MUQADDIMA

Ko'pgina mashinalarning asosiy elementi rulmanlarda aylanadigan rotordir. Aylanadigan mashinalarning aylanish tezligi va quvvatlarining o'sishi bir vaqtning o'zida massa va umumiy parametrlarning pasayishi tendentsiyasi bilan rulman agregatlarining chidamliligini oshirish muammosini birinchi o'ringa qo'yadi. Bundan tashqari, zamonaviy texnologiyalarning bir qator yo'nalishlarida 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 podshipniklardan 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 stabilizatsiya qilinadi. Elektromagnitlarning o'rashlaridagi oqimlar tanani o'zgartirish sensorlari, elektron regulyator va elektr energiyasining tashqi manbasidan quvvatlanadigan quvvat kuchaytirgichlaridan tashkil topgan 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 ko'lamli amaliy qo'llash 1970-yillarning boshlarida 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 yozuv 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. Kichik hajmdagi 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 qurishadi, bu yangi boshlanuvchiga 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 tushundim.
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'quvchilarning 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'rganiladi.6-bobda bir bosqichli magnit suspenziya dinamikasining boshqaruvchi sintezi va tahlili masalalari echiladi. 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 suspenziyasini 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 urinmadim 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. Biroq, har bir bobda bir xil belgilar qo'llaniladi.
Men ustozlarim, professorlar David Raxmilyevich 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, hamkorlikdagi ishlar menga ham foydali bo‘ldi. 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 nafaqat jalb qilish, balki ular bir-birini qaytarishi mumkin. Gap magnitning qutblari haqida ketmoqda - qarama-qarshi qutblar xuddi qutblar itargandek 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 ishlayotganda, 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 yaratiladigan 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 geribildirimni o'z ichiga olgan boshqaruv sxemasidan foydalanmaydi. Levitatsiya faqat yuqori energiyali doimiy magnitlarning kuchlari tufayli amalga oshiriladi.

Bunday suspenziyaning kamchiliklari ishqalanishning shakllanishiga va tizimning ishonchliligini pasayishiga olib keladigan mexanik to'xtashdan foydalanish zarurati hisoblanadi. 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 ajralib turadi.Bu sensor podshipnik qistirmasiga o'rnatilgan faol qurilma. 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 boshqaruv 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. Xuddi shu qutblari yuqoriga ko'tarilgan to'rtta magnit quvur segmentining uzunligidan uzoqda juft bo'lib yotqizilgan. Rotor yotgan magnitlar ustiga qo'yiladi va plastik to'p yopishtirilgan tomondan plastik idish bilan quvvatlanadi. Mana, magnit podshipnik va tayyor.

kabi alohida o'rtoqlarning videolarini tomosha qilgandan keyin

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 tamoyiliga 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 prizma yoki aylana shaklida joylashgan 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, unga qo'llab-quvvatlash shpikining 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 maydonning eng past kuchiga ega bo'lgan hududga boshoqni 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 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 bo'lgach, men shunga o'xshash dizaynni topdim:

bu erda kamroq kuchlanishli zona ham hosil bo'ladi, u ham magnitlar orasidagi eksa bo'ylab 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.
Taqqoslashning aniqligi 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 qidirmagan 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 "qaytarishni" rejalashtirgan edim


ayniqsa iqtidorlilar uchun shuni ta'kidlashni istardimki, bu to'xtatib turish Earnshow 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 ushbu maydon konfiguratsiyasi allaqachon hamma joyda ishlatilganligini ko'rishingiz mumkin, faqat oxirgi teginish etishmayapti. konusning magnit sxemasi ikkita eksa bo'ylab "itarish" ni 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 buni 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 konturdan kamroq - havo bo'shlig'ining kamayishi 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 bermaydi - muallif hali ham Biletskiy - bu erda jingalak, ona yig'lama - maydonning konfiguratsiyasi ancha murakkab, bundan tashqari, u o'qi bo'ylab bir xil emas. aylanish, 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'p osib qo'ydi - ey shayton - bu ishladi - kim o'ylagan bo'lardi (esimda, ular menga Ernshou 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 taga, ehtimol 3 tagacha kamayishi mumkin, ya'ni. bir halqada silindrli va ikkinchisida 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.

Diqqat!!!

Siz JavaScript va cookie-fayllarni o'chirib qo'ydingiz!

Sayt to'g'ri ishlashi uchun ularni yoqishingiz kerak!

Faol magnit podshipniklar

Faol magnit podshipniklar (AMP)
(S2M Société de Mécanique Magnétique SA tomonidan ishlab chiqarilgan, 2, rue des Champs, F-27950 St.Marcel, Fransiya)

Faol magnit rulmanlarni qo'llashning asosiy yo'nalishlari turbomashinalarning bir qismidir. Yog'siz kompressorlar va turbo-ekspanderlar kontseptsiyasi, shuningdek, mashinaning tarkibiy qismlarida eskirishning yo'qligi tufayli eng yuqori ishonchlilikka erishishga imkon beradi. Faol magnit rulmanlar (AMP) ko'plab sohalarda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Dinamik ishlashni yaxshilash, ishonchlilik va samaradorlikni oshirish uchun kontaktsiz faol magnit rulmanlar qo'llaniladi.

Magnit rulmanlarning ishlash printsipi magnit maydonda levitatsiya ta'siriga asoslangan. Bunday rulmanlardagi mil tom ma'noda kuchli magnit maydonda osilgan. Sensor tizimi doimiy ravishda milning holatini kuzatib boradi va stator holatidagi magnitlarga signallarni yuboradi, u yoki bu tomondan tortishish kuchini to'g'rilaydi.

1 . AMP tizimining umumiy tavsifi

Faol magnit suspenziya 2 ta alohida qismdan iborat:

Rulman;

Elektron boshqaruv tizimi

Magnit suspenziya rotorni (2) o'ziga tortadigan elektromagnitlardan (1 va 3-quvvat bobinlari) iborat.

AMP komponentlari

1. Radial podshipnik

Ferromagnit plitalar bilan jihozlangan radial rulmanli rotor statorda joylashgan elektromagnitlar tomonidan yaratilgan magnit maydonlar tomonidan ushlab turiladi.

Rotor stator bilan aloqada emas, balki markazda to'xtatilgan holatga o'tkaziladi. Rotorning holati induktiv sensorlar tomonidan boshqariladi. Ular nominal holatdan har qanday og'ishlarni aniqlaydilar va rotorni nominal holatiga qaytarish uchun elektromagnitlardagi oqimni boshqaradigan signallarni beradi.

O'qlar bo'ylab joylashtirilgan 4 rulon V va V , va o'qlardan 45 ° burchak ostida siljish X va Y , rotorni statorning markazida ushlab turing. Rotor va stator o'rtasida aloqa yo'q. Radial bo'shliq 0,5-1 mm; eksenel bo'shliq 0,6-1,8 mm.

2. Bog'lovchi podshipnik

Bosim rulmanı xuddi shu tarzda ishlaydi. Olib olinmaydigan halqa ko'rinishidagi elektromagnitlar milga o'rnatilgan surish diskining ikkala tomonida joylashgan. Elektromagnitlar statorga o'rnatiladi. Bosim diski rotorga suriladi (masalan, shrink fit). Eksenel enkoderlar odatda milning uchlarida joylashgan.

3. Yordamchi (xavfsizlik)

podshipniklar

Mashina to'xtatilganda va AMP boshqaruv tizimi ishlamay qolganda rotorni qo'llab-quvvatlash uchun yordamchi rulmanlar ishlatiladi. Oddiy ish sharoitida bu rulmanlar statsionar bo'lib qoladi. Yordamchi rulmanlar va rotor orasidagi masofa odatda havo bo'shlig'ining yarmini tashkil qiladi, ammo agar kerak bo'lsa, uni kamaytirish mumkin. Yordamchi rulmanlar asosan qattiq yog'langan rulmanlardir, ammo rulmanlar kabi boshqa turdagi rulmanlardan foydalanish mumkin.

4. Elektron boshqaruv tizimi

Elektron boshqaruv tizimi elektromagnitlardan o'tadigan oqimni modulyatsiya qilish orqali rotorning holatini nazorat qiladi, bu esa joylashish sensorlarining signal qiymatlariga bog'liq.

5. Elektron ishlov berish tizimi signallari

Kodlovchi tomonidan yuborilgan signal rotorning nominal holatiga mos keladigan mos yozuvlar signali bilan taqqoslanadi. Agar mos yozuvlar signali nolga teng bo'lsa, nominal pozitsiya statorning markaziga to'g'ri keladi. Malumot signalini o'zgartirganda, nominal pozitsiyani havo bo'shlig'ining yarmiga ko'chirish mumkin. Burilish signali rotorning nominal holati va joriy holati o'rtasidagi farqga mutanosibdir. Ushbu signal protsessorga uzatiladi, bu esa o'z navbatida quvvat kuchaytirgichiga tuzatuvchi signal yuboradi.

Chiqish signalining og'ish signaliga nisbatiuzatish funksiyasi bilan aniqlanadi. O'tkazish funktsiyasi rotorni nominal holatida maksimal aniqlik bilan ushlab turish va shovqin sodir bo'lganda bu holatga tez va muammosiz qaytish uchun tanlangan. O'tkazish funktsiyasi magnit suspenziyaning qattiqligi va dampingini aniqlaydi.

6. Quvvat kuchaytirgichi

Ushbu qurilma rulman elektromagnitlarini rotorga ta'sir qiluvchi magnit maydon yaratish uchun zarur bo'lgan oqim bilan ta'minlaydi. Kuchaytirgichlarning kuchi elektromagnitning maksimal kuchiga, havo bo'shlig'iga va avtomatik boshqaruv tizimining reaktsiya vaqtiga bog'liq (ya'ni, bu kuch to'siqqa duch kelganda o'zgarishi kerak bo'lgan tezlik). Elektron tizimning jismoniy o'lchamlari to'g'ridan-to'g'ri mashinaning rotorining og'irligiga bog'liq emas, ular, ehtimol, shovqin miqdori va rotorning og'irligi o'rtasidagi indikatorning nisbati bilan bog'liq. Shuning uchun, kichik shovqinga duchor bo'lgan nisbatan og'ir rotor bilan jihozlangan katta mexanizm uchun kichik qobiq etarli bo'ladi. Shu bilan birga, ko'proq shovqinga duchor bo'lgan mashina kattaroq elektr shkafi bilan jihozlangan bo'lishi kerak.

2. AMP ning ayrim xarakteristikalari

Havo bo'shlig'i

Havo bo'shlig'i rotor va stator orasidagi bo'shliqdir. Ko'rsatilgan ruxsat miqdori e, diametriga bog'liq D rotor yoki podshipnik.

Umumiy qoida sifatida quyidagi qiymatlar qo'llaniladi:

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

Aylanish tezligi

Radial magnit rulmanning maksimal aylanish tezligi faqat elektromagnit rotor plitalarining xususiyatlariga, ya'ni plitalarning markazdan qochma kuchiga qarshiligiga bog'liq. Standart qo'shimchalar bilan 200 m / s gacha aylanish tezligiga erishish mumkin. Eksenel magnit rulmanning aylanish tezligi surish diskining quyma po'latining qarshiligi bilan cheklangan. Standart uskuna yordamida 350 m/s periferik tezlikka erishish mumkin.

AMB ning yuki ishlatiladigan ferromagnit materialga, rotorning diametriga va suspenziya statorining uzunlamasına uzunligiga bog'liq. Standart materialdan tayyorlangan AMB ning maksimal o'ziga xos yuki 0,9 N/sm² ni tashkil qiladi. Ushbu maksimal yuk klassik podshipniklarning mos keladigan qiymatlari bilan solishtirganda pastroqdir, ammo ruxsat etilgan yuqori aylana tezligi mil diametrini maksimal aloqa yuzasini va shuning uchun yuk chegarasi bilan bir xil bo'ladigan tarzda oshirishga imkon beradi. uzunligini oshirishga hojat qoldirmasdan klassik podshipnik. .

Quvvat iste'moli

Faol magnit rulmanlar juda kam quvvat sarfiga ega. Bu energiya iste'moli histerezis yo'qotishlari, rulmandagi girdab oqimlari (Fuko oqimlari) (valda olingan quvvat) va elektron qobiqdagi issiqlik yo'qotishlaridan kelib chiqadi. AMPlar taqqoslanadigan o'lchamdagi mexanizmlar uchun klassiklarga qaraganda 10-100 baravar kam energiya sarflaydi. Tashqi oqim manbasini talab qiladigan elektron boshqaruv tizimining quvvat sarfi ham juda past. Batareyalar tarmoq uzilib qolganda gimbalni saqlash uchun ishlatiladi - bu holda ular avtomatik ravishda yoqiladi.

Atrof-muhit sharoitlari

AMB to'g'ridan-to'g'ri ish muhitida o'rnatilishi mumkin, bu esa tegishli muftalar va qurilmalarga bo'lgan ehtiyojni, shuningdek, issiqlik izolyatsiyasi uchun to'siqlarni butunlay yo'q qiladi. Bugungi kunda faol magnit podshipniklar turli xil sharoitlarda ishlaydi: vakuum, havo, geliy, uglevodorod, kislorod, dengiz suvi va uran geksaftorid, shuningdek -253 dan yuqori haroratlarda.° C dan + 450 gacha ° BILAN.

3. Magnit podshipniklarning afzalliklari

• Kontaktsiz / suyuqliksiz
  - mexanik ishqalanish yo'q
  - neft etishmasligi
  - periferik tezlikni oshirish
  
• Ishonchlilikni oshirish
  - boshqaruv kabinasining ishlash ishonchliligi > 52 000 soat.
  - EM podshipniklarining ishlash ishonchliligi > 200 000 soat.
  - profilaktik xizmat ko'rsatishning deyarli to'liq etishmasligi
  
• Kichikroq turbomashina o'lchamlari
  - moylash tizimi yo'q
  - kichikroq o'lchamlar (P = K * L * D² * N)
  - kamroq vazn
  
• Monitoring
  - ko'taruvchi yuk
  - turbomashina yuki
• Sozlanishi mumkin bo'lgan parametrlar
  - faol magnit podshipnikni boshqarish tizimi
  - qattiqlik (rotorning dinamikasiga qarab o'zgaradi)
  - damping (rotor dinamikasiga qarab o'zgaradi)
  
• Plombasiz ishlash (kompressor va haydovchi bitta korpusda)
  - texnologik gazdagi podshipniklar
  - keng ish harorati oralig'i
  - rotor dinamikasini uning qisqarishi hisobiga optimallashtirish

Magnit podshipniklarning shubhasiz afzalligi - ishqalanish yuzalarining to'liq yo'qligi va natijada, aşınma, ishqalanish va eng muhimi, an'anaviy podshipniklarning ishlashi paytida hosil bo'lgan ish joyidan zarrachalarning yo'qligi.

Faol magnit rulmanlar yuqori yuk ko'tarish qobiliyati va mexanik kuch bilan ajralib turadi. Ular yuqori aylanish tezligida, shuningdek vakuumda va turli haroratlarda ishlatilishi mumkin.

Materiallar S2M, Fransiya tomonidan taqdim etilgan ( www.s2m.fr).