Магнитожидкостный подшипник

Соитз СоветскихСоциалистическихРеспубпии ОП ИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУдена Трудового Красного Знаме массообмена им. А.В. Лыкова А инсти елору(54) МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ ПО й полос е вытест ро ма жидко стсть,однорм садкостНедои чт н т Изобретение относится к машинооению, а более конкретно к устствам подшипников, смазываемыхнитной жидкостью.Известны магнитожидкостные подники, где в качестве смазывающей используют магнитную жидоторая удерживается в зазор дным магнитным полем, что мым позволяет уменьшить расхо 1.1статок этого подшипника в то , о конструкция его сложна.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитожидкостный подшипник, в корпусе которого установлен кольцевой постоянный магнит, образующий вместе с валом полость, заполненную магнит-. ой жидкостью.При вращении вала градиентные магнитные силы, создаваемые постоянным кольцевым магнитом, намагниченв осевои направлении, удерживаю магнитную жидкость в указаннот3ти и тем самым препятствуют еканию 21,Однако известное устройство необеспечивает достаточной жесткости5подшипника прн радиальных смещенияхвала. Радиальные .смещения последнегомогут приводить к разрыву смазочногослоя магнитной жидкости н повышенному10износу внутренней поверхности кольце"вого постоянного магнита и внешнейповерхности вращающегося вала, что вконечном счете снижает надежностьи долговечность работы магнитожидтбкостного подшипника.Цель изобретения - повышение надежности и срока службы магнитожидкостного подшипника путем увеличенияжесткости подшипника при радиальныхсмещениях вала.Укаэанная цель достигаетср тем,что кольцевой постоянный магнит выполнен составным из отдельных кольцевых постоянных магнитов, намагничен 983581 4ных в радиальном направлении, и направление намагниченности соседних кольцевых постоянных магнитов противоположноНа фиг. 1 представлен продольный разрез магнитожидкостного подшипника с магнитным корпусом и немагнитным валом; на фиг, 2 - то .же, с немагнитным корпусом и магнитным валом; на фиг. 3 - подшипник с немагнитными. корпусом и валом; на фиг. 4 - то же, второй вариант.В неподвижном корпусе 1 магнитожидкостного подшипника установлены кольцевые постоянные магниты 2, намагниченные в радиальном направлении, причем направление намагниченности соседних кольцевых постоянных магнитов 2 противоположно. Соседние магниты 2 могут быть разделены немагнитными прокладками 3. Закрепление кольцевых постоянных магнитов 2, разделенных немагнитными прокладками 3, производят. посредством стопорной гайки 4. Полость 5, образованная между внутренними поверхностями кольцевых постоянньж магнитов 2 и немагнитных прокладок 3 и наружной поверхности вала 6, заполняют магнитной жидкостьк, 7. Радиально направленный магнитный поток выходящий из внутренней.ж внешней поверхностей отдельного кольцевого постоянного магнита 2, искривляется и замыкается через соседние магг ниты, так как направление их намагниченности противоположно. Магнитные потоки, выходящие из внешних поверхностей кольцевых постоянных магнитов 2, легко замыкаются через магнитный корпус 1, обеспечивая тем самым максимальную величину магнитного поля на внутренних поверхностях кольцевых постоянных магнитов 2, контактирующих с магнитной жидкостью 7, что необходимо для увеличения жесткости подшипника, Направление магнитных потоков в магнитожидкостном подшипнике .показано на фиг. 1 штриховыми линиями. Для уменьшения краевого эффекта ширина торцовых кольцевых постоянных магнитов 2 должна быть меньше ширины внутренних.Расположение кольцевых постоянных магнитов 2, которые создают интенсивное неоднократное магнитное поле, осу ществляют по разному в зависимости от магнитных свойств корпуса 1 подшипника и вала 6, и других конструкторских требований, Так, например,5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в случае немагнитного корпуса 1 имагнитного вала 6 (фиг. 2), кольцевыепостоянные магниты 2 вместе с разделяющими их прокладками 3 закрепляютна валу 6 посредством стопорной гайки 4, а полость 5, образованная между внутренней поверхностью немагнитного корпуса 1 магнитожидкостного подшипника и наружными поверхностямикольцевых глстоянных магнитов 2, заполняют магнитной жидкостью 7. Магнитный поток, выходящий из внутренних поверхностей кольцевых постоянных магнитов 2, легко замыкают черезмагнитный вал 6, обеспечивая максимальную величину поля на внешнихповерхностях кольцевых постоянныхмагнитов .2, контактирующих с магнитной жидкостью 7,Для использования устройства в случае немагнитных корпуса 1 и вала 6его необходимо дополнить кольцевойвставкой иэ магнитного материала 8.При ее креплении на валу 6 (фиг. 3)вставка 8 облегчает замыкание магнитного потока, выходящего из внутренних поверхностей кольцевых постоянных магнитов 2.При креплении вставки 8 (фиг. 4)внутри немагнитного корпуса 1 онаоблегчает замыкание потока, выходящего из наружных поверхностей кольцевых постоянных магнитов 2. С целью .уменьшения потерь на трение, выгоднее использовать второй вариант(фиг. 4) закрепления магнитной вставки 8. При заданной ширине зазора по-лости 5 и скорости вращения вала 6для всех случаев представленных вариантов магнитожидкостного подшипника потери на трение уменьшаются приуменьшении радиуса вала 6.увеличение жесткости подшипникаосуществляют следующим образом.В неоднородном магнитом поле, создаваемом кольцевыми постоянными магнитами 2, намагниченными в радиальномнаправлении, на магнитную жидкость7, заполняющую полость 5, действуетобъемная магнитная сила, равна цо Мфй,где с = 43 ПО 7,Гн/м - магнитнаяОпостоянная; М - намагниченность магнитной жидкости; СН - градиент напряженности магнитного поля. Объемная магнитая сила создает в смазочном слое магнитной жидкости 7 неоднородное распределение давления в радиальном направлении. Давление больше там, где больше напряженность по"5ля, т.е. вблизи контактирующей сосмазкой 7 поверхности кольцевых постоянных магнитов 2, создающих магнитное поле,Вследствие того, что в предлагаемой конструкции магнитожидкостногоподшипника весь магнитный поток про,ходит через жидкость (а не половина,как в известной), повысится индукцияв жидкости и ее намагниченность.Удельная грузоподъемность на единицу поверхности вала такого подшипника Р " 0,2 ВМ , где В - индукцияФмагнитов 2; М - намагниченность жиджкости на поверхностях магнита 2. Сувеличением индукции возрастет удельная сила, а следовательно, и жесткость магнитного подшипника при радиальных смещениях, что повышает егонадежность и срок службы.Формула изобретенияМагнитожидкостный подшипник, содержащий корпус, в котором установлен 83581 6кольцевой постоянный магнит, вал, впромежутке между вайом и магнитомразмещена магнитная жидкость, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с Б целью повышения жесткости подшипника при радиальных перемещениях. вала, кольцевой постоянный магнит выполнен составным из отдельных кольце=вых постоянных магнитов 1 намагничен О ных в радиальном направлении, и направление намагниченности в соседнихмагнитах противоположно.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Фертман В.Е. Магнитные жидкости - естественная конвекция и теплообмен. Минск, "Наука и техника", 1978, с. 57-58.2. Патент Франции У 2212877,кл. Г 16 С 33/00, 1974.883581Фиг.Составитель В. Трегубов Редактор Н. Лазаренко Техред А,Савка Корректор Н. Стец Заказ 10180/58 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4/5ь яфилиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4