Magnit rulman, rulman guruhining qolgan mexanizmlari kabi, aylanadigan mil uchun tayanch bo'lib xizmat qiladi. Ammo oddiy prokat va tekis rulmanlardan farqli o'laroq, milga ulanish mexanik ravishda kontaktsizdir, ya'ni levitatsiya printsipi qo'llaniladi.

Tasnifi va ishlash printsipi

Levitatsiya printsipidan foydalanib, aylanadigan mil tom ma'noda kuchli magnit maydonda ko'tariladi. Milning harakatini nazorat qilish va magnit o'rnatishning ishlashini muvofiqlashtirish uchun tizimning holatini doimiy ravishda kuzatib boradigan va kerakli nazorat signallarini beradigan, bir tomondan yoki boshqa tomondan tortishish kuchini o'zgartiradigan murakkab sensorlar tizimi mavjud.

Magnit rulmanlar ikkita katta guruhga bo'linadi - faol va passiv. Quyida har bir turdagi rulmanning qurilmasi haqida batafsil ma'lumot.

1. Faol magnit podshipniklar.

Ular faol magnit suspenziyalar deb ham ataladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, ular ikki qismdan iborat - rulmanning o'zi, shuningdek, elektron magnit maydonni boshqarish tizimi.

1, 3 - quvvat bobinlari; 2 - mil Radial va surish mexanizmlarini farqlang (qabul qilingan yuk turiga ko'ra), lekin ularning ishlash printsipi bir xil. Ferromagnit bloklar bilan o'zgartirilgan maxsus rotor ishlatiladi (odatiy mil ishlamaydi). Ushbu rotor statorda joylashgan elektromagnit bobinlar tomonidan yaratilgan magnit maydonda, ya'ni milning 360 gradus atrofida halqa hosil qilib, "osilib qoladi".

Rotor va stator o'rtasida havo bo'shlig'i hosil bo'ladi, bu esa qismlarni minimal ishqalanish bilan aylantirish imkonini beradi.

Tasvirlangan mexanizm maxsus elektron tizim tomonidan boshqariladi, u sensorlar yordamida rotorning bobinlarga nisbatan holatini doimiy ravishda kuzatib boradi va eng kichik siljishda tegishli bobinga nazorat oqimini etkazib beradi. Bu rotorni bir xil holatda saqlashga imkon beradi.

Bunday tizimlarni hisoblash ilova qilingan hujjatlarda batafsilroq o'rganilishi mumkin.

1. Passiv magnit podshipniklar.

Faol magnit suspenziyalar sanoatda keng qo'llaniladi, passiv tizimlar hali ishlab chiqilmoqda va sinovdan o'tkazilmoqda. Nomidan ko'rinib turibdiki, asosiy farq faol elementlarning yo'qligi, ya'ni doimiy magnitlar ishlatiladi. Ammo bir nechta doimiy magnitlar tizimi juda beqaror, shuning uchun bunday tizimlarning amaliy qo'llanilishi hali ham savol ostida. Quyidagi diagramma shartli ravishda passiv mexanik suspenziyalarning ishlash printsipini ko'rsatadi.

Rotor rotor atrofidagi halqada joylashgan stator bilan bir xil tarzda doimiy magnit bilan jihozlangan. Xuddi shu nomdagi qutblar radial yo'nalishda yonma-yon joylashgan bo'lib, bu milning levitatsiyasi ta'sirini yaratadi. Bunday tizim hatto qo'l bilan ham yig'ilishi mumkin.

Afzalliklar

Albatta, asosiy afzallik - aylanadigan rotor va stator (halqa) o'rtasidagi mexanik ta'sirning yo'qligi.

Bundan kelib chiqadiki, bunday rulmanlar juda bardoshli, ya'ni ular aşınma qarshiligini oshirdi. Shuningdek, mexanizmning dizayni uni agressiv muhitda - yuqori / past haroratlarda, agressiv havoda ishlatishga imkon beradi. Shu sababli, MFlar kosmik sanoatda tobora ko'proq foydalanilmoqda.

Kamchiliklar

Afsuski, tizimning kamchiliklari ham ko'p. Bularga quyidagilar kiradi:

• Faol suspenziyalarni nazorat qilishda qiyinchilik. Murakkab, qimmat elektron gimbal boshqaruv tizimi talab qilinadi. Uni ishlatish faqat "qimmat" sohalarda - kosmik va harbiy sohalarda oqlanishi mumkin.
• Xavfsiz rulmanlardan foydalanish zarurati. To'satdan elektr uzilishi yoki magnit lasanning ishdan chiqishi butun mexanik tizim uchun halokatli oqibatlarga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, sug'urta qilish uchun magnit rulmanlar bilan birga mexanik rulmanlar ham qo'llaniladi. Asosiylari ishlamay qolsa, ular yukni o'z zimmalariga olishlari va jiddiy shikastlanishdan qochishlari mumkin.
• Bobinli o'rash isitish. Magnit maydonni yaratadigan oqimning o'tishi tufayli sariqlarning o'rashi qiziydi, bu ko'pincha noqulay omil hisoblanadi. Shuning uchun maxsus sovutish moslamalarini ishlatish kerak, bu esa gimbaldan foydalanish narxini yanada oshiradi.

Foydalanish sohalari

Har qanday haroratda, vakuumda va moylashning etishmasligida ishlash qobiliyati kosmik sanoatda, neftni qayta ishlash sanoati mashinalarida ilmoqlardan foydalanishga imkon beradi. Ular, shuningdek, uranni boyitish uchun gaz sentrifugalarida o'zlarining qo'llanilishini topdilar. Turli elektr stantsiyalari ham o'zlarining ishlab chiqarish majmualarida maglevlardan foydalanadilar.

Quyida mavzu bo'yicha qiziqarli videolar mavjud.

Turli xil zamonaviy elektromexanik mahsulotlar va texnik mahsulotlarda magnit rulman texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarni aniqlaydigan va muammosiz ishlash muddatini oshiradigan asosiy birlikdir. An'anaviy rulmanlar bilan solishtirganda, magnit rulmanlar sobit va harakatlanuvchi qismlar o'rtasida ishqalanish kuchiga ega emas. Ushbu xususiyatning mavjudligi magnit tizimlarni loyihalashda yuqori tezlikni amalga oshirish imkonini beradi. Magnit rulmanlar yuqori haroratli supero'tkazuvchi materiallardan tayyorlangan bo'lib, ularning xususiyatlariga oqilona ta'sir qiladi. Ushbu xususiyatlar sovutish tizimlarining namunaviy konstruktsiyalari narxini sezilarli darajada kamaytirishni va ish sharoitida magnit rulmanni uzoq muddatli saqlash kabi muhim parametrni o'z ichiga oladi.

Magnit suspenziyalarning ishlash printsipi

Magnit suspenziyalarning ishlash printsipi magnit va elektr maydonlari tomonidan yaratilgan erkin levitatsiyadan foydalanishga asoslangan. Bunday suspenziyalardan foydalangan holda aylanadigan mil, jismoniy aloqadan foydalanmasdan, tom ma'noda kuchli magnit maydonda to'xtatiladi. Uning nisbiy inqiloblari eng yuqori ishonchlilikka erishgan holda ishqalanish va eskirishsiz o'tadi. Magnit suspenziyaning asosiy komponenti magnit tizimdir. Uning asosiy maqsadi - kerakli shakldagi magnit maydonni yaratish, rotorning ma'lum bir nazorat siljishi va rulmanning qattiqligi bilan ish joyida kerakli tortish xususiyatlarini ta'minlash. Magnit podshipniklarning bunday parametrlari to'g'ridan-to'g'ri magnit tizimning dizayniga bog'liq bo'lib, ular asosida ishlab chiqilishi va hisoblanishi kerak. vazn va o'lcham komponent - qimmat kriogen sovutish tizimi. Magnit suspenziyalarning elektromagnit maydoni nimaga qodirligini Levitron bolalar o'yinchog'ining ishida aniq ko'rish mumkin. Amalda, magnit va elektr suspenziyalar to'qqiz turda mavjud bo'lib, ular ishlash printsipi bo'yicha bir-biridan farq qiladi:

• magnit va gidrodinamik suspenziyalar;
• doimiy magnitlarda ishlaydigan suspenziyalar;
• faol magnit podshipniklar;
• konditsioner suspenziyalar;
• LC - suspenziyalarning rezonansli turlari;
• induksion podshipniklar;
• suspenziyalarning diamagnit turlari;
• supero'tkazuvchi podshipniklar;
• elektrostatik suspenziyalar.

Agar biz ushbu turdagi barcha suspenziyalarni ommaboplik nuqtai nazaridan sinab ko'rsak, hozirgi haqiqatda faol magnit podshipniklar (AMP) etakchi o'rinni egalladi. Tashqi ko'rinishida ular rotorning barqaror holati magnit tortishish kuchlari mavjudligi bilan amalga oshiriladigan mexatronik qurilma tizimini ifodalaydi. Ushbu kuchlar rotorga elektromagnitlarning yonidan ta'sir qiladi, elektr toki elektron boshqaruv bloki sensorlarining signallari bo'yicha avtomatik boshqaruv tizimi tomonidan sozlanadi. Ushbu boshqaruv bloklari an'anaviy analog va ko'proq innovatsion raqamli signallarni qayta ishlashdan foydalanishi mumkin. Faol magnit rulmanlar mukammal dinamik xususiyatlarga, ishonchlilikka va yuqori samaradorlikka ega. Faol magnitli rulmanlarning noyob imkoniyatlari ularning keng tarqalishiga yordam beradi. AMP-lar, masalan, bunday uskunalarda samarali qo'llaniladi:
- gaz turbinali qurilmalari;
- yuqori tezlikda aylanish tizimlari;
- elektr motorlar;
- turboekspanderlar;
- inertial energiya akkumulyatorlari va boshqalar.
Hozirgacha faol magnit rulmanlar tashqi oqim manbai va qimmat va murakkab boshqaruv uskunalarini talab qiladi. Ayni paytda AMB ishlab chiquvchilari magnit podshipniklarning passiv turini yaratish ustida faol ishlamoqda.

MUQADDIMA

Ko'pgina mashinalarning asosiy elementi rulmanlarda aylanadigan rotordir. Bir vaqtning o'zida massa va umumiy parametrlarning pasayishi tendentsiyasi bilan aylanuvchi mashinalarning aylanish tezligi va quvvatlarining o'sishi rulman agregatlarining chidamliligini oshirish muammosini ustuvor vazifa sifatida qo'yadi. Bundan tashqari, zamonaviy texnologiyalarning bir qator sohalarida ekstremal sharoitlarda ishonchli ishlay oladigan podshipniklar talab qilinadi: vakuumda, yuqori va past haroratlarda, o'ta toza texnologiyalarda, agressiv muhitda va hokazo. Bunday podshipniklarni yaratish ham dolzarb masaladir. texnik muammo.
Ushbu muammolarni hal qilish an'anaviy prokat va tekis rulmanlarni takomillashtirish sifatida amalga oshirilishi mumkin. va boshqa jismoniy harakat tamoyillaridan foydalanadigan noan'anaviy podshipniklarni yaratish.
An'anaviy prokat va toymasin podshipniklar (suyuqlik va gaz) endi yuqori texnik darajaga yetdi. Biroq, ularda sodir bo'ladigan jarayonlarning tabiati yuqoridagi maqsadlarga erishish uchun ushbu rulmanlardan foydalanishni cheklaydi va ba'zan imkonsiz qiladi. Shunday qilib, rulmanlarning muhim kamchiliklari harakatlanuvchi va harakatsiz qismlar o'rtasida mexanik aloqa mavjudligi va prokat yo'llarini moylash zarurati hisoblanadi. Oddiy rulmanlarda mexanik aloqa yo'q, lekin soqol qatlamini yaratish va bu qatlamni yopish uchun soqol tizimi kerak. Shubhasiz, muhrlash moslamalarini takomillashtirish faqat moylash materiallari va tashqi muhitning o'zaro kirib borishini kamaytirishi mumkin, ammo butunlay yo'q qilmaydi.
Rulmanlar bu kamchiliklardan xoli bo'lib, ularda magnit va elektr maydonlari qo'llab-quvvatlash reaktsiyalarini yaratish uchun ishlatiladi. Ular orasida faol magnit rulmanlar (AMP) eng katta amaliy qiziqish uyg'otadi. AMN ishi ferromagnit jismning faol magnit suspenziyasining taniqli printsipiga asoslanadi: tanani boshqariladigan elektromagnitlardan tanaga ta'sir qiluvchi magnit tortishish kuchlari tomonidan ma'lum bir holatda barqarorlashtiriladi. Elektromagnitlarning o'rashlaridagi oqimlar tanani o'zgartirish sensorlari, elektron regulyator va elektr energiyasining tashqi manbasi bilan ishlaydigan quvvat kuchaytirgichlaridan iborat avtomatik boshqaruv tizimi yordamida hosil bo'ladi.
O'lchov asboblarida faol magnit suspenziyalarni amaliy qo'llashning birinchi misollari 1940-yillarga to'g'ri keladi. Ular D. Beams va D. Hriesinger (AQSh) va O. G. Katsnelson va A. S. Edelshteyn (SSSR) nomlari bilan bog'liq. Birinchi faol magnit rulman 1960 yilda R. Sixsmit (AQSh) tomonidan taklif qilingan va eksperimental ravishda o'rganilgan. AMSni mamlakatimizda va xorijda keng amaliyotda qo‘llash 1970-yillarning boshidan boshlangan.
AMPlarda mexanik aloqaning yo'qligi va moylash zarurati ularni texnologiyaning ko'plab sohalarida juda istiqbolli qiladi. Bular, birinchi navbatda: vakuum va kriogen muhandislikdagi turbinalar va nasoslar; o'ta toza texnologiyalar va agressiv muhitda ishlash uchun mashinalar; yadroviy va kosmik qurilmalar uchun mashinalar va qurilmalar; munajjimlar bashorati; inertial energiyani saqlash qurilmalari; shuningdek, umumiy texnika va asbobsozlik uchun mahsulotlar - silliqlash va frezalash yuqori tezlikda shpindellar, to'qimachilik dastgohlari. sentrifugalar, turbinalar, balanslash mashinalari, tebranish stendlari, robotlar, nozik o'lchash asboblari va boshqalar.
Biroq, muvaffaqiyatlarga qaramay, AMJIlar 1970-yillarning boshlarida qilingan bashoratlardan kutilganidan ancha sekinroq amalga oshirilmoqda. Avvalo, bu sanoat, shu jumladan AMS tomonidan innovatsiyalarni sekin qabul qilish bilan bog'liq. Har qanday yangilik singari, talabga ega bo'lish uchun AMPlarni ommalashtirish kerak.
Afsuski, ushbu yozilish vaqtida faqat bitta kitob faol magnit rulmanlarga bag'ishlangan: G. Schweitzer. H. Bleulerand A. Traxler "Faol magnit rulmanlar", ETH Zurich, 1994, 244 p., ingliz va nemis tillarida nashr etilgan. Hajmi kichik, bu kitob birinchi navbatda AMS yaratishda yuzaga keladigan muammolarni tushunishda birinchi qadamlarni qo'yayotgan o'quvchiga qaratilgan. O'quvchining muhandislik va matematik bilimlariga juda kamtarona talablar qo'ygan holda, mualliflar asosiy g'oyalar va tushunchalarni shunday puxta o'ylangan ketma-ketlikda tuzadilar, bu esa boshlang'ichga osonlikcha tezlikni oshirishga va o'zi uchun yangi sohani kontseptual tarzda o'zlashtirishga imkon beradi. Shubhasiz, bu kitob ajoyib hodisa bo'lib, uning ommalashtirish rolini ortiqcha baholab bo'lmaydi.
O'quvchi yuqorida keltirilgan kitobning tarjimasini emas, balki haqiqiy monografiya yozishga arziydimi, deb so'rashi mumkin. Birinchidan, 1992 yildan beri meni Rossiya universitetlarida AMS bo'yicha ma'ruzalar o'qishga taklif qilishdi. Finlyandiya va Shvetsiya. Ushbu ma'ruzalardan kitob paydo bo'ldi. Ikkinchidan, mening ko'plab hamkasblarim AML mashinalarini ishlab chiquvchilar uchun LMP bo'yicha kitob yozish istagini bildirishdi. Uchinchidan, men AMB bo'yicha umuman ixtisoslanmagan ko'plab muhandislarga elektromagnit kabi boshqaruv ob'ektini o'rganadigan kitob kerakligini angladim.
Ushbu kitobning maqsadi muhandislarni AMPlarni matematik modellashtirish, sintez qilish va tahlil qilish usullari bilan jihozlash va shu bilan texnologiyaning ushbu yangi sohasiga qiziqishni oshirishdir. Kitob ko'plab texnik mutaxassisliklar talabalari uchun ham foydali bo'lishiga shubha qilmayman, ayniqsa kurs va diplom dizayni. Kitobni yozishda men Sankt-Peterburg davlat texnika universitetining Pskov politexnika instituti magnit podshipniklari ilmiy-tadqiqot laboratoriyasining ilmiy rahbari sifatida AMB sohasidagi 20 yillik tajribaga tayandim.
Kitob 10 bobdan iborat. 1-bobda elektromagnit suspenziyalarning barcha mumkin bo'lgan turlarining qisqacha tavsifi berilgan, ularning maqsadi o'quvchining dunyoqarashini kengaytirishdir. AMB foydalanuvchilariga mo'ljallangan 2-bob o'quvchini rivojlanish tarixi, dizayni, ishlashi, rivojlanish muammolari va amaliy ilovalarning bir nechta misollari bilan faol magnit rulman texnologiyasi bilan tanishtiradi. 3 va 4-boblarda rulman magnit davrlarini hisoblash usuli keltirilgan. Boshqarish ob'ekti sifatida elektromagnit 5-bobda o'rganilgan.6-bobda bir bosqichli magnit suspenziya dinamikasining boshqaruvchi sintezi va tahlili masalalari hal qilingan. Bu gimbalni qanday boshqarish kerakligi va siz xohlagan dinamik ishlashga nima xalaqit berishi mumkinligi haqidagi bob. Markaziy o'rinni 7-bob egallaydi, unda besh darajali erkinlik bilan qattiq rotorning to'xtatilishini boshqarish muammolari ko'rib chiqiladi, suspenziya va haydovchi dvigatelning o'zaro ta'siri o'rganiladi, shuningdek, podshipniksiz elektr mashinalarini yaratish masalasi ko'rib chiqiladi. Rotorning elastik egilish deformatsiyalarining suspenziya dinamikasiga ta'siri 8-bobda muhokama qilinadi. 9-bob suspenziyani raqamli boshqarishga bag'ishlangan. Yakuniy 10-bobda AMBda rotor suspenziyalarini amalga oshirish bilan bog'liq bir qator dinamik jihatlar ko'rib chiqiladi.
Kitob oxiridagi adabiyotlar ro'yxatiga kelsak, men unga AML bo'yicha barcha tarixiy ahamiyatga ega bo'lgan maqolalarni kiritishga harakat qilmadim va ushbu sohaga qo'shgan hissasi tilga olinmagan tadqiqotchilardan kechirim so'rayman.
Mavzular doirasi juda keng bo'lganligi sababli, kitob davomida bitta konventsiya tizimini saqlab bo'lmaydi. Shu bilan birga, har bir bobda izchil belgi qo'llaniladi.
Men ustozlarim, professorlar David Raxmilevich Merknin va Anatoliy Saulovich Kelzondan minnatdorman - ular ushbu kitobning paydo bo'lishiga katta hissa qo'shgan. Men magnit tayanchlar laboratoriyasi va universitetdagi hamkasblarimga, xususan, Fedor Georgievich Kochevin, Mixail Vadimovich Afanasievga minnatdorchilik bildirmoqchiman. Valentin Vasilyevich Andreen, Sergey Vladimirovich Smirnov, Sergey Gennadyevich Stebixov va Igor Ivanovich Morozov, ularning sa'y-harakatlari bilan AMB bilan ko'plab mashinalar yaratildi. Professor Komil Shamsuddinovich Xodjaen va dotsentlar Vladimir Aleksandrovich Andreev, Valeriy Georgievich Bogov va Vyacheslav Grigoryevich Matsevichlar bilan suhbatlar va hamkorlikdagi ishlar menga ham foyda keltirdi. AMS sohasida men bilan katta ishtiyoq bilan ishlagan aspirantlar va aspirantlarning hissasini ham qayd etmoqchiman - bular Grigoriy Mixaylovich Krayzman, Nikolay Vadimovich Xmylko, Arkadiy Grigoryevich Xrostitskiy, Nikolay Mixaylovich Ilyin, Aleksandr Mixaylovich va Pavelvel Vetltsyn Vasilevich Kiselev. Elena Vladimirovna Juravleva va Andrey Semenovich Leontiev tomonidan qo'lyozmani nashrga tayyorlashda texnik yordamni alohida ta'kidlash kerak.
Men Pskov muhandislik kompaniyasi va Pskov politexnika institutiga kitobni nashr etishni moliyalashtirishda yordam bergani uchun minnatdorchilik bildirmoqchiman.

Har bir inson magnitlarning metallarni o'ziga jalb qilish qobiliyatiga ega ekanligini biladi. Bundan tashqari, bitta magnit boshqasini jalb qilishi mumkin. Ammo ular o'rtasidagi o'zaro ta'sir faqat jalb qilish bilan cheklanmaydi, ular bir-birini qaytarishi mumkin. Gap magnitning qutblari haqida ketmoqda - qarama-qarshi qutblar xuddi qutblar qaytarganidek tortadi. Bu xususiyat barcha elektr motorlarining asosi va juda kuchli.

Magnit ustidagi jism (unga o'xshash qutbga ega) kosmosda osilib turganda magnit maydon ta'sirida levitatsiya kabi narsa ham mavjud. Ushbu ta'sir magnit rulman deb ataladigan narsada amalda qo'llanilgan.

Magnit podshipnik nima

Magnit oqim kuchlari bilan statsionar qismda (stator) aylanadigan mil (rotor) qo'llab-quvvatlanadigan elektromagnit turdagi qurilma magnit rulman deb ataladi. Mexanizm ishlayotganida, o'qni siljitishga moyil bo'lgan jismoniy kuchlar ta'sir qiladi. Ularni engish uchun magnit rulman yukni kuzatuvchi va magnit oqimning kuchini nazorat qilish uchun signal beruvchi boshqaruv tizimi bilan jihozlangan. Magnitlar, o'z navbatida, rotorga kuchliroq yoki zaifroq ta'sir ko'rsatadi, uni markaziy holatda ushlab turadi.

Magnit rulman sanoatda keng qo'llanilishini topdi. Bular asosan kuchli turbomashinalardir. Ishqalanishning yo'qligi va shunga mos ravishda moylash materiallaridan foydalanish zarurati tufayli mashinalarning ishonchliligi ko'p marta ortadi. Tugunlarning aşınması amalda kuzatilmaydi. Shuningdek, u dinamik xususiyatlar sifatini yaxshilaydi va samaradorlikni oshiradi.

Faol magnit podshipniklar

Elektromagnitlar yordamida kuch maydoni yaratilgan magnit rulman faol deb ataladi. Pozitsion elektromagnitlar rulman statorida joylashgan, rotor metall mil bilan ifodalanadi. Jihozda milni ushlab turadigan butun tizim faol magnit suspenziya (AMP) deb ataladi. U murakkab tuzilishga ega va ikki qismdan iborat:

• rulman bloki;
• elektron boshqaruv tizimlari.

AMP ning asosiy elementlari

• Rulman radialdir. Statorda elektromagnit o'rnatilgan qurilma. Ular rotorni ushlab turadilar. Rotorda maxsus ferromagnit plitalar mavjud. Rotor o'rta nuqtada to'xtatilganda, stator bilan aloqa yo'q. Induktiv sensorlar kosmosdagi rotor holatining nominaldan eng kichik og'ishini kuzatib boradi. Ulardan signallar tizimdagi muvozanatni tiklash uchun magnitlarning kuchini u yoki bu nuqtada nazorat qiladi. Radial bo'shliq 0,50-1,00 mm, eksenel bo'shliq 0,60-1,80 mm.

• Magnit radial bilan bir xil ishlaydi. Rotor miliga surish diski o'rnatiladi, uning ikkala tomonida statorga o'rnatilgan elektromagnitlar mavjud.
• Xavfsiz rulmanlar qurilma o'chirilgan yoki favqulodda vaziyatlarda rotorni ushlab turish uchun mo'ljallangan. Ish paytida yordamchi magnit rulmanlar ishtirok etmaydi. Ular va rotor mili orasidagi bo'shliq magnit rulmanning yarmiga teng. Xavfsizlik elementlari to'p qurilmalari yoki asosida yig'iladi
• Boshqaruv elektronikasi rotor mili holati sensorlari, transduserlar va kuchaytirgichlarni o'z ichiga oladi. Butun tizim har bir alohida elektromagnit modulda magnit oqimni sozlash printsipi asosida ishlaydi.

Passiv magnit turdagi podshipniklar

Doimiy magnit magnit rulmanlar rotor milini ushlab turish tizimlari bo'lib, ular qayta aloqani o'z ichiga olgan boshqaruv sxemasidan foydalanmaydi. Levitatsiya faqat yuqori energiyali doimiy magnitlarning kuchlari tufayli amalga oshiriladi.

Bunday suspenziyaning nochorligi mexanik to'xtashdan foydalanish zarurati bo'lib, bu ishqalanishning shakllanishiga va tizimning ishonchliligini pasayishiga olib keladi. Texnik ma'noda magnit to'xtash hali ushbu sxemada amalga oshirilmagan. Shuning uchun amalda passiv rulman kamdan-kam qo'llaniladi. Ptentli model mavjud, masalan, Nikolaev suspenziyasi hali takrorlanmagan.

G'ildirak podshipnikidagi magnit tasma

"Magnit" tushunchasi zamonaviy avtomashinalarda keng qo'llaniladigan ASB tizimiga ishora qiladi.ASB podshipnikining ichida g'ildirak tezligi sensori o'rnatilganligi bilan farqlanadi.Bu sensor podshipnik qistirmasiga o'rnatilgan faol qurilmadir. U magnit oqimining o'zgarishini o'qiydigan elementning muqobil qutblari bo'lgan magnit halqa asosida qurilgan.

Rulman aylanayotganda, magnit halqa tomonidan yaratilgan magnit maydonda doimiy o'zgarish mavjud. Sensor bu o'zgarishni qayd etib, signal hosil qiladi. Keyin signal mikroprotsessorga yuboriladi. Uning yordamida ABS va ESP kabi tizimlar ishlaydi. Ular allaqachon mashinaning ishini to'g'rilashdi. ESP elektron stabilizatsiya uchun javobgardir, ABS g'ildiraklarning aylanishini tartibga soladi, tizimdagi bosim darajasi tormozdir. U Rulda tizimining ishlashini, lateral yo'nalishda tezlashuvni nazorat qiladi, shuningdek transmissiya va dvigatelning ishlashini to'g'rilaydi.

ASB rulmanining asosiy afzalligi juda past tezlikda ham aylanish tezligini boshqarish qobiliyatidir. Shu bilan birga, markazning og'irligi va o'lchami ko'rsatkichlari yaxshilanadi, rulmanni o'rnatish soddalashtiriladi.

Magnit podshipnikni qanday qilish kerak

O'z-o'zidan yasalgan eng oddiy magnit rulmanni qilish oson. Amaliy foydalanish uchun mos emas, lekin u magnit kuch imkoniyatlarini aniq ko'rsatib beradi. Buni amalga oshirish uchun sizga bir xil diametrli to'rtta neodimiy magnit, biroz kichikroq diametrli ikkita magnit, milya, masalan, plastik naychaning bir qismi va urg'u, masalan, yarim litrli shisha idish kerak bo'ladi. Kichikroq diametrli magnitlar trubaning uchlariga issiq elim bilan biriktiriladi, shunda lasan olinadi. Ushbu magnitlardan birining o'rtasida tashqi tomondan plastik to'p yopishtirilgan. Bir xil qutblar tashqi tomonga qaragan bo'lishi kerak. Bir xil qutblari yuqoriga ko'tarilgan to'rtta magnit quvur segmentining uzunligidan uzoqda juft bo'lib yotqizilgan. Rotor yotqizilgan magnitlar ustiga qo'yiladi va plastik to'p yopishtirilgan tomondan, u plastik kavanoz bilan quvvatlanadi. Mana, magnit podshipnik va tayyor.

kabi alohida o'rtoqlarning videolarini tomosha qilgandan so'ng

Men qaror qildim va men ushbu mavzuda qayd etaman. menimcha, video ancha savodsiz, shuning uchun do'konlardan hushtak chalish mumkin.

boshimdagi bir nechta sxemalardan o'tib, Beletskiy videosining markaziy qismida to'xtatib turish printsipiga qarab, "levitrnon" o'yinchoq qanday ishlashini tushunib, oddiy sxemaga keldim. bir xil o'qda ikkita qo'llab-quvvatlovchi boshoq bo'lishi kerakligi aniq, boshoqning o'zi po'latdan yasalgan va halqalar o'qga qattiq mahkamlangan. qattiq halqalar o'rniga aylana shaklida joylashgan prizma yoki silindr shaklida unchalik katta bo'lmagan magnitlarni yotqizish juda mumkin. Printsip taniqli o'yinchoq "Livitron" bilan bir xil. faqat ustki qismini ag'darishiga to'sqinlik qiladigan geroskopik moment o'rniga, biz o'qga qattiq o'rnatilgan stendlar orasidagi "tarqalish" dan foydalanamiz.

Quyida "Livitron" o'yinchoqli video mavjud.

va bu erda men taklif qilayotgan sxema. Aslida, bu yuqoridagi videodagi o'yinchoq, lekin men aytganimdek, qo'llab-quvvatlovchi boshoqning ag'darilishiga yo'l qo'ymaydigan narsa kerak. Yuqoridagi video gyro momentdan foydalanadi, men ikkita koster va ular orasidagi masofani ishlataman.

Keling, ushbu dizaynning ishini oqlashga harakat qilaylik, men buni ko'rib turibman:

magnitlar qaytaradi, bu zaif nuqtani anglatadi - siz eksa bo'ylab bu tikanlarni barqarorlashtirishingiz kerak. bu erda men bu fikrni qo'lladim: magnit boshoqni eng past maydon kuchiga ega bo'lgan hududga surish uchun harakat qilmoqda, chunki. boshoq halqaga qarama-qarshi magnitlanishga ega va magnitning o'zi halqa shaklida bo'ladi, bu erda eksa bo'ylab joylashgan etarlicha katta maydonda intensivlik periferiyaga qaraganda kamroq bo'ladi. bular. shaklidagi magnit maydon intensivligining taqsimlanishi oynaga o'xshaydi - intensivlik devorda maksimal, o'qda esa minimal.

boshoq o'q bo'ylab barqarorlashishi kerak, shu bilan birga halqa magnitidan eng past maydon kuchiga ega bo'lgan hududga suriladi. bular. agar bir xil o'qda ikkita bunday boshoq mavjud bo'lsa va halqa magnitlari qattiq mahkamlangan bo'lsa, eksa "osilib turishi" kerak.

Ma'lum bo'lishicha, u kamroq maydon kuchiga ega bo'lgan zonada u energiya jihatidan eng qulaydir.

Internetda qazib olgach, men shunga o'xshash dizaynni topdim:

bu erda kamroq kuchlanishli zona ham hosil bo'ladi, u magnitlar orasidagi eksa bo'ylab ham joylashgan, burchak ham ishlatiladi. umuman olganda, mafkura juda o'xshash, ammo, agar biz ixcham rulman haqida gapiradigan bo'lsak, yuqoridagi variant yaxshiroq ko'rinadi, lekin maxsus shaklli magnitlarni talab qiladi. bular. sxemalar orasidagi farq shundaki, men qo'llab-quvvatlovchi qismni zonaga kamroq kuchlanish bilan siqib chiqaraman va yuqoridagi sxemada bunday zonaning shakllanishi o'qdagi pozitsiyani ta'minlaydi.
Taqqoslash ravshanligi uchun men diagrammani qayta chizdim:

ular mohiyatan oyna tasvirlaridir. Umuman olganda, g'oya yangi emas - ularning barchasi bir xil narsa atrofida aylanadi, menda hatto yuqoridagi video muallifi taklif qilingan echimlarni izlamagan degan shubhalar ham bor.

Bu erda deyarli birma-bir, agar konusning to'xtash joylari qattiq emas, balki kompozit - magnit kontur + halqali magnit bo'lsa, mening sxemam chiqadi. Men hatto boshlang'ich optimallashtirilmagan g'oyani quyidagi rasmda aytaman. faqat yuqoridagi rasm rotorni "jalb qilish" uchun ishlaydi va men dastlab "qaytarish" ni rejalashtirgan edim


ayniqsa iqtidorlilar uchun shuni ta'kidlashni istardimki, bu to'xtatib turish Earnshaw teoremasini (taqiqlash) buzmaydi. Gap shundaki, biz bu erda markazlarni o'qda qattiq mahkamlamasdan, sof magnit suspenziya haqida gapirmayapmiz, ya'ni. bitta eksa qattiq o'rnatiladi, hech narsa ishlamaydi. bular. bu tayanch nuqtasini tanlash haqida va boshqa hech narsa emas.

aslida, agar siz Beletskiyning videosini ko'rsangiz, taxminan bu maydon konfiguratsiyasi allaqachon hamma joyda ishlatilganligini ko'rishingiz mumkin, faqat oxirgi teginish etishmayapti. konusning magnit sxemasi "itarish" ni ikkita eksa bo'ylab taqsimlaydi, lekin Earnshaw uchinchi o'qni boshqacha tarzda tuzatishni buyurdi, men bahslashmadim va uni qattiq mexanik ravishda o'rnatdim. Nega Beletskiy bu variantni sinab ko'rmadi, men bilmayman. aslida unga ikkita "livitron" kerak - stendlarni o'qga mahkamlang va ularni mis naycha bilan tepalarga ulang.

siz magnit qo'llab-quvvatlash halqasiga qarama-qarshi qutbli magnit o'rniga har qanday etarlicha kuchli diamagnitning uchlarini ishlatishingiz mumkinligini ham sezishingiz mumkin. bular. magnit + konusning magnit zanjir to'plamini faqat diamagnit konus bilan almashtiring. o'qga mahkamlash yanada ishonchli bo'ladi, ammo diamagnetlar kuchli o'zaro ta'sirda va yuqori maydon kuchlarida farq qilmaydi va hech bo'lmaganda qandaydir tarzda qo'llash uchun ushbu maydonning katta "hajmi" kerak. maydon aylanish o'qiga nisbatan eksenel bir xil bo'lganligi sababli, aylanish jarayonida magnit maydonda hech qanday o'zgarish bo'lmaydi, ya'ni. bunday rulman aylanishga qarshilik yaratmaydi.

mantiqan, bunday tamoyil plazma suspenziyasiga ham tegishli bo'lishi kerak - yamalgan "magnit shisha" (korktron), biz nimani kutamiz va ko'ramiz.

Nega men natijaga ishonchim komil? Xo'sh, chunki u mavjud bo'lishi mumkin emas :) yanada "qattiq" maydon konfiguratsiyasi uchun konus va chashka shaklida magnit zanjirlarni yasash kerak bo'lgan yagona narsa.
Xo'sh, siz shunga o'xshash to'xtatilgan videoni ham topishingiz mumkin:

bu erda muallif hech qanday magnit zanjirlardan foydalanmaydi va Earnshaw teoremasini tushunish uchun odatda zarur bo'lganidek, ignaga urg'u beradi. lekin oxir-oqibat, halqalar allaqachon o'qga qattiq o'rnatilgan, ya'ni siz ular orasidagi o'qni yoyishingiz mumkin, bu o'qdagi magnitlarda konusning magnit yadrolari yordamida osonlik bilan erishiladi. bular. "magnit oyna" ning "pastki qismi" teshilgunga qadar, magnit zanjirni halqaga surish tobora qiyinlashadi. havoning magnit o'tkazuvchanligi magnit konturnikidan kamroq - havo bo'shlig'ining pasayishi maydon kuchining oshishiga olib keladi. bular. bitta eksa mexanik ravishda qattiq o'rnatiladi - keyin igna ustidagi tayanchlar kerak bo'lmaydi. bular. birinchi rasmga qarang.

P.S.
mana men topdim. seriyadan yomon bosh qo'llarga tavba qilmaydi - muallif hali ham Biletskiy - onasi u erda yig'lamang - maydonning konfiguratsiyasi juda murakkab, bundan tashqari, aylanish o'qi bo'ylab bir xil emas, ya'ni. aylanish jarayonida o'qda magnit induksiyasida o'zgarish bo'ladi, hammasi chiqib turadi ... halqa magnitidagi to'pga, boshqa tomondan, halqa magnitidagi silindrga e'tibor bering. bular. odam ahmoqona bu erda tasvirlangan to'xtatib turish tamoyilini buzib tashladi.

yaxshi, yoki fotosuratda suspenziyani lehimli, ya'ni. fotosuratdagi qalampir igna ustidagi tayanchlardan foydalanadi va u igna o'rniga to'pni osib qo'ydi - ey shayton - bu ishladi - kim o'ylagan bo'lardi (esimda, ular menga Ernsho teoremasini to'g'ri tushunmaganimni isbotladilar), lekin, aftidan, u ikki to'p osgan va etarli faqat ikki uzuk foydalanish aqldan emas. bular. videodagi qurilmadagi magnitlar soni osongina 4 tagacha, ehtimol 3 tagacha kamayishi mumkin, ya'ni. bir halqada tsilindr, ikkinchisida esa to'p bo'lgan konfiguratsiyani eksperimental ravishda ishlashi isbotlangan deb hisoblash mumkin, asl g'oyaning rasmiga qarang. u erda ikkita simmetrik to'xtash joyi va silindr + konusdan foydalandim, garchi men konusning qutbdan diametrgacha bo'lgan qismi bir xil ishlaydi deb o'ylayman.

shuning uchun urg'uning o'zi shunday ko'rinadi - bu magnit kontur (masalan, temir, nikel va boshqalar) shunchaki

magnit uzuk yotqizilgan. o'zaro qism bir xil, aksincha :) va ikkita to'xtash surishda ishlaydi - o'rtoq Earnshou bir bekatda ishlashni taqiqladi.