Подшипниковый узел магнитной опоры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК дц 4 1 16 С 32 00, 21 00 ВСЕГО 0".Ий ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ МАГНИТНОЙ ОПОРЫ(57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использованов роторных механизмах на магнитныхопорах как страховочный подшипниковыйузел. Цель - упрощение конструкции и 801411526 А 1 снижение металлоемкости. Подшипниковый узел снабжен фрикционной парой элементов, замкнутых во время работы опоры на магнитном подшипнике. Это исключает вращение опоры на подшипнике качения. Имеются внутренняя и внешняя конические втулки, а также дополнительная втулка. В аварийном режиме ротор за счет сил инерции затягивает на свою коническую поверхность кольцо. Кольцо установлено на резьбе в корпусе и имеет возвратную пружину. Момент трения фрикционной пары должен быть достаточен для преодоления момента сопротивления кольца и возвратной пружины. Устройство позволяет произвести центровку ротора за счет кинетической энергии ротора. 2 з. и, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роторных механизмах на магнитных опорах, как страховочный подшипниковый узел.Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение металлоемкости.На фиг.изображен находящийся в ра. бочем режиме вариант исполнения подшип. никового узла с подшипником, установлен. ным между резьбовым кольцом и внешней конической втулкой; на фиг. 2 - тот жевариант узла, находящийся в отключенном состоянии; на фиг. 3 -- находящийся в рабочем режиме вариант исполнения подшипникового узла с подшипником, установленным между ротором и внутренней конической втулкой; на фиг. 4тот же вариант узла, находящийся в отключенном состоянии.Подшипниковый узел магнитной опоры со;риз;. ротор 1, внутреннюю втулку 2 с внеш. ней конической поверхностью 3, внешнюювтулку 4 с внут реннеи конической поверхностью 5, подиипник 6, корпус 7, пружи,ну 8 кручения, фрикционную пару с эле,ментами 9 и 10, причем элемент 9 установлен с помощью упругого элемента 11.1)ариант исполнения подиипникового узла, изображенный на фиг. 1, содержит кольцо 12, установленное в корпусена резьбе, на кольце 12 закреплен один конец пружины 8другой закреплен на корпусе 7обоих вариантах исполнения.На кольце 2 также жестко закреплен элеменг О фрикционной пары.Вариант исполнения подшипникового узла, изображенный на фиг. 3, содержит втулку 13, закрепленную на роторе 1, на которую жестко закреплен элемент 10 ,фрикционной пары.Подшипниковый узел работает следующим ооразом.В случае потери устойчивости работы магнитного подшипника или отключении электропитания вращающийся роторотклоняется ог ценгрального положения. При этом внутренняя втулка 2 входит в соприкосновение своей конической поверхносгью 3 с конической поверхностью 5 внешней втулки 4.Момент вращения за счет сил трения в фрикционной паре элементов 9 и 10 и сил трения в подшипнике 6 передается или на кольцо 12 (фиг. 1), или на втулку 4 (фиг. 3) и, преодолевая момент сопротивления, создаваемый пружиной 8 и силами трения в резьбе 14, заворачивает или кольцо 12 или втулку 4, в зависимости ог варианта исполнения, и тем самым возвращает ротор в центральное положение (фиг. 2 и 4). Причем в варианте исполнения, изображенном на фиг. 1, по мере раскручивания наружной втулки 4 возникает центробежная сила которая отжимает элемент 9 и тем самым размыкает фрикциоиную пару,В варианте, изображенном на фиг. 2, размыкание фрикционной пары происходит по мере снижения центробежной силы за счет уменьшения частоты вращения ротора 1.В этом случае сила упругого элемента 11 отводит фрикционный элемент 9 от элемента 10.Для обеспечения работоспособности уст ройства необходимо выполнять условияМтф ) Мтр + Мир ( Мтк,Мтк ) Мтф;1+ М.где М.ф - момент трения покоя в фрикционной паре элементов 9, 10;МР - максимальный момент пружины 8; М.р - минимальный момент пружины 8; М Р - момент трения в разгруженномрезьбовом соединении 14;М.р - момент трения в нагруженномрезьбовом соединении 14;М- - момент трения-скольжения в коническом контакте поверхностей 2 и 5;М- момент трения качения в подшип 25 нике 6.Таким образом, преодоление сил тренияи возвращение ротора в центральное положение происходит за счет кинетической энергии ротора. При переходе магнитного подшипника в нормальный режим работы, магнитный подшипник компенсирует силу веса ротора, тем самым разгружает резьбовое соединение 14 и пружина 8 возвращает втулку 6 в исходное положение.Использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным позволяет упростить конструкцию подшипникового узла магнитной опоры и снизить его металлоемкость, а также снизить энергопотребление за счет введения в подшипниковый узел фрикционной пары элементов 40 9 и 10 и резьбового соединения 14,благодаря чему возврат ротора 3 в центральное положение осуществляется за счет энергии вращающегося ротора, что позволяет исключить из конструкции подшипникового узла электромагнит, по грузоподъемности и по габаритам равный самой магнитной опоре.Предлагаемый вариант подшипниковогоузла магнитной опоры, с расположением подшипника на валу ротора, целесообраз.но использовать при отсутствии возможности балансировки ротора в технологи ческих подшипниках. Формула изобретения55 1. Подшипниковый узел магнитной опоры,содержащий корпус, концентрично расположенные конические втулки, установленные с возможностью относительного осевого пере1411526первый фрикционный элемент закреплен на внешней конической втулке, а второй - на кольце.3, Подшипниковый узел по и. 1, отличаюиийся тем, что он снабжен установленной на роторе дополнительной втулкой, на которой закреплен второй фрикционный элемент, а первый закреплен на внутренней конической втулке, при этом подшипник установлен на роторе, внутренняя10 коническая втулка установлена на цилиндрической поверхности наружного кольца подшипника, а внешняя коническая втулка установлена в корпусе посредством резьбового соединения и соединена с другим15 кОнцОм пружины. мещения, а.также ротор и закрепленную одним концом на корпусе пружину, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения металлоемкости, он снабжен фрикционной парой элементов, один из когорых смонтирован в узле упруго, а другой - жестко, при этом пружина выполнена в виде пружины кручения.2. Подшипниковый узел по п. 1, отличаюшийся тем, что он дополнительно снабжен смонтированным в корпусе посредством резьбового соединения кольцом, связанным с другим концом пружинывнутренняя коническая втулка установлена на роторе, а подшипник установлен между внешней конической втулкой и кольцом, при этом 19 1 Я О иг. 2(,оставитель Т. ХромоваТехрел И. Верес Корректор В. БутягаТираж 757 Подписноемитста С(:СР по делам изобретений и открытийЖ- -35, Рау гпская наб., д. 4/5скос прслнриятис, г Ужгород, ул. Проектная, 4