Цилиндрический линейный электродвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ацю Н 02 КЗЗ ДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ Фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Челябинский институт механизациии электрификации сельского хозяйства(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейным двигателям. Цельюизобретения является повышение надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточкестатора. Устройство содержит статор сзубцами 1 и спинкой ярма 2, обмотками 3,подвижный вторичный элемент 4, подшипниковый узел с корпусами 5 в форме усеченного конуса с центральным отверстием длявторичного элемента и радиальными полостями 6 с направляющими шпоночными канавками 7, образующими между собойравные углы. В полостях 6 расположены кулачки 8, имеющие в боковых стенках отверстия, в которых установлена ось 9 элемента 9.Я 2:. 1 676022 А 1 10 качения, Кулачок от проворота вокруг своей оси удерживается шпонкой. Подшипниковый щит снабжен полой конической крышкой. На внешних кольцах элементов качения установлены обоймы из материала с необратимой термомеханической памятью, контактирующие с поверхностью подвижного вторичного элемента. Центрирование осуществляется в два этапа: сначала навинчиванием конической крышки, за счет контакта ее внутренней поверхности со свободными концами кулачка происходит механическое центрирование вторичного элемента, а затем при заторможенном вторичном элементе и подключенных обмотках эа счет разогревания вторичного элемента и контакта разогретой поверхности с обоймами из материала с термической памятью (у происходит электромагнитное центрирование. Материал обойм выбирают потемпературе мартенситного превращения, Я превышающей максимальную рабочую температуру линейного двигателя. Изобретение позволяет осуществлять точное ь центрирование вторичного элемента в рас- О, точке статора, что повышает надежность путем снижения влияния тормозного усилия элементов качения на тяговые характеристики ЛД и повышения срока службы подшипников. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейным электродвигателям,и может быть использовано в цилиндрических линейных электродвигателях (ЦЛЭД) сосевым движением вторичного элемента и сжесткими требованиями к равномерностикольцевого воздушного зазора,Целью изобретения является повышение надежности путем повышения точностицентрирования вторичного элемента в расточке статора,На фиг.1 изображены фрагментыЦЛЭД, осевое сечение; на фиг,2 - сечениеА - А на фиг.1; на фиг.3 - вторичный элементи подшипники качения с обоймами; на. фиг,4 - монолитный вторичный элемент скороткозамкнутой обмоткой; на фиг.5- вторичный элемент и подшипниковый узел снанесением силы одностороннего магнитного тяжения и ее разложение на радиальную и осевую (по отношению к одному изподшипников качения) составляющие,Цилиндрический линейный электродвигатель содержит(фиг.1 и 2) статор с зубцами1, спинкой ярма 2 магнитопровода и обмотками 3, подвижный вторичный элемент 4,подшипниковые узлы с корпусами 5, выполненными в виде усеченного конуса и сочленяемыми со статором резьбовым соединением(на чертеже изображен один узел),Каждый корпус 5 имеет свою осевуюполость для вторичного элемента 4 и радиальные полости б с направляющимишпо ночными пазали 7. В полостях б расположены с воэможностыа радиального перемещения кулачки 8 соединенные осями 9 сподшипниками 10 качения, На каждом ку.лачке 8 установлена направляющая шпанка11. Свободные концы кулачков 8 выступаютза образующую конической поверхност:лкорпуса 5 подшипникавогоузла и находятсяв контакте с внутренней поверхностью полой конической крышки 12,На внешних кольцах подшипников 10качения установлены фасонные направляющие обоймы 13, выполненные из материалас необратимой термомеханической памятью формы и имеющие возможность изменения кривизны своей поверхности,контактирующей с вторичным элементом 4при температуре, превышающей максимальную рабочую температуру двигателя.На цилиндрической поверхности монолитного вторичного элемента 4 в винтовых пазах размещена обмотка 14 с пазовойизоляцией из материала с высоким термическим сопротивлением (изоляция не показана) и короткозамыкающие (реакивные)шины 15 обмотки 14 числом два и более,которые размещены в винтовых пазах, на 5 10 15 20 25 После геометрического центрирования проводят опыт короткого замыкания ЦЛЭД. По обмоткам 3 статора пропускают ток 0,9.1,1 х 1 н при заторможенном вторичном элементе 4. С помощью известных методов контролируют положение вторичного элемента 4 в расточке статора в электромагнитном отношении. Если имеется эксцентриситет в электромагнитном отношении, топриводят вторичный элемент 4 в принудительное возвратно-поступательное движение со скоростью, соответствующей скольжению Я = 0,85,0,95, Цилиндрическая поверхность монолитного вторичного элемента 4 нагревается вихревыми токами, причем, за счет неравномерности магнитной индукции в зазоре и наличия на цилиндрической поверхности вторичного. элемента 4 обмотки 14 и короткозамыкающих шин 15 с пазовой изоляцией иэ материала с высоки:л термическим сопротивлением, нагрев поверхности будет неравномерным: темпе ратура нагрева будет выше с той стороны, где больше магнитная индукция. Обоймы 13, обкатываясь по вторичному элементу 4, нагреваются и при достижении температуры мартенсигного превращения начинают изменять кривизну своей поверхности ввиду того, что глодуль упругости ма 30 35 40 45 50 правленных встречно заходу паза обмотки 14, Возможно размещение короткозамыкающих шин 15 в продольных пазах (параллельно оси вторичного элемента 4),Центрирование вторичного элемента, ЦЛЭД в расточке статора производится следующим образом.При навинчивании крышки 12 на корпус 5 подшипникового узла концы кулачков 8, выступающие за образующую конической поверхности корпуса 5, входят в контакт с внутренней конической поверхностью крышки 12 и перемещают подшипники 10 качения в полостях б в направлении оси расточки статора. Подшипники 10 с обоймами 13 входят в контакт с поверхностью вторичного элемента 4 и центрируют его, За счет того, что все кулачки 8 имеют одинаковые геометрические размеры, обеспечивается равное и одноврегленное перемещение подшипников 10 с обоймами 13, За счет располокения толкателей между собой под равными углами (на чертеже а = 120 О) обеспечивается точное геометрическое центрирование вторичного элемента 4 в расточке статора,териала обоймы 13 растет с ростом температуры нагрева: обойма, находящаяся1676022 А-Ь 2 со стороны с более высокой температурой поверхности вторичного элемента, будет создавать большее усилие и, преодолевая усилия остальных обойм, перемещает вторичный элемент 4 в сторону увеличения 5 зазора, соответственно, уменьшения индукции, Описанное действие усиливается следующим свойством материала с "памятью формы"; с увеличением механической нагрузки (напряжения в материале) 10 температура начала мартенситного превра щения смещается в область более высоких температур. За счет этого мартенситное превращение, а следовательно, изменение кривизны поверхности и рост модуля 15 упругости обойм, находящихся со стороны с меньшей температурой (с меньшим значением магнитной индукции, наступает позже, чем у обоймы с более высокой температурой. 20 Процесс центрирования считают законченным при достижении значений контролируемых параметров технически обоснованных норм, и питание ЦЛЭД отклю чают, Образовавшийся натяг между подшипниками 10 качения и вторичным элементом 4 снимают частичным отвинчиванием крышки 12, Так как материал обойм выбирается по температуре мартенситного 30 превращения, превышающей максимально возможную рабочую температуру ЦЛЭД, то смещение вторичного элемента 4 при работе в номинальном режиме не происходит. формула изобретения 1. Цилиндрический линейный электродвигатель, содержащий статор, подоижный вторичный элемент, подшипниковые щиты, имеющие полости для вторичного элемента и элементов качения, состоящие из корпуса и крышки, причем полости для элементов качения выполнены, радиально к вторичному элементу и сбразуют между собой равные углы, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности центрирования вторичного элемента в расточке статора, каждый элемент качения снабжен обоймой из материала с необратимой термомеханической памятью формы, вторичный элемент снабжен обмоткой, расположенной в пазах винтовой формы и замкнутой короткозамыкающими шинами, так же расположенными в пазах, пазы обмотки вторичного элемента и пазы короткозамыкающих шин выполнены с пазовой изоляцией с высоким термическим сопротивлением, обойма с термомеханической памятью установлена на внешнем кольце элемента качения и контактирует с поверхностью вторичного элемента.2. Электродвигатель по п.1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что крышка подшипникового щита выполнена конической полой, а корпус подшипникового щита в виде усеченного конуса, элементы качения закреплены на кулачках, свободные концы которых контактируют с внутренней поверхностью полой конической крышки, 16760221676022Составитель И,Терновский Редактор О.Хрипта Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 3010 Тираж 316 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101