai (skysčių ir dujų) dabar pasiekė aukštą techninį lygį. Tačiau juose vykstančių procesų pobūdis riboja, o kartais ir padaro iš esmės neįmanomą šių guolių panaudojimą minėtiems tikslams pasiekti. Taigi reikšmingi riedėjimo guolių trūkumai yra mechaninis kontaktas tarp judančių ir stacionarių dalių bei būtinybė sutepti riedėjimo takelius. Slydimo guoliuose nėra mechaninio kontakto, tačiau norint sukurti tepimo sluoksnį ir užsandarinti šį sluoksnį, reikalinga tepimo sistema. Akivaizdu, kad sandarinimo mazgų tobulinimas gali tik sumažinti, bet ne visiškai panaikinti abipusį tepalo ir išorinės aplinkos įsiskverbimą.
Guoliai neturi šių trūkumų, nes magnetiniai ir elektriniai laukai naudojami atramos reakcijoms sukurti. Tarp jų didžiausią praktinį susidomėjimą kelia aktyvieji magnetiniai guoliai (AMP). AMN darbas grindžiamas gerai žinomu feromagnetinio kūno aktyvios magnetinės pakabos principu: kūną tam tikroje padėtyje stabilizuoja magnetinės traukos jėgos, veikiančios kūną iš valdomų elektromagnetų. Srovės elektromagnetų apvijose formuojamos naudojant automatinę valdymo sistemą, kurią sudaro kūno poslinkio jutikliai, elektroninis reguliatorius ir galios stiprintuvai, maitinami išoriniu elektros energijos šaltiniu.
Pirmieji aktyvių magnetinių suspensijų praktinio panaudojimo matavimo prietaisuose pavyzdžiai datuojami 1940 m. Jie siejami su D. Beamso ir D. Hriesingerio (JAV) bei O. G. Katsnelsono ir A. S. Edelsteino (SSRS) vardais. Pirmąjį aktyvųjį magnetinį guolį pasiūlė ir 1960 metais eksperimentiškai ištyrė R. Sixsmith (JAV). Plačiai paplitęs praktinis AMS pritaikymas mūsų šalyje ir užsienyje prasidėjo aštuntojo dešimtmečio pradžioje.
Dėl mechaninio kontakto nebuvimo ir sutepimo poreikio AMP juose yra daug žadančių daugelyje technologijų sričių. Tai visų pirma: vakuuminės ir kriogeninės inžinerijos turbinos ir siurbliai; mašinos, skirtos itin grynoms technologijoms ir darbui agresyvioje aplinkoje; Branduolinių ir kosminių įrenginių mašinos ir prietaisai; horoskopai; inerciniai energijos kaupikliai; taip pat gaminiai, skirti bendrajai inžinerijai ir prietaisams - šlifavimo ir frezavimo greitaeigėms verpstėms, tekstilės staklėms. centrifugos, turbinos, balansavimo mašinos, vibraciniai stendai, robotai, tikslūs matavimo prietaisai ir kt.
Tačiau, nepaisant sėkmės, AMJI įdiegiami daug lėčiau, nei tikėtasi iš 1970-ųjų pradžios prognozių. Visų pirma, taip yra dėl lėto pramonės, įskaitant AMS, naujovių suvokimo. Kaip ir bet kuri naujovė, norint turėti paklausą, AMP reikia populiarinti.
Deja, šio rašymo metu tik viena knyga skirta aktyviems magnetiniams guoliams: G. Schweitzer. H. Bleulerand A. Traxler "Active magnetic bearings", ETH Ciurich, 1994, 244 p., išleista anglų ir vokiečių kalbomis. Mažos apimties ši knyga pirmiausia skirta skaitytojui, kuris žengia pirmuosius žingsnius, kad suprastų problemas, kylančias kuriant AMS. Keldami labai kuklius reikalavimus skaitytojo inžineriniam ir matematiniam pagrindui, autoriai pagrindines idėjas ir koncepcijas kuria tokia gerai apgalvota seka, kuri leidžia pradedantiesiems nesunkiai įsibėgėti ir konceptualiai įvaldyti naują sritį. Be jokios abejonės, ši knyga yra nuostabus reiškinys, o jos populiarinimo vaidmenį vargu ar galima pervertinti.
Skaitytojas gali paklausti, ar buvo verta rašyti tikrą monografiją, o ne vien tik minėtos knygos vertimą. Pirma, nuo 1992 m. buvau kviečiamas skaityti paskaitas apie AMS Rusijos universitetuose. Suomija ir Švedija. Iš šių paskaitų išaugo knyga. Antra, daugelis mano kolegų išreiškė norą turėti knygą apie LMP, skirtą AML mašinų kūrėjams. Trečia, aš taip pat supratau, kad daugeliui inžinierių, kurie visiškai nesispecializuoja AMB, reikia knygos, kurioje būtų nagrinėjamas toks valdymo objektas kaip elektromagnetas.
Šios knygos tikslas – suteikti inžinieriams AMP matematinio modeliavimo, sintezės ir analizės metodus ir taip skatinti domėjimąsi šia nauja technologijų sritimi. Neabejoju, kad knyga pravers ir daugelio techninių specialybių studentams, ypač kursų ir diplomų dizaino srityje. Rašydamas knygą rėmiausi 20 metų patirtimi AMB srityje, būdamas Sankt Peterburgo valstybinio technikos universiteto Pskovo politechnikos instituto Magnetinių guolių tyrimų laboratorijos mokslinis direktorius.
Knygą sudaro 10 skyrių. 1 skyriuje trumpai aprašomos visos galimos elektromagnetinių pakabų rūšys, kurių tikslas – praplėsti skaitytojo akiratį. AMB naudotojams skirtas 2 skyrius supažindina skaitytoją su aktyviųjų magnetinių guolių technologija su kūrimo istorija, dizainu, veikimu, kūrimo iššūkiais ir keliais praktinio pritaikymo pavyzdžiais. 3 ir 4 skyriuose pateikiamas guolių magnetinių grandinių skaičiavimo metodas. Elektromagnetas kaip valdymo objektas nagrinėjamas 5 skyriuje. 6 skyriuje sprendžiami valdiklio sintezės ir vienpakopės magnetinės pakabos dinamikos analizės uždaviniai. Šiame skyriuje aprašoma, kaip valdyti gimbalą ir kas gali trukdyti pasiekti norimą dinamišką našumą. Centrinę vietą užima 7 skyrius, kuriame nagrinėjamos penkių laisvės laipsnių standaus rotoriaus pakabos valdymo problemos, nagrinėjama pakabos ir varančiojo variklio sąveika, taip pat paliečiamas beguolių elektrinių mašinų kūrimo klausimas. Rotoriaus tamprių lenkimo deformacijų įtaka pakabos dinamikai aptarta 8 skyriuje. 9 skyrius skirtas pakabos skaitmeniniam valdymui. Paskutiniame 10 skyriuje nagrinėjami keli dinaminiai aspektai, susiję su rotoriaus pakabų įgyvendinimu AMB.
Kalbant apie literatūros sąrašą knygos pabaigoje, aš nesistengiau įtraukti į jį visų istoriškai reikšmingų straipsnių apie AML ir prašau atleidimo tų tyrinėtojų, kurių indėlis šioje srityje neminimas.
Kadangi temų spektras yra labai platus, pasirodė, kad neįmanoma išlaikyti vienos konvencijų sistemos visoje knygoje. Tačiau kiekviename skyriuje naudojamas nuoseklus žymėjimas.
Esu dėkingas savo mokytojams, profesoriams Deividui Rachmiljevičiui Merkninui ir Anatolijui Saulovičiui Kelzonui – jie labai prisidėjo prie šios knygos atsiradimo. Norėčiau padėkoti savo kolegoms iš magnetinių atramų laboratorijos ir universiteto, ypač Fiodorui Georgievičiui Kočevinui, Michailui Vadimovičiui Afanasjevui. Valentinas Vasiljevičius Andreenas, Sergejus Vladimirovičius Smirnovas, Sergejus Gennadjevičius Stebikhovas ir Igoris Ivanovičius Morozovas, kurių pastangomis buvo sukurta daug mašinų su AMB. Man taip pat pravertė pokalbiai ir bendras darbas su profesoriumi Kamilu Shamsuddinovičiumi Khodjaenu ir docentais Vladimiru Aleksandrovičiumi Andrejevu, Valerijumi Georgievičiumi Bogovu ir Viačeslavu Grigorjevičiumi Matcevičiumi. Taip pat norėčiau atkreipti dėmesį į magistrantų ir magistrantūros studentų indėlį, kurie su dideliu entuziazmu dirbo su manimi AMS srityje - tai Grigorijus Michailovičius Kraizmanas, Nikolajus Vadimovičius Chmylko, Arkadijus Grigorjevičius Chrostitskis, Nikolajus Michailovičius Iljinas, Aleksandras Michailovičius ir Pavelntsas. Vasiljevičius Kiselevas. Ypatingas dėmesys nusipelno techninės pagalbos ruošiant Jelenos Vladimirovnos Žuravlevos ir Andrejaus Semenovičiaus Leontjevo rankraštį publikavimui.
Noriu padėkoti Pskovo inžinerijos įmonei ir Pskovo politechnikos institutui už pagalbą finansuojant knygos leidybą.

Visi žino, kad magnetai turi savybę pritraukti metalus. Be to, vienas magnetas gali pritraukti kitą. Tačiau jų tarpusavio sąveika neapsiriboja trauka, jie gali vienas kitą atstumti. Kalbama apie magneto polius – priešingi poliai traukia, tarsi poliai atstumia. Ši savybė yra visų elektros variklių, ir gana galingų, pagrindas.

Taip pat yra toks dalykas kaip levitacija veikiant magnetiniam laukui, kai virš magneto (turinčio panašų į jį polių) esantis objektas kabo erdvėje. Šis poveikis buvo pritaikytas vadinamajame magnetiniame guolyje.

Kas yra magnetinis guolis

Elektromagnetinio tipo įtaisas, kurio besisukantis velenas (rotorius) stacionarioje dalyje (statoriuje) remiamas magnetinio srauto jėgomis, vadinamas magnetiniu guoliu. Kai mechanizmas veikia, jį veikia fizinės jėgos, kurios linkusios perstumti ašį. Norint juos įveikti, magnetiniame guolyje buvo sumontuota valdymo sistema, kuri stebi apkrovą ir duoda signalą valdyti magnetinio srauto stiprumą. Magnetai savo ruožtu stipriau arba silpniau veikia rotorių, išlaikydami jį centrinėje padėtyje.

Magnetinis guolis buvo plačiai pritaikytas pramonėje. Tai iš esmės galingos turbomašinos. Dėl trinties nebuvimo ir, atitinkamai, būtinybės naudoti tepalus, mašinų patikimumas daug kartų padidėja. Mazgų susidėvėjimas praktiškai nepastebimas. Tai taip pat pagerina dinaminių charakteristikų kokybę ir padidina efektyvumą.

Aktyvūs magnetiniai guoliai

Magnetinis guolis, kuriame jėgos laukas sukuriamas elektromagnetų pagalba, vadinamas aktyviuoju. Poziciniai elektromagnetai yra guolio statoriuje, rotorių vaizduoja metalinis velenas. Visa sistema, kuri išlaiko veleną įrenginyje, vadinama aktyvia magnetine pakaba (AMP). Jis turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš dviejų dalių:

• guolių blokas;
• elektroninės valdymo sistemos.

Pagrindiniai AMP elementai

• Guolis yra radialinis. Prietaisas, kurio statorius turi elektromagnetus. Jie laiko rotorių. Ant rotoriaus yra specialios feromagnetinės plokštės. Kai rotorius pakabinamas viduryje, nėra kontakto su statoriumi. Indukciniai jutikliai seka menkiausią rotoriaus padėties erdvėje nuokrypį nuo vardinės. Iš jų gaunami signalai kontroliuoja magnetų stiprumą viename ar kitame taške, kad atkurtų sistemos pusiausvyrą. Radialinis tarpas yra 0,50-1,00 mm, ašinis - 0,60-1,80 mm.

• Magnetinis veikia taip pat kaip radialinis. Ant rotoriaus veleno pritvirtintas traukos diskas, kurio abiejose pusėse ant statoriaus sumontuoti elektromagnetai.
• Apsauginiai guoliai yra skirti laikyti rotorių, kai įrenginys išjungtas arba avarinėse situacijose. Eksploatacijos metu pagalbiniai magnetiniai guoliai neveikia. Tarpas tarp jų ir rotoriaus veleno yra perpus mažesnis nei magnetinio guolio. Saugos elementai surenkami rutulinių įtaisų pagrindu arba
• Valdymo elektronika apima rotoriaus veleno padėties jutiklius, keitiklius ir stiprintuvus. Visa sistema veikia magnetinio srauto reguliavimo principu kiekviename atskirame elektromagneto modulyje.

Pasyvaus magnetinio tipo guoliai

Nuolatinio magneto magnetiniai guoliai yra rotoriaus veleno laikymo sistemos, kuriose nenaudojama valdymo grandinė su grįžtamuoju ryšiu. Levitacija vykdoma tik dėl didelės energijos nuolatinių magnetų jėgų.

Tokios pakabos trūkumas yra būtinybė naudoti mechaninį stabdiklį, dėl kurio susidaro trintis ir sumažėja sistemos patikimumas. Magnetinė stotelė technine prasme šioje schemoje dar neįdiegta. Todėl praktikoje pasyvus guolis naudojamas retai. Yra patentuotas modelis, pavyzdžiui, Nikolajevo pakaba, kuri dar nebuvo pakartota.

Magnetinė juostelė rato guolyje

Sąvoka "magnetinis" reiškia ASB sistemą, kuri plačiai naudojama šiuolaikiniuose automobiliuose. ASB guolis skiriasi tuo, kad jo viduje yra įmontuotas ratų greičio jutiklis. Šis jutiklis yra aktyvus įtaisas, įdėtas į guolio tarpiklį. Jis pastatytas remiantis magnetiniu žiedu, ant kurio yra pakaitiniai elemento poliai, nuskaitantys magnetinio srauto pokyčius.

Kai guolis sukasi, magnetinio žiedo sukuriamas magnetinis laukas nuolat keičiasi. Jutiklis registruoja šį pokytį ir generuoja signalą. Tada signalas siunčiamas į mikroprocesorių. Jo dėka veikia tokios sistemos kaip ABS ir ESP. Jau taiso automobilio darbą. ESP atsakingas už elektroninį stabilizavimą, ABS reguliuoja ratų sukimąsi, slėgio lygis sistemoje – stabdis. Jis stebi vairo sistemos veikimą, įsibėgėjimą šonine kryptimi, taip pat koreguoja transmisijos ir variklio darbą.

Pagrindinis ASB guolio privalumas yra galimybė valdyti sukimosi greitį net esant labai mažam greičiui. Tuo pačiu pagerinami stebulės svorio ir dydžio rodikliai, supaprastinamas guolio montavimas.

Kaip pasidaryti magnetinį guolį

Paprasčiausią „pasidaryk pats“ magnetinį guolį lengva pagaminti. Praktiniam naudojimui jis netinka, bet aiškiai parodys magnetinės jėgos galimybes. Norėdami tai padaryti, jums reikia keturių tokio paties skersmens neodimio magnetų, dviejų šiek tiek mažesnio skersmens magnetų, veleno, pavyzdžiui, plastikinio vamzdžio gabalo, ir, pavyzdžiui, pusės litro stiklinio indo. Mažesnio skersmens magnetai prie vamzdžio galų tvirtinami karštais klijais taip, kad gaunama ritė. Vieno iš šių magnetų viduryje iš išorės priklijuotas plastikinis rutulys. Identiški poliai turi būti nukreipti į išorę. Keturi magnetai su tais pačiais poliais į viršų yra išdėstyti poromis vamzdžio segmento ilgio atstumu. Rotorius dedamas virš gulinčių magnetų ir toje pusėje, kur klijuojamas plastikinis rutulys, palaikomas plastikiniu indeliu. Štai magnetinis guolis ir paruoštas.

pažiūrėjus atskirų bendražygių vaizdo įrašus, pvz

Aš nusprendžiau ir būsiu pastebėtas šioje temoje. mano nuomone, video gan neraštingas, tad visai galima švilpti iš prekystalių.

galvoje eidamas aibę schemų, pažiūrėjęs į pakabos principą centrinėje dalyje Beletskio vaizdo įraše, suprasdamas, kaip veikia „levitrnon“ žaislas, priėjau prie paprastos schemos. aišku, kad toje pačioje ašyje turi būti du atraminiai smaigaliai, pats smaigalys pagamintas iš plieno, o žiedai yra standžiai pritvirtinti prie ašies. Vietoj kietų žiedų visiškai įmanoma išdėstyti ne itin didelius magnetus prizmės ar cilindro pavidalu, išdėstytu apskritime. Principas toks pat kaip ir gerai žinomame žaisle „Livitron“. tik vietoj geroskopinio momento, neleidžiančio viršūnei apvirsti, naudojame standžiai ant ašies pritvirtintą tarp stovų esantį "išsiplėtimą".

Žemiau yra vaizdo įrašas su žaislu "Livitron"

ir štai tokia schema, kurią siūlau. Tiesą sakant, tai yra žaislas aukščiau esančiame vaizdo įraše, bet, kaip sakiau, jam reikia kažko, kas neleistų atramos smaigaliui apvirsti. Aukščiau pateiktame vaizdo įraše naudojamas giroskopo sukimo momentas, aš naudoju du padėkliukus ir tarpiklį tarp jų.

Pabandykime pateisinti šio dizaino darbą, kaip aš matau:

magnetai atstumia, o tai reiškia silpną vietą – reikia stabilizuoti šiuos smaigalius išilgai ašies. čia aš panaudojau šią idėją: magnetas bando įstumti smaigalį į mažiausio lauko stiprumo sritį, nes. smaigalys turi priešingą žiedui įmagnetinimą, o pats magnetas yra žiedinis, kur pakankamai dideliame plote, esančiame išilgai ašies, intensyvumas yra mažesnis nei periferijoje. tie. magnetinio lauko intensyvumo pasiskirstymas pagal formą primena stiklą – sienoje intensyvumas didžiausias, ašyje – minimalus.

smaigalys turi stabilizuotis išilgai ašies, o iš žiedinio magneto išstumiamas į mažiausio lauko stiprumo sritį. tie. jei toje pačioje ašyje yra du tokie smaigaliai ir žiediniai magnetai yra standžiai pritvirtinti, ašis turėtų „pakabinti“.

pasirodo, kad būtent zonoje su mažesniu lauko stiprumu ji energetiškai palankiausia.

Pasigilinęs internete radau panašų dizainą:

čia taip pat susidaro mažesnė įtempimo zona, ji taip pat yra išilgai ašies tarp magnetų, taip pat naudojamas kampas. apskritai ideologija labai panaši, tačiau jei kalbėtume apie kompaktišką guolį, aukščiau esantis variantas atrodo geriau, bet reikia specialios formos magnetų. tie. Skirtumas tarp schemų yra tas, kad aš atraminę dalį išspaudžiu į zoną su mažesniu įtempimu, o aukščiau esančioje schemoje jau pats tokios zonos susidarymas užtikrina padėtį ašyje.
Kad būtų aišku palyginimas, perbraižiau savo diagramą:

jie iš esmės yra veidrodiniai vaizdai. apskritai idėja nenauja - visi sukasi apie tą patį, man net kyla įtarimų, kad aukščiau esančio video autorius tiesiog neieškojo siūlomų sprendimų

čia praktiškai vienas prieš vieną, jei kūginiai stabdžiai bus pagaminti ne kieti, o sudėtiniai - magnetinė grandinė + žiedinis magnetas, tada mano grandinė pasirodys. Netgi sakyčiau, kad pradinė neoptimizuota idėja yra paveikslėlyje žemiau. tik aukščiau esantis paveikslėlis tinka rotoriaus "pritraukimui", o aš iš pradžių planavau "atstumti"


ypač gabiems noriu pastebėti, kad šis sustabdymas nepažeidžia Earnshaw teoremos (draudimo). faktas tas, kad mes čia nekalbame apie grynai magnetinę pakabą, be standaus centrų fiksavimo ant ašies, t.y. viena ašis standžiai fiksuota, niekas neveiks. tie. kalbama apie atramos taško pasirinkimą ir nieko daugiau.

tiesą sakant, pažiūrėjus Beletskio vaizdo įrašą, matosi, kad maždaug tokia laukų konfigūracija jau naudojama visur, tik trūksta paskutinio prisilietimo. kūginė magnetinė grandinė paskirsto "atstūmimą" išilgai dviejų ašių, bet Earnshaw trečią ašį liepė tvirtinti kitaip, aš nesiginčijau ir mechaniškai tvirtai pritvirtinau. kodėl Beletskis neišbandė šios galimybės, aš nežinau. tiesą sakant, jam reikia dviejų "livitronų" - pritvirtinkite stovus ant ašies ir sujunkite juos su viršūnėmis variniu vamzdžiu.

Taip pat galite pastebėti, kad galite naudoti bet kurio pakankamai stipraus diamagneto antgalius vietoj magneto, kurio poliškumas yra priešingas magnetiniam atraminiam žiedui. tie. pakeiskite magnetą + kūginės magnetinės grandinės paketą, tik į diamagnetinį kūgį. fiksacija ant ašies bus patikimesnė, bet diamagnetai stipria sąveika nesiskiria ir reikia didelių lauko stiprių bei didelio šio lauko "tūrio", kad tai bent kažkaip pritaikytų. dėl to, kad laukas sukimosi ašies atžvilgiu yra tolygus, sukimosi metu magnetinis laukas nesikeis, t.y. toks guolis nesukuria pasipriešinimo sukimuisi.

logiškai mąstant, toks principas turėtų būti taikomas ir plazminei suspensijai – pataisytam „magnetiniam buteliukui“ (korktronui), ką lauksime ir pamatysime.

kodėl aš toks tikras rezultatu? na, nes jis negali neegzistuoti :) vienintelis dalykas, kuriam gali tekti padaryti magnetines grandines kūgio ir puodelio pavidalu, kad būtų "griežtesnė" lauko konfigūracija.
Na, taip pat galite rasti vaizdo įrašą su panašia sustabdymu:

čia autorius nenaudoja jokių magnetinių grandinių ir naudoja pabrėžimą ant adatos, kaip paprastai reikia, suprasdamas Earnshaw teoremą. bet juk žiedai jau yra standžiai pritvirtinti prie ašies, vadinasi, ašį tarp jų galite paskleisti, o tai lengvai pasiekiama naudojant kūgines magnetines šerdis ant ašyje esančių magnetų. tie. kol nepradurta „magnetinio stiklo“ „dugnas“, vis sunkiau įstumti magnetinę grandinę į žiedą. oro magnetinis pralaidumas yra mažesnis nei magnetinės grandinės - oro tarpo sumažėjimas padidins lauko stiprumą. tie. viena ašis standžiai fiksuojama mechaniškai – tuomet atramų ant adatos nereikės. tie. žiūrėkite pačią pirmą nuotrauką.

P.S.
štai ką radau. iš serijos bloga galva neduoda atgailos į rankas - autorius vis dar Biletskis - mama ten neverk - lauko konfigūracija gana sudėtinga, be to, ji netolygi išilgai sukimosi ašies, t.y. sukimosi metu pasikeis magnetinė indukcija ašyje, kai viskas išsikiša... atkreipkite dėmesį į žiedo magnete esantį rutulį, kita vertus, į žiedo magnete esantį cilindrą. tie. žmogus kvailai sujaukė čia aprašytą pakabos principą.

na arba sulituota pakaba nuotraukoje, t.y. pipirai nuotraukoje naudoja atramas ant adatos, o jis vietoj adatos pakabino rutuliuka - oi shaitan - pavyko - kas butu pagalvojęs (pamenu, man jie irode, kad ne taip supratau Earnshaw teoremos) bet matyt nėra beprotiška pakabinti du kamuoliukus ir naudoti tik du žiedus. tie. vaizdo įraše esantį magnetų skaičių įrenginyje galima nesunkiai sumažinti iki 4, o galbūt ir iki 3 t.y. konfigūracija su cilindru viename žiede ir rutuliu kitame gali būti laikoma veikianti eksperimentiškai, žr. pirminės idėjos brėžinį. ten aš naudojau du simetriškus stabdžius ir cilindrą + kūgį, nors manau, kad kūgis ta rutulio dalis nuo poliaus iki skersmens veikia taip pat.

todėl pats kirčiavimas atrodo taip - tai magnetinė grandinė (t. y. geležis, nikelis ir kt.), tai tiesiog

uždedamas magneto žiedas. abipusė dalis ta pati, tik atvirkščiai :) o stūmoje veikia dvi stotelės - drauge Earnshaw uždraudė dirbti vienoje stotelėje.

Dėmesio!!!

Išjungėte JavaScript ir slapukus!

Turite juos įjungti, kad svetainė veiktų tinkamai!

Aktyvūs magnetiniai guoliai

Aktyvūs magnetiniai guoliai (AMP)
(gaminta S2M Société de Mécanique Magnétique SA, 2, rue des Champs, F-27950 St. Marcel, Prancūzija)

Pagrindinės aktyvių magnetinių guolių naudojimo sritys yra turbomašinų dalis. Be alyvos kompresorių ir turbo-ekspanderių koncepcija leidžia pasiekti didžiausią patikimumą ir dėl to, kad mašinos komponentai nesusidėvi. Aktyvieji magnetiniai guoliai (AMP) vis dažniau naudojami daugelyje pramonės šakų. Nekontaktiniai aktyvūs magnetiniai guoliai naudojami dinaminiam veikimui pagerinti, patikimumui ir efektyvumui padidinti.

Magnetinių guolių veikimo principas pagrįstas levitacijos poveikiu magnetiniame lauke. Tokiuose guoliuose esantis velenas tiesiogine prasme kabo galingame magnetiniame lauke. Jutiklių sistema nuolat stebi veleno padėtį, siunčia signalus į statoriaus padėties magnetus, koreguodami traukos jėgą iš vienos ar kitos pusės.

1 . Bendras AMP sistemos aprašymas

Aktyvioji magnetinė pakaba susideda iš 2 atskirų dalių:

Guolis;

Elektroninė valdymo sistema

Magnetinė pakaba susideda iš elektromagnetų (galios ritės 1 ir 3), kurie pritraukia rotorių (2).

AMP komponentai

1. Radialinis guolis

Radialinį guolio rotorių su feromagnetinėmis plokštėmis laiko magnetiniai laukai, kuriuos sukuria ant statoriaus esantys elektromagnetai.

Rotorius perkeliamas į pakabinamą būseną centre, nesiliečiant su statoriumi. Rotoriaus padėtis valdoma indukciniais jutikliais. Jie nustato bet kokį nukrypimą nuo vardinės padėties ir pateikia signalus, kurie valdo srovę elektromagnetuose, kad rotorius būtų grąžintas į vardinę padėtį.

4 ritės išdėstytos išilgai ašių V ir W , ir paslinkti 45° kampu nuo ašių X ir Y , laikykite rotorių statoriaus centre. Nėra kontakto tarp rotoriaus ir statoriaus. Radialinis tarpas 0,5-1mm; ašinis tarpas 0,6-1,8 mm.

2. Atraminis guolis

Atraminis guolis veikia taip pat. Nenuimamo žiedo pavidalo elektromagnetai yra abiejose ant veleno sumontuoto traukos disko pusėse. Elektromagnetai pritvirtinti prie statoriaus. Traukos diskas stumiamas ant rotoriaus (pvz., susitraukiantis). Ašiniai kodavimo įrenginiai paprastai yra veleno galuose.

3. Pagalbinis (saugumas)

guoliai

Pagalbiniai guoliai naudojami rotoriaus palaikymui sustojus mašinai ir sugedus AMP valdymo sistemai. Įprastomis darbo sąlygomis šie guoliai nejuda. Atstumas tarp pagalbinių guolių ir rotoriaus paprastai yra pusė oro tarpo, tačiau, esant reikalui, jį galima sumažinti. Pagalbiniai guoliai daugiausia yra kietieji sutepti rutuliniai guoliai, tačiau galima naudoti ir kitų tipų guolius, tokius kaip paprastieji guoliai.

4. Elektroninė valdymo sistema

Elektroninė valdymo sistema valdo rotoriaus padėtį, moduliuodama srovę, kuri praeina per elektromagnetus, priklausomai nuo padėties jutiklių signalo verčių.

5. Elektroninio apdorojimo sistema signalus

Koderio siunčiamas signalas lyginamas su etaloniniu signalu, atitinkančiu vardinę rotoriaus padėtį. Jei atskaitos signalas yra nulis, vardinė padėtis atitinka statoriaus centrą. Keičiant atskaitos signalą, nominalią padėtį galima perkelti per pusę oro tarpo. Nukrypimo signalas yra proporcingas skirtumui tarp vardinės ir esamos rotoriaus padėties. Šis signalas perduodamas procesoriui, kuris savo ruožtu siunčia korekcinį signalą į galios stiprintuvą.

Išvesties signalo ir nuokrypio signalo santykisyra nustatomas pagal perdavimo funkciją. Perdavimo funkcija pasirinkta siekiant maksimaliai tiksliai išlaikyti rotorių jo vardinėje padėtyje ir greitai bei sklandžiai grįžti į šią padėtį trikdžių atveju. Perkėlimo funkcija nustato magnetinės pakabos standumą ir slopinimą.

6. Galios stiprintuvas

Šis prietaisas guolių elektromagnetams tiekia srovę, reikalingą rotorių veikiančiam magnetiniam laukui sukurti. Stiprintuvų galia priklauso nuo didžiausio elektromagneto stiprumo, oro tarpo ir automatinės valdymo sistemos reakcijos laiko (ty greičio, kuriuo ši jėga turi būti keičiama susidūrus su kliūtimi). Fiziniai elektroninės sistemos matmenys nėra tiesiogiai susiję su mašinos rotoriaus svoriu, jie greičiausiai yra susiję su indikatoriaus santykiu tarp trukdžių dydžio ir rotoriaus svorio. Todėl dideliam mechanizmui su santykinai sunkiu rotoriumi pakaks nedidelio apvalkalo, kuriam būdingi nedideli trukdžiai. Tuo pačiu metu mašinoje, kuriai būdingi didesni trikdžiai, turi būti įrengta didesnė elektros spinta.

2. Kai kurios AMP charakteristikos

Oro tarpas

Oro tarpas yra tarpas tarp rotoriaus ir statoriaus. Nurodyta klirenso suma e, priklauso nuo skersmens D rotorius arba guolis.

Paprastai naudojamos šios vertės:

D (mm)	e(mm)
< 100	0,3 - 0,6
100 - 1 000	0,6 - 1,0

Sukimosi greitis

Didžiausias radialinio magnetinio guolio sukimosi greitis priklauso tik nuo elektromagnetinio rotoriaus plokščių charakteristikų, būtent nuo plokščių atsparumo išcentrinei jėgai. Su standartiniais įdėklais galima pasiekti iki 200 m/s apskritimo greitį. Ašinio magnetinio guolio sukimosi greitį riboja traukos disko liejamo plieno varža. Naudojant standartinę įrangą, galima pasiekti 350 m/s periferinį greitį.

AMB apkrova priklauso nuo naudojamos feromagnetinės medžiagos, rotoriaus skersmens ir pakabos statoriaus išilginio ilgio. Iš standartinės medžiagos pagaminto AMB maksimali savitoji apkrova yra 0,9 N/cm². Ši maksimali apkrova yra mažesnė, palyginti su atitinkamomis klasikinių guolių reikšmėmis, tačiau didelis leistinas apskritimo greitis leidžia padidinti veleno skersmenį taip, kad būtų gaunamas kuo didesnis kontaktinis paviršius, taigi ir tokia pati apkrovos riba kaip ir guolių. klasikinis guolis, nereikalaujant ilginti jo ilgio.

Energijos sąnaudos

Aktyvių magnetinių guolių energijos suvartojimas yra labai mažas. Šis energijos suvartojimas atsiranda dėl histerezės nuostolių, sūkurinių srovių (Foucault srovių) guoliuose (galia paimama ant veleno) ir šilumos nuostolių elektroniniame korpuse. Panašaus dydžio mechanizmams AMP sunaudoja 10–100 kartų mažiau energijos nei klasikiniai. Elektroninės valdymo sistemos, kuriai reikalingas išorinis srovės šaltinis, energijos suvartojimas taip pat yra labai mažas. Baterijos naudojamos gimbalo priežiūrai nutrūkus elektros tinklui – tokiu atveju jos įsijungia automatiškai.

Aplinkos sąlygos

AMB galima montuoti tiesiai į eksploatacinę aplinką, visiškai nereikalaujant atitinkamų movų ir įtaisų, taip pat užtvarų šilumos izoliacijai. Šiandien aktyvieji magnetiniai guoliai veikia labai įvairiomis sąlygomis: vakuume, ore, heliu, angliavandeniliu, deguonimi, jūros vandeniu ir urano heksafluoridu, taip pat nuo -253° C iki + 450 ° SU.

3. Magnetinių guolių privalumai

• Nekontaktinis / be skysčių
  - nėra mechaninės trinties
  - aliejaus trūkumas
  - padidėjęs periferinis greitis
  
• Patikimumo gerinimas
  - valdymo spintos veikimo patikimumas > 52 000 val.
  - EM guolių eksploatacinis patikimumas > 200 000 val.
  - beveik visiškas prevencinės priežiūros trūkumas
  
• Mažesni turbomašinos matmenys
  - nėra tepimo sistemos
  – mažesni matmenys (P = K*L*D²*N)
  - mažesnis svoris
  
• Stebėjimas
  - guolio apkrova
  - turbomašinos apkrova
• Reguliuojami parametrai
  - aktyvi magnetinio guolių valdymo sistema
  - standumas (kinta priklausomai nuo rotoriaus dinamikos)
  - slopinimas (kinta priklausomai nuo rotoriaus dinamikos)
  
• Veikimas be sandariklių (kompresorius ir pavara viename korpuse)
  - guoliai technologinėse dujose
  - platus darbinės temperatūros diapazonas
  - rotoriaus dinamikos optimizavimas dėl jo sutrumpėjimo

Neginčijamas magnetinių guolių pranašumas yra visiškas trinties paviršių nebuvimas, taigi ir susidėvėjimas, trintis, o svarbiausia – dalelių nebuvimas darbinėje zonoje, susidarančių dirbant įprastiems guoliams.

Aktyvūs magnetiniai guoliai išsiskiria didele apkrova ir mechaniniu stiprumu. Jie gali būti naudojami esant dideliam sukimosi greičiui, taip pat vakuume ir įvairiose temperatūrose.

Medžiagas pateikė S2M, Prancūzija ( www.s2m.fr).