Магнитная опора и способ ее изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 83 А 1 16 С 32/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ нститу- 10, БЕ 84, ИЗктных опо- изобретеэлементь в которых иты (М) и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Использование: в бесконтарах роторов и валов, Сущностьния: коаксиальные опорныесостоят из кольцевых участков (Уустановлены постоянные магн Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным опорам с постоянными магнитами, и может быть использовано в подвесе роторов высокоскоростных машин.Известны магнитные опоры, содержащие кольцевые постоянные магниты, намагниченные радиально и установленные с противоположным чередованием направления намагниченности в разных опорных элементах напротив друг друга.Недостатком таких магнитных опор является то, что центрирующая сила определяется разностью противоположно направленных в плоскости взаимодействия сил отталкивания магнитов. Вследствие этого жесткость таких опор невелика, и, кроме того, они сложны в изготовлении.Известен также способ изготовления магнитных опор, состояющий в изготовлении постоянных магнитов кольцевой формы, намагничивании магнитов в радиальном направлении, изготовлении немагнитных оси и корпуса, установке магнитов в корпусе и на магнитопроводы, М намагничены радиально с чередованием направления намагниченности. У установлены в немагнитных обоймах. Пространство между магнитопроводами и У заполнено электропроводящим нема гнитным материалом, Изготовление опоры заключается в изготовлении М, магнитопроводов в виде полос, обойм, М устанавливают с интервалами по разные стороны полос. намагничивают М в одинаковом направлении,пбсле чегО полосы сгибают в виде гофра, совмещая оси намагничивания М, а гофр сгибают по дуге окружности вдоль полосы, 6 з.п. ф - лы, 8 ил. оси с чередованием направления намагниченностии. Недостатком такого способа изготовления магнитных опор -является Сложность технологии изготовления из-за того, что при намагничивании кольцевых магнитов в радиальном направлении мал выход годных, так кэк при намагничивании много магнитов разрушается из-за внутренних напряжений,Известны также магнитные опоры, содержащие коаксиальные опорные элементы, установленные с чередованием ио оси нэ неподвижной и подвижной частях опоры, постоянные магниты, намагниченные радиально и установленные с противоположным чередованием направления намагниченности по радиусу в разным опорных элементах. Магниты установлены между магнитопроводами кольцеобразной формы, которые в разных опорных элементах обращены друг к другу торцами. Магниты и магнитопроводы каждого опорного элемента укреплены в наружной и внутренней кольцевых обоймах из немагнитного материала,5 10 15 механических напряжений в кольцах принамагничивании, приводящих к появлению 20 40 45 ми между ними; на фиг. 7 - схема размещения дугообразных магнитов с разной длиной дуги и радиусом с равномерными интервалами между магнитами; на фиг, 8 - кольцевой участок опоры с согнутой полосой магнитопровода в виде гофрэ и по дуге окружности,50 55 Известен также способ изготовления магнитных опор. состоящий в изготовлении магнитов соответствующей формы (в данном случае кольцевой), намагничивании магнитов, изготовлении магнитопроводов и немагнитных обойм, сборке магнитов с магнитопроводами и установке их в обоймах,Известное техническое решение наиболее близко изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком такой опоры и способа ее изготовления является их сложность, поскольку кольцевые постоянные магниты из редкоземельных металлов с кобальтом выполнить с радиальной намагниченностью весьма сложно из-за большого разброса остаточной намагниченности, а также из-за возникновения значительных внутренних трещин или разрушению хрупких магнитовиз этого материала.Кроме того, для обеспечения большей жесткости целесообразно выполнять как можно больше взаимодействующих блоков (пар) магнитов с магнитопроводами в опорных элементах, поскольку изменение магнитной энергии происходит по краям магнитопроводов. При этом необходимо выполнять магниты с малой высотой, а технологически возможно выполнять магниты высотой не менее 1,5-2,0 мм.Поскольку кольца магнитов приходится вырезать из колец большего диаметра методом электродуговой обработки, производительность которого невелика, а кроме того, получается значительный отход материала магнитов по изложенным причинам, то усложняется технология и повышается расход материала,Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления,Указанная цель достигается тем, что в магнитной опоре, содержащей коаксиальные опорные элементы, установленные с чередованием по оси на неподвижной и подвижной частях опоры, постоянные магниты, намагниченные радиально и установленные с противоположным чередованием направления намагничивания по радиусу в разных опорных элементах, магнитопроводы кольцеобраэной формы; обращенные в разных опорных элементах друг к другу торцами и между которыми установлены магниты, причем магнитопроводы каждого опорного элемента закреплены в наружной и внутренней кольцевых обоймах из немагнитного материала, каждый из коаксиальных опорных элементов выполнен в виде равномерно размещенных по окружности 25 30 35 кольцевых участков с совпадением осей симметрии магнитопроводов и магнитов,При этом пространство между магнитопроводами и кольцевыми участками может быть заполнено электропроводящим немаг-. нитным материалом,Способ изготовления такой опоры включает, как и известный, изготовление магнитов соответствующей формы. намагничивание магнитов, изготовление магнитопроводов и немагнитных обойм магнитов с магнитопроводами и установку их в обоймы, Отличие предлагаемого способа в том, что для упрощения технологии изготовления магнитопроводы изготавливают из полос, с двух сторон полосы устанавливают с интервалами магниты, намагничивают их в одинаковом направлении, после намагничивания магнитов полосы магнитопроводов с магнитами сгибают в виде гофра, располагая магниты друг над другом при совмещении их осей намагничивания, и придают магнитопроводам дугообразную Форму,Целесообразно постоянные магниты изготовлять с одинаковым размером длинной стороны и размещать их на полосах магнитопроводов с изменяющейся величиной интервала между магнитами,Можно постоянные магниты размещать на полосах, магнитопроводов с изменяющимся размером длинной стороны магнита вдоль полос.Можно изготовить магниты в виде частей кольца разного радиуса.Постоянные магниты могут быть изготовлЕны в виде призм из эластичного материала.На фиг.1 представленаопора, продольный разрез; на фиг, 2 - опорный элемент опоры, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2, на фиг, 4 и 5 - схема размещения дугообразных магнитов с разным радиусом на полосе магнитопровода с неравными интервалами между ними; на фиг, 6 - схема размещения одинаковых призматических магнитов на полосе магнитопровода с неравномерными промежуткаМагнитная опора содержит неподвижный 1 и подвижный 2 коаксиальные опорные элементы, состоящие из кольцевых участков 3, в которых установлены постоянные магниты 4 и магнитопроводы 5, выполненные в виде частей колец, Магниты 4намагничены радиально и установлены с противоположным чередоваййем направления намагниченности по радиусу опоры в разных опорных элементах 1 и 2, Магниты 4 установлены между магнитопроводами 5. 5 Магнитопроводы 5 в разных опорных элементах 1 и 2 обращены друг к другу торцовыми повеохностями, Кольцевые участки 3 с магнитами 4 и магнитопроводэми 5 укреплены в наружной б и внутренней 7 кольце вых обоймах из немагнитного материала, Кольцевые участки 3 равномерно размещены по окружности опорных элементов 1 и 2,Магнитопроводы 5 и магниты 4 установлены в кольцевых участках 3 с совпадением 15 осей симметрии, Пространство между мэгнитопроводэми 5 и кольцевыми участками 3 может быть заполнено электропроводным немагнитным материалом 8, образующим демпферную систему опоры, Электропрово дящий материал 8 может представлять собой систему проводников, соединенных между собой, например, пайкой, сваркой, или может быть выполнен в виде сплошной заливки. 25Способ осуществляют следующим образом,Изготавливают постоянные магниты 4 соответствующей формы, например в виде одинаковых (фиг, 6) призм из эластичного 30 материала (магнитопласт), изготавливают магнитопроводы 5 в виде полос, кольцевые немагнитные обоймы б и 7. Устанавливают на полосах магнитопроводов 5 с разными интервалами между собой постоянные маг ниты 4 по разн ые сторон ы полос ма гнитопроводов 5, После этого магниты 4 намагничивают в намагничивающем устройстве(не показано) в одинаковом направлении, Затем полосы магнитопроводов 5 40 сгибают по дугам окружности, а также в виде гофра в интервалах между магнитами 4 таким образом, чтобы магниты 4 располагались друг над другом с совмещением их осей намагничивания, т.е, их осей симмет рии. После этого полученный гофр сгибают по дуге окружности вдоль полосы магнйтопроводов 5 и обрезают его загнутые части, т.е, вершины гофра. Полученные сборки частей колец 3 размещают равномерно по ок ружности и укрепляют в обоймах б и 7.Интервалы между магнитными призмами могут быть легко подсчитаны, исходя из геометрических соображений при известных после проектировании размерах поло сы магнитов, их числа по формулеЪ = 0,5 л (Ьп + Ь м) + 0,5( а (гь +Ь м) + +( + 0,5) Ьп - м), (1) .где м - длина магнита;Ь - толщина магнитопровода;Ьм - толщина магнита;- порядковый номер магнита;а- угол участка, рад,Заполнение пространства между магнитопроводами 5 и частями колец 3 электро-,проводящим материалом 8 может бытьосуществлено любым известным способом,например заливкой или соединением частей проводников пайкой, сваркой и т.п.Постоянные магниты 4 могут быть изготовлены в виде частей колец с разной длиной дуги и разным радиусом и размещенына полосах мэгнитопроводов 5 с одинаковыми интервалами (фиг, 7) друг относительнодруга и с нарастанием (убыванием) длиныдуги постоянных магнитов, после чего обжимают магнитопроводы 5 по дуге магнитов, азатем осуществляют сгибание гофра и участков 3 по дуге окружности, Длина дуги магнитов 4 и радиус могут быть определены поформуле(2) м=а г;,где г = гь+пп+(+0,5) Ьм.Интервалы между магнитами определяются по формуле( =0,5 7 г(Ьп+ Ьм). (3) м = агь+Ьп+(+ 0.5) Ьм. (4) Магниты 4 могут быть изготовлены ввиде частей колец с одинаковой длиной дуги(фиг, 4 и 5 ) и с разным радиусом и установлены на полосах магнитопроводов 5 с разными интервалами между магнитами, которыемогут быть определены по формуле (1).Магнитопроводы при этом устанавливают с нарастанием (или убыванием) длиныдуги и радиуса. В этом случае после установки магнитов 4 и намагничивания их магнитопроводы 5 обжимают по дуге магнитов 4,а потом сгибают в виде гофра,Магнитная опора работает следующимобразом.При соосном положении опорных элементов 1 и 2 существует только осевая сила Постоянные магниты 4 могут быть также изготовлены в виде призм изэластичного материала с разным размером длинной стороны и размещены вдоль полосы магнитопроводов 5 с одинаковым интервалом друг относительно друга с нарастанием (убыванием) размера длинной стороны. Ее размер может быть определен по формулепритяжения между ними, При радиальном смещении опорных элементов 1 и 2 возникает изменение магнитных проводимостей по краям магнитопроводом 5, а следовательно, и изменение магнитной энергии зазоров,Это обусловливает наличие центрирующей силы, стремящейся привести систему к минимуму. магнитной энергии зазора, к максимуму магнитной проводимости между магнитопроводами 5 двух опорных элементов 1 и 2, Чем больше смещение, тем больше сила в пределах одной четверти толщины магнитопроводов, Далее сила будет уменьшаться и поменяет знак при смещении более половины толщины магнитопроводов 5,Формула изобретения 1, Магнитная опора, содержащая коаксиальные опорные элементы, установленные с чередованием по оси на неподвижной и подвижной частях опоры, постоянные магниты, намагниченные радиально и установленные с противоположным чередованием направления намагничивания по радиусу в разных опорных элементах, магнитопроводы кольцеобразной формы. обращенные в разных опорных элементах друг к другу торцами и между которыми установлены магниты, причем магнитопроводы каждого опорного элемента закреплены в наружной и внутренней кольцевых обоймах из немаг- нитногО материала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, каждый из коаксиальных опорных элементов выполнен в виде равномерно размещенных по окружности кольцевых участков с совпадением осей симметрии магнитопроводОв и магнитов,2. Опора по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что пространство между магнитопроводами и кольцевыми участками заполнено электропроводящим немагнитным5 материалом,3, Способ изготовления магнитной опоры, состоящий в изготовлении магнитов соответствующей формы, намагничиваниимагнитов, изготовлении магнитопроводов и10 немагнитных обойм магнитов с магнитопроводами и установке их в обоймы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощениятехнологии изготовления, магнитопроводыизготавливают из полос, с двух сторон поло 15 сы устанавливают с интервалами магниты,намагничивают их в одинаковом направлении, после намагничивания магнитов полосы магнитопроводов с магнитами сгибают ввиде гофра, располагая магниты друг над20 другом при совмещении их осей намагничивания и придают магнитопроводам дугообразную форму.4, Способпоп.З,отлича ю щи йс я тем, что постоянные магниты изготав 25 ливают с одинаковым размером длиннойстороны и размещают их на полосах магнитопроводов с изменяющейся величиной интервала между магнитами.5. Способ поп.З,отличающийся30 тем, что постоянные магниты размещают наполосах магнитопроводов с изменяющимсяразмером длинной стороны магнита вдольполос.б, Способ по пп, 3-5, о т л и ч а ю щ и й 35 с я тем, что магниты изготавливают в видечастей кольца разного радиуса.7, Способ по пп. 3-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что постоянные магниты изготавливают в виде призм из эластичного материала, .Составитель В.Ширинскийедактбр Н.Тупица Техред М.Моргентал Корректор М.Петоо Заказ 2749 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент" од, ул.Гагари И ю Р