اصل عملکرد آن مبتنی بر استفاده از نیرویی است که بر روی یک هادی حامل جریان قرار می گیرد که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد. هادی حامل جریان می تواند جامد یا مایع باشد. در حالت دوم، ساپورت ها نامیده می شوند

نوع هدایت مغناطیسی هیدرودینامیکی بسته به نوع جریان، تعلیق های هدایتی به تعلیق تقسیم می شوند جریان مستقیمو جریان متناوب (میدان مغناطیسی و جریان باید در فاز باشند).

سیستم تعلیق رسانایی نشان داده شده در شکل 1.2.5 دارای طراحی ساده و در عین حال ظرفیت بارگذاری بالایی دارد.

شکل 1.2.5 - تعلیق هدایت

یک اشکال مهم که استفاده از تعلیق های رسانا را محدود می کند، نیاز به تحریک جریان ها به طور مستقیم بر روی بدنه معلق است که منجر به افزایش قابل توجه وزن خود و کاهش راندمان تعلیق می شود. یکی دیگر از معایب نیاز به منبع جریان بزرگ است.

تعداد کمی از کارها به پشتیبانی هادی اختصاص داده شده است، اما هنوز کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند. در حال حاضر، تعلیق هدایت در متالورژی (برای ذوب فلزات خالص) و حمل و نقل استفاده می شود.

سیستم تعلیق مغناطیسی فعال

تعلیق مغناطیسی فعال؟ این یک دستگاه الکترومغناطیسی کنترل شده است که قسمت چرخان ماشین (روتور) را در یک موقعیت معین نسبت به قسمت ثابت (استاتور) نگه می دارد.

سیستم تعلیق مغناطیسی فعال به یک واحد بازخورد الکترونیکی ویژه نیاز دارد.

برای توضیح اصل عملکرد یک تعلیق مغناطیسی فعال، شکل 1.2.6 را در نظر بگیرید که ساده ترین نمودار ساختاری یک تعلیق را نشان می دهد. این شامل یک سنسور است که جابجایی بدنه معلق را نسبت به موقعیت تعادل اندازه گیری می کند، یک تنظیم کننده که سیگنال اندازه گیری را پردازش می کند، یک تقویت کننده قدرت که از یک منبع خارجی تغذیه می شود که این سیگنال را به یک جریان کنترلی در سیم پیچ آهنربا الکتریکی تبدیل می کند. این سیگنال باعث ایجاد نیروهایی می شود که جسم فرومغناطیسی را نگه داشته و به حالت تعادل باز می گرداند.

مزیت آشکار مدارهای فعال، توانایی دستیابی به کنترل کارآمدتر میدان توزین و در نتیجه بهبود ویژگی های توان است. سیستم تعلیق فعال دارای ظرفیت بارگذاری بالا، استحکام مکانیکی بالا، طیف وسیعی از سفتی و میرایی، بدون صدا و لرزش، غیر قابل نفوذ در برابر آلودگی، بدون سایش، بدون نیاز به روغن کاری و غیره است. پایداری سیستم تعلیق و همچنین استحکام و میرایی لازم با انتخاب قانون کنترل حاصل می شود. از معایب سیستم تعلیق مغناطیسی فعال می توان به هزینه بالا، مصرف انرژی از منبع خارجی، پیچیدگی واحد کنترل الکترونیکی و غیره اشاره کرد.

شکل 1.2.6 - تعلیق مغناطیسی فعال

زمینه های مهم کاربرد بلبرینگ های مغناطیسی فعال عبارتند از: فناوری فضایی (پمپ های توربومولکولی خلاء)، تجهیزات پزشکی، فناوری در صنایع غذایی، حمل و نقل زمینی با سرعت بالا و غیره

در زیر طراحی تعلیق مغناطیسی نیکولایف را در نظر می گیریم، که استدلال می کرد که می توان از شناور شدن یک آهنربای دائمی بدون توقف اطمینان حاصل کرد. آزمایشی برای آزمایش عملکرد این مدار نشان داده شده است.

خود آهنرباهای نئودیمیم در این فروشگاه چینی به فروش می رسد.

شناور مغناطیسی بدون مصرف انرژی - فانتزی یا واقعیت؟ آیا می توان یک بلبرینگ مغناطیسی ساده ساخت؟ و نیکولایف واقعاً در اوایل دهه 90 چه چیزی را نشان داد؟ بیایید به این سوالات نگاه کنیم. هرکسی که تا به حال یک جفت آهنربا را در دستان خود نگه داشته است احتمالاً از خود پرسیده است: "چرا نمی توانم یک آهنربا را بدون پشتیبانی بیرونی بالای دیگری شناور کنم؟ با دارا بودن میدان مغناطیسی ثابت، توسط قطب هایی به همین نام کاملاً بدون مصرف انرژی دفع می شوند. این یک پایه عالی برای خلاقیت فنی است! اما به این سادگی نیست.

در قرن نوزدهم، دانشمند بریتانیایی Earnshaw ثابت کرد که تنها با استفاده از آهنرباهای دائمی، نگه داشتن یک جسم معلق در یک میدان گرانشی غیرممکن است. شناور جزئی یا به عبارتی شبه معلق فقط با پشتیبانی مکانیکی امکان پذیر است.

چگونه یک سیستم تعلیق مغناطیسی بسازیم؟

یک تعلیق مغناطیسی ساده را می توان در چند دقیقه ساخت. برای ساختن پایه تکیه گاه به 4 آهنربا در پایه و یک جفت آهنربا وصل شده به خود جسم معلق نیاز دارید که مثلاً می تواند یک قلم نمدی باشد. بنابراین، ما یک ساختار شناور با تعادل ناپایدار در دو طرف محور قلم نمدی به دست آوردیم. یک توقف منظم مکانیکی به تثبیت موقعیت کمک می کند.

ساده ترین سیستم تعلیق مغناطیسی با تاکید

این طرح را می توان به گونه ای پیکربندی کرد که وزن اصلی جسم معلق روی آهنرباهای نگهدارنده قرار گیرد و نیروی رانش جانبی آنقدر کم باشد که اصطکاک مکانیکی در آنجا عملاً به صفر نزدیک شود.

اکنون منطقی است که سعی کنیم توقف مکانیکی را با یک مغناطیسی جایگزین کنیم تا به شناور مغناطیسی مطلق دست یابیم. اما، متأسفانه، نمی توان این کار را انجام داد. شاید به دلیل ابتدایی بودن طراحی باشد.

طراحی جایگزین

بیایید سیستم قابل اعتمادتری از چنین تعلیق را در نظر بگیریم. آهنرباهای حلقه ای به عنوان استاتور استفاده می شوند که محور چرخش بلبرینگ از آن عبور می کند. به نظر می رسد که در یک نقطه خاص، آهنرباهای حلقه ای دارای خاصیت تثبیت آهنرباهای دیگر در امتداد محور مغناطیسی خود هستند. ولی بقیه اش همینطوره هیچ تعادل پایداری در امتداد محور چرخش وجود ندارد. این باید با یک توقف قابل تنظیم از بین برود.

بیایید ساختار سفت تری را در نظر بگیریم.

شاید در اینجا بتوان محور را با استفاده از یک آهنربای پایدار تثبیت کرد. اما حتی در اینجا نیز رسیدن به تثبیت ممکن نبود. ممکن است لازم باشد آهنرباهای رانش را در دو طرف محور چرخش یاتاقان قرار دهید. ویدیویی با بلبرینگ مغناطیسی نیکولایف برای مدت طولانی در اینترنت مورد بحث قرار گرفته است. کیفیت تصویر به ما اجازه نمی دهد که این طرح را به طور دقیق بررسی کنیم و به نظر می رسد که او تنها با کمک آهنرباهای دائمی توانسته به شناور پایدار دست یابد. در این مورد، نمودار دستگاه با آنچه در بالا نشان داده شده است یکسان است. فقط یک توقف مغناطیسی دوم اضافه شده است.

بررسی طراحی گنادی نیکولایف.

ابتدا ویدیوی کامل تعلیق مغناطیسی نیکولایف را تماشا کنید. این ویدیو صدها نفر از علاقه مندان را در روسیه و خارج از کشور وادار کرد تا ساختاری بسازند که بتواند بدون توقف شناور ایجاد کند. اما متأسفانه در حال حاضر هیچ طرح کاری از چنین سیستم تعلیق ایجاد نشده است. این موضوع مدل نیکولایف را مورد تردید قرار می دهد.

برای آزمایش دقیقاً همین طرح ساخته شد. علاوه بر تمام موارد افزودنی، همان آهنرباهای فریت مانند نیکولایف عرضه شد. آنها ضعیف تر از نئودیمیم هستند و با چنین نیروی عظیمی بیرون نمی روند. اما آزمایش در یک سری آزمایش تنها ناامیدی به همراه داشت. متأسفانه، این طرح نیز ناپایدار بود.

نتیجه.

مشکل این است که آهنرباهای حلقوی، مهم نیست که چقدر قوی هستند، نمی توانند محور یاتاقان را با نیروی وارده از آهنرباهای رانش جانبی که برای تثبیت جانبی آن ضروری است، در تعادل نگه دارند. اکسل به سادگی با کوچکترین حرکتی به طرفین می لغزد. به عبارت دیگر، نیرویی که آهنرباهای حلقوی با آن محور را در درون خود تثبیت می کنند، همیشه کمتر از نیروی لازم برای تثبیت محور به صورت جانبی خواهد بود.

پس نیکولایف چه چیزی را نشان داد؟ اگر با دقت بیشتری به این ویدیو نگاه کنید، مشکوک می شوید که به دلیل کیفیت پایین ویدیو، نقطه توقف سوزن به سادگی قابل مشاهده نیست. آیا تصادفی است که نیکولایف سعی می کند جالب ترین چیزها را نشان دهد؟ در اینجا امکان معلق شدن مطلق بر روی آهنرباهای دائمی رد نمی شود. شاید آنها هنوز شکلی از آهنربا را ایجاد نکرده اند که پتانسیل چاهی لازم را ایجاد کند که به طور قابل اعتماد دسته ای از آهنرباهای دیگر را در تعادل پایدار نگه دارد.

در زیر نموداری از سیستم تعلیق مغناطیسی آورده شده است

رسم تعلیق مغناطیسی با آهنرباهای دائمی

یک یاتاقان مغناطیسی، مانند بقیه مکانیسم های گروه یاتاقان، به عنوان تکیه گاه برای محور چرخان عمل می کند.اما بر خلاف بلبرینگ های معمولی نورد و ساده، اتصال به شفت از نظر مکانیکی غیر تماسی است، یعنی از اصل شناور استفاده می شود.

طبقه بندی و اصل عملیات

با استفاده از اصل شناور، شفت دوار به معنای واقعی کلمه در یک میدان مغناطیسی قدرتمند شناور می شود. یک سیستم پیچیده از سنسورها به شما امکان می دهد حرکت شفت را کنترل کنید و عملکرد نصب مغناطیسی را هماهنگ کنید، که به طور مداوم وضعیت سیستم را نظارت می کند و سیگنال های کنترلی لازم را ارائه می دهد و نیروی جذب را در یک طرف یا طرف دیگر تغییر می دهد.

بلبرینگ مغناطیسیبه دو گروه بزرگ - فعال و غیرفعال تقسیم می شوند. جزئیات بیشتر در مورد طراحی هر نوع بلبرینگ در زیر.

1. بلبرینگ های مغناطیسی فعال

به آنها تعلیق مغناطیسی فعال نیز می گویند. همانطور که در بالا ذکر شد، آنها از دو بخش تشکیل شده اند - خود بلبرینگ و همچنین یک سیستم کنترل میدان مغناطیسی الکترونیکی.

1، 3 - کویل های برق؛ 2- شفت مکانیزم های شعاعی و رانشی (بر اساس نوع باری که درک می کنند) وجود دارد اما اصل عملکرد آنها یکسان است. از یک روتور مخصوص استفاده می شود (شفت معمولی کار نمی کند) که با بلوک های فرومغناطیسی اصلاح شده است. این روتور در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی که روی استاتور قرار گرفته‌اند، یعنی در اطراف محور 360 درجه آویزان می‌شود و یک حلقه را تشکیل می‌دهد.

یک شکاف هوا بین روتور و استاتور ایجاد می شود که به قطعات اجازه می دهد تا با حداقل اصطکاک بچرخند.

مکانیسم نشان داده شده توسط یک سیستم الکترونیکی ویژه کنترل می شود که با استفاده از حسگرها، موقعیت روتور را نسبت به سیم پیچ ها به طور مداوم کنترل می کند و در کوچکترین جابجایی، جریان کنترل را به سیم پیچ مربوطه می دهد. این اجازه می دهد تا روتور در همان موقعیت قرار گیرد.

محاسبه چنین سیستم هایی را می توان با جزئیات بیشتر در اسناد پیوست مطالعه کرد.

1. بلبرینگ مغناطیسی غیرفعال

تعلیق مغناطیسی فعال به طور گسترده در صنعت استفاده می شود، در حالی که سیستم های غیرفعال هنوز در حال توسعه و آزمایش هستند. همانطور که از نامش پیداست، تفاوت کلیدیعدم وجود عناصر فعال است، یعنی از آهنرباهای دائمی استفاده می شود. اما یک سیستم از چندین آهنربای دائمی بسیار ناپایدار است، بنابراین استفاده عملیچنین سیستم هایی هنوز مشکوک هستند. نمودار زیر به طور تقریبی اصل عملکرد تعلیق های مکانیکی غیرفعال را نشان می دهد.

روتور مجهز به یک آهنربای دائمی به همان روش استاتور است که در حلقه ای در اطراف روتور قرار دارد. قطب های به همین نام در جهت شعاعی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند که باعث ایجاد اثر معلق شدن محور می شود. شما حتی می توانید چنین سیستمی را با دستان خود مونتاژ کنید.

مزایای

البته مزیت اصلی عدم وجود برهمکنش مکانیکی بین روتور دوار و استاتور (حلقه) است.

از این نتیجه می شود که چنین بلبرینگ ها بسیار بادوام هستند ، یعنی مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهند. همچنین، طراحی مکانیسم امکان استفاده از آن را در محیط های تهاجمی - دماهای بالا/پایین، شرایط هوای تهاجمی فراهم می کند. بنابراین، همه MP را پیدا می کنند کاربرد بیشتردر صنعت فضایی

ایرادات

متأسفانه این سیستم دارای معایب بسیاری نیز می باشد. این شامل:

• مشکل در کنترل گیمبال های فعال. یک سیستم کنترل الکترونیکی پیچیده و گران قیمت مورد نیاز است. استفاده از آن فقط در صنایع "گران قیمت" - فضایی و نظامی - قابل توجیه است.
• لزوم استفاده از بلبرینگ های ایمنی قطع ناگهانی برق یا خرابی یک سیم پیچ مغناطیسی می تواند منجر به عواقب فاجعه بار برای کل شود. سیستم مکانیکی. بنابراین برای بیمه از یاتاقان های مکانیکی نیز همراه با مغناطیسی استفاده می شود. در صورت شکست اصلی، آنها می توانند بار را بر عهده بگیرند و از آسیب جدی جلوگیری کنند.
• گرمایش سیم پیچ. در اثر عبور جریان که میدان مغناطیسی ایجاد می کند، سیم پیچ سیم پیچ ها گرم می شود که اغلب عامل نامطلوبی است. بنابراین استفاده از واحدهای خنک کننده مخصوص ضروری است که هزینه استفاده از گیمبال را بیشتر افزایش می دهد.

مناطق استفاده

قابلیت کار در هر دمایی، در شرایط خلاء و عدم روانکاری، امکان استفاده از سیستم تعلیق را در صنایع فضایی و ماشین‌آلات صنعت پالایش نفت فراهم می‌کند. آنها همچنین استفاده خود را در سانتریفیوژهای گاز برای غنی سازی اورانیوم یافته اند. نیروگاه های مختلف نیز از ماگلو در نیروگاه های خود استفاده می کنند.

در زیر چند مورد وجود دارد ویدیوهای جالبدر این مورد.

کاربرد: برای پشتیبانی و وسط روتور یک دستگاه، به عنوان مثال کمپرسور، سوپرشارژر و غیره. ماهیت اختراع: تعلیق مغناطیسی روتور دستگاه شامل تکیه گاه های الکترومغناطیسی شعاعی و محوری است که در یک محفظه استوانه ای، بلوک های سنسورهای موقعیت روتور محوری و شعاعی، یک فلنج قابل جابجایی که روی محفظه نصب شده است تا موقعیت محوری یاتاقان ایمنی نصب شده در داخل فلنج را ثابت کند. تکیه گاه محوری به صورت دو استاتور با سیم پیچی کنترلی ساخته می شود که یکی از آنها بر روی دیواره داخلی محفظه و دیگری بر روی دستگاه ثابت می شود و یک روتور به شکل دیسک بین آنها نصب می شود. شکاف. تکیه گاه شعاعی به شکل یک استاتور هم محور نصب شده بر روی محفظه و یک روتور نصب شده بر روی روتور دستگاه ساخته شده است. یک قسمت از سنسورهای موقعیت شعاعی و محوری روتور دستگاه بر روی یک عنصر مشترک نصب شده بر روی دیواره داخلی محفظه نصب شده است و قسمت دیگر در تعامل با آنها نیز بر روی یک عنصر مشترک ساخته شده به شکل بوش نصب شده است. یقه ای که روی روتور دستگاه قرار دارد. فلنج با سوراخ هایی برای دسترسی به حسگرهای موقعیت در هنگام تنظیم آنها ساخته شده است. 1 بیمار

این اختراع مربوط به مهندسی مکانیک، به ویژه تعلیق های مغناطیسی مورد استفاده در سیستم های مختلف الکترومکانیکی با سرعت بالا است و می تواند در ژیروسکوپ های ابزار، پمپ ها و غیره کاربرد داشته باشد. تعلیق مغناطیسی روتور یک الکترواسپیندل در بدنه مشترک الکترواسپیندل با روکش در دو طرف، همراه با یک موتور محرکه با سرعت بالا، یک سیستم تعلیق مغناطیسی متشکل از دو تکیه گاه مغناطیسی وجود دارد. اولین تکیه گاه مغناطیسی، واقع در سمت محوری که دیسک زمین روی آن ثابت شده است، شامل یک یاتاقان ایمنی فشرده شده بر روی قطر داخلی پوشش الکترواسپیندل، یک بلوک استاتور از سنسورهای موقعیت شعاعی روتور و یک استاتور آهنربای الکتریکی شعاعی با سیم‌پیچ‌های کنترلی است. در داخل محفظه قرار دارد. روتور اولین تکیه گاه مغناطیسی شامل یک محور الکترواسپیندل است که روتور واحد حسگر موقعیت روتور شعاعی و روتور الکترومغناطیس شعاعی بر روی آن فشار داده می شود. دومین تکیه گاه مغناطیسی که در انتهای مخالف شفت قرار دارد، شامل، با شروع از سمت روکش دوم محفظه الکترواسپیندل، یک یاتاقان ایمنی فشرده شده بر روی سطح داخلی پوشش الکترواسپیندل، استاتورهای دو آهنربای الکتریکی محوری U شکل است. با سیم پیچ های کنترلی واقع در داخل محفظه، سنسورهای موقعیت روتور محوری بر روی سطح داخلی استاتورهای آهنرباهای الکتریکی محوری، استاتور واحد سنسور موقعیت شعاعی روتور، استاتور الکترومغناطیس شعاعی با سیم پیچ های کنترلی ثابت شده اند. روتور دومین تکیه گاه مغناطیسی شامل یک محور الکترواسپیندل است که بر روی آن یک دیسک استوانه ای (روتور) از آهنرباهای الکتریکی محوری فشرده می شود که بین دو استاتور الکترومغناطیس محوری، روتور حسگرهای موقعیت شعاعی، روتور الکترومغناطیس شعاعی و روتور قرار دارد. از سنسورهای موقعیت محوری یک دیسک استوانه ای از آهنرباهای الکتریکی محوری است. در قسمت میانی محفظه الکترواسپیندل، یک استاتور موتور پرسرعت با یک سیم پیچ کنترلی بر روی سطح داخلی آن فشرده شده است و یک روتور موتور فشرده در قسمت میانی شفت الکترواسپیندل قرار دارد. این ترتیب همه اجزای الکترواسپیندل در یک محفظه واحد، جایگزینی آنها را پیچیده می کند، که شامل جداسازی دستگاه کار می شود. یک سیستم تعلیق مغناطیسی شناخته شده برای یک واحد پمپاژ گاز شامل یک محفظه استوانه ای با یک پوشش است که در سطح داخلی آن، با شروع از پوشش محفظه، یک فلنج با دو یاتاقان ایمنی فشرده به آن وجود دارد. دو استاتور از الکترومغناطیس های استوانه ای محوری از نوع Ш با سیم پیچ های کنترلی. استاتور واحد سنسور موقعیت شعاعی روتور؛ استاتور مغناطیسی شعاعی با سیم پیچی کنترلی. یک سیلندر با یقه به فلنج تعلیق مغناطیسی در طرف پوشش وصل شده است که در آن سنسورهای موقعیت محوری روتور قرار دارند و سطوح کاری سنسورها عمود بر محور شفت است. استاتور واحد سنسور موقعیت شعاعی روتور و همچنین استاتور آهنربای الکتریکی شعاعی با تداخل در محفظه تعلیق مغناطیسی نصب می شوند. روتور تعلیق مغناطیسی شامل شفتی است که از انتهای آن شروع می شود، روتور سنسورهای موقعیت محوری، بوش یاتاقان های ایمنی، دیسک (روتور) آهنرباهای الکتریکی محوری، روتور بلوکی از سنسورهای موقعیت شعاعی روتور و روتور یک آهنربای الکتریکی شعاعی به صورت سری قرار دارند. در این تعلیق مغناطیسی، روتور سنسورهای موقعیت محوری یک بوش است که در انتهای شفت نصب شده است و روتور سنسورهای موقعیت شعاعی و آهنربای الکتریکی شعاعی در یک استوانه مشترک ساخته شده‌اند. دیسک (روتور) آهنرباهای الکتریکی محوری با یک تداخل مناسب روی آستین نصب شده است که نسبت به شفت ثابت است. برای حذف جابجایی محوری، قطعات روتور در انتهای شفت با یک واشر قفل و یک مهره ثابت می شوند. بوش یاتاقان های ایمنی از تماس قسمت های استاتور و روتور تعلیق مغناطیسی در هنگام خاموش شدن جلوگیری می کند. با این حال، اگر آهنربای الکتریکی محوری واقع در پشت دیسک، یا حسگرهای موقعیت شعاعی روتور و سنسور محوری واقع در پشت دیسک، یا الکترومغناطیس شعاعی از کار بیفتد، به منظور جایگزینی آنها یا جایگزینی کل محفظه تعلیق مغناطیسی، برای برداشتن دیسک محوری، نصب شده با تداخل بر روی شفت، که به طور قابل توجهی جداسازی سریع سیستم تعلیق را پیچیده می کند، ضروری است. مونتاژ این تعلیق های مغناطیسی پس از جایگزینی قطعات خراب نیز با تعدادی از مشکلات همراه است: قرار دادن مجدد دیسک روی شفت نیازمند پردازش مکانیکی شفت و سطوح نشیمن دیسک است که زمان مونتاژ را افزایش می دهد و در ماشین هایی مانند مثلاً واحدهای پمپاژ گاز یا نوار نقاله کارخانه هایی که دوک های برقی در آنها نصب می شود، توقف آنها فقط برای مدت کوتاهی مجاز است. علاوه بر این، هنگام نصب مجدد دیسک، سطح فعال آن خارج از تراز نسبت به سطوح فعال آهنرباهای الکتریکی محوری نصب می شود که منجر به خراب شدن می شود. مشخصات فنی پشتیبانی محوری تعلیق مغناطیسی گاهی اوقات هنگام برداشتن دیسک از شفت، سطح فعال آن آسیب می بیند که نیاز به تعویض آن دارد و راه اندازی سیستم تعلیق مغناطیسی را پیچیده می کند. در سیستم تعلیق مغناطیسی فوق امکان تنظیم مکانیکی سنسورهای موقعیت روتور شعاعی وجود ندارد، زیرا هنگام نصب بر روی یک ماشین در حال اجرا در خارج از منطقه دسترسی قرار دارند. هدف از اختراع، توانایی تعویض سریع محفظه تعلیق مغناطیسی بدون جدا کردن روتور است. تعویض سریع جزئی واحدهای تعلیق مغناطیسی شکست خورده که در یک محفظه استوانه ای قرار دارند، بدون جداسازی روتور. تنظیم مکانیکی سنسورهای موقعیت روتور مشکل با این واقعیت حل می شود که در تعلیق مغناطیسی روتور یک دستگاه حاوی تکیه گاه های الکترومغناطیسی شعاعی و محوری واقع در یک محفظه استوانه ای، بلوک هایی از سنسورهای موقعیت روتور محوری و شعاعی، یک فلنج قابل جابجایی نصب شده روی محفظه، یک یاتاقان ایمنی. و استاتورهای تکیه گاه شعاعی و استاتور اول تکیه گاه محوری، حاوی یک روتور دیسکی شکل که بین استاتور اول و دوم آن قرار دارد، همراه با سیم پیچ های کنترلی بر روی دیواره داخلی محفظه استوانه ای نصب شده است، با مشخصه این که استاتورها و روتور تکیه گاه محوری در سمت اتصال محفظه استوانه ای با بدنه دستگاه قرار دارد، به طوری که استاتور دوم آن ثابت است، سنسورهای موقعیت روتور محوری و شعاعی در سمت فلنج در ناحیه قرار دارند. اتصال دومی با بدنه استوانه ای شکل و یک قسمت از سنسورهای موقعیت محوری و شعاعی با امکان تنظیم بر روی المان مشترک نصب شده بر روی دیواره داخلی بدنه استوانه ای و قسمت دیگر نیز تعبیه شده است. روی یک عنصر مشترک که به صورت بوشینگ با یقه نصب شده بر روی روتور دستگاه ساخته شده است و فلنج با سوراخ های عبوری و یک پوشش قابل جابجایی ساخته شده است که یاتاقان ایمنی نصب شده در داخل فلنج را روی روتور دستگاه محکم می کند. نقشه تعلیق مغناطیسی پیشنهادی روتور دستگاه را نشان می دهد. این شامل یک بدنه استوانه ای 1 است که به صورت قابل جابجایی روی بدنه محصول نصب می شود. در سطح انتهایی محفظه، در مقابل سطح نصب محصول، یک فلنج با یک شانه (انتها) 2 وجود دارد که به شکل دو نیمه با سطح جداکننده در امتداد قطر ساخته شده است، با سوراخ هایی برای دسترسی به استاتور واحد حسگر یک پوشش یاتاقان ایمنی 3 به فلنج در طرف مقابل اتصال آن به بدنه تعلیق وصل شده است که روتور را از حرکات محوری نگه می دارد. در داخل محفظه، یک عنصر مشترک 4 به صورت سری نصب شده است که روی آن قسمت قابل تنظیم سنسورها برای موقعیت شعاعی و محوری روتور قرار دارد، استاتور یک آهنربای الکتریکی شعاعی با سیم پیچ های کنترلی 5، که در برابر یقه قرار دارد. سیلندر تعلیق مغناطیسی و ثابت از حرکات محوری توسط یک حلقه قفل 6، استاتور یکی از آهنرباهای الکتریکی محوری 7، رو به سطح فعال به سمت بدنه محصول. استاتور آهنربای الکتریکی محوری دوم 8 از طریق واشر غیر مغناطیسی 9 روی بدنه محصول ثابت می شود و در جهت مخالف آن رو به سطح فعال است. روتور تعلیق مغناطیسی شامل بخشی از شفت دستگاه 10 است که بر روی آن یک یاتاقان ایمنی 11 به طور متوالی با تداخل نصب شده است، در برابر یقه شفت قرار می گیرد و توسط یک مهره 12، قسمت مخالف سنسورهای موقعیت محوری و شعاعی ثابت می شود. 13، بر روی یک عنصر مشترک ساخته شده به شکل آستین با یقه ای که روی روتور دستگاه محکم شده است، به شانه شفت متصل شده و از حرکات محوری توسط یک حلقه قفل 14 ثابت شده است، بوش 15 با روتور الکترومغناطیس شعاعی ثابت شده است. 16 در آن فشار داده شده، در مقابل شانه شفت قرار گرفته و در جهت محوری توسط حلقه 17، آستین آداپتور 18، فشار دادن دیسک (روتور) آهنربای الکتریکی محوری 19، نصب شده با یک تداخل بر روی شفت، ثابت شده است، در مقابل یقه شفت قرار گرفته است. و بین دو استاتور آهنربای الکتریکی محوری قرار دارد. سیستم تعلیق مغناطیسی روتور دستگاه به شرح زیر عمل می کند. در لحظه اولیه (روتور روی یاتاقان های ایمنی قرار می گیرد)، لازم است روتور در موقعیت مرکزی معلق شود. برای انجام این کار، واحد الکترونیکی سیم‌پیچ‌های کنترلی آهن‌ربای الکتریکی شعاعی 5 را با یک ولتاژ تغذیه تامین می‌کند که روتور را در موقعیت مرکزی نگه می‌دارد و آن سیم‌پیچ‌های کنترلی که نیروی الکترومغناطیسی ایجاد می‌کنند در جهت مخالف وزن روتور عمل می‌کنند. هنگامی که روتور بر اساس سیگنال‌های سنسورهای موقعیت شعاعی از موقعیت مرکزی منحرف می‌شود، واحد الکترونیکی چنین ولتاژ تغذیه‌ای را تولید می‌کند که به سیم‌پیچ‌های آهن‌ربای الکتریکی شعاعی عرضه می‌شود، که برای بازگشت روتور به موقعیت مرکزی ضروری است. در جهت محوری، تعلیق مغناطیسی شبیه به شعاعی عمل می کند، یعنی. هنگامی که روتور در جهت محوری حرکت می کند، واحد الکترونیکی بر اساس سیگنال های سنسورهای موقعیت محوری، چنین ولتاژ تغذیه ای را تولید می کند که به سیم پیچ های آهنرباهای الکتریکی محوری (7 و 8) عرضه می شود، که برای بازگشت روتور به مدار ضروری است. موقعیت مرکزی هنگامی که روتور در یک موقعیت مرکزی قرار دارد و بار اعمال می شود (هم محوری و هم شعاعی)، واحد الکترونیکی ولتاژ تغذیه ای را تولید می کند که به سیم پیچ های آهنربای الکتریکی متناسب با بار است تا روتور را در موقعیت مرکزی نگه دارد. هنگام کار با چنین سیستم تعلیق مغناطیسی، بیشترین آسیب پذیری واحدهای حامل جریان آن هستند که در محفظه قرار دارند: الکترومغناطیس های شعاعی و محوری، و همچنین سنسورهای موقعیت روتور، که سیم پیچ ها از کار می افتند. این به دلیل این واقعیت است که جریان‌های زیادی از طریق سیم‌پیچ‌های کنترلی آهن‌ربای‌های الکتریکی در طول عملیات طولانی‌مدت جریان می‌یابند، به دلیل بارهای قابل توجهی که مغناطیس‌های الکتریکی در حین کار درک می‌کنند، به عنوان مثال، دوک‌ها با نیروی فشار زیاد هنگام آسیاب کردن یا در گاز. واحدهای پمپاژ با فشار بالا(فشار) گاز پمپاژ. در این شرایط عایق بندی واحدهای جریان رسان مختل شده و از کار می افتند که نیاز به تعویض مکرر آنها دارد. برای عیب یابی سریع اجزای حامل جریان تعلیق مغناطیسی، محفظه 1 را جایگزین کنید که در داخل آن یک عنصر 4 حاوی یکی از قسمت های سنسورهای قابل تنظیم برای موقعیت شعاعی و محوری روتور وجود دارد، استاتور مغناطیسی شعاعی با کنترل سیم پیچ 5، استاتور آهنربای الکترومغناطیسی محوری 7، پس از برداشتن پوشش یاتاقان ایمنی 3 و فلنج 2. برای جایگزینی جزئی واحدهای حامل جریان شکست خورده واقع در محفظه، به ویژه سنسورهای موقعیت روتور، استاتور آهنربای الکتریکی شعاعی، پوشش را بردارید. یاتاقان ایمنی 3، فلنج جمع شونده 2. اگر عنصر دارای سنسور 4 از کار افتاد، آن را بردارید و آن را با سنسور جدید جایگزین کنید، اگر استاتور آهنربای الکتریکی شعاعی با سیم پیچ های کنترلی 5 خراب شد، پس از برداشتن فلنج 2 و عنصر با سنسور 4، حلقه نگهدارنده 6 را بردارید و استاتور آهنربای الکتریکی شعاعی 5 با یک جدید جایگزین می شود. اگر الکترومغناطیس محوری 7 واقع در محفظه تعلیق مغناطیسی از کار افتاد، ابتدا پوشش یاتاقان ایمنی 3 و فلنج 2 را بردارید، سپس محفظه تعلیق مغناطیسی را از بدنه محصول جدا کنید. استاتور شکست خورده آهنربای الکتریکی 7 در محفظه تعلیق مغناطیسی 1 جایگزین می شود که دوباره به بدنه محصول وصل شده است. بنابراین، آرایش دو استاتور از آهنرباهای الکتریکی محوری با سیم‌پیچ‌های کنترلی و یک دیسک (روتور) در محفظه استوانه‌ای تعلیق مغناطیسی در سمتی که آن را به بدنه محصول متصل می‌کند، امکان سریع تعویض کاملمحفظه تعلیق مغناطیسی، تعویض جزئی سریع واحدهای تعلیق مغناطیسی خراب واقع در محفظه آن، بدون جداسازی روتور، و قرار گرفتن سنسورهای موقعیت روتور در مجاورت فلنج و دسترسی مستقیم به آنها از طریق سوراخ های این فلنج باعث می شود. امکان تنظیم مکانیکی روتور سنسورهای موقعیت.

مطالبه

تعلیق مغناطیسی روتور دستگاه، حاوی تکیه گاه های الکترومغناطیسی شعاعی و محوری واقع در یک محفظه استوانه ای، بلوک های سنسورهای موقعیت روتور محوری و شعاعی، یک فلنج قابل جابجایی نصب شده روی محفظه، یک یاتاقان ایمنی، و یک استاتور پشتیبانی شعاعی و یک اولین استاتور تکیه گاه محوری حاوی یک روتور دیسکی شکل که بین استاتور اول و دوم آن قرار دارد همراه با سیم پیچ های کنترلی بر روی دیواره داخلی محفظه استوانه ای نصب می شود که مشخصه آن این است که استاتورها و روتور تکیه گاه محوری در سمتی قرار دارند. اتصال محفظه استوانه ای به بدنه دستگاه، به طوری که استاتور دوم آن به دومی ثابت شود، سنسورهای موقعیت محوری و شعاعی روتورها در سمت فلنج در ناحیه اتصال دومی با بدنه استوانه ای قرار دارند. و یک قسمت از سنسورهای موقعیت محوری و شعاعی با امکان تنظیم بر روی المان مشترک نصب شده بر روی دیواره داخلی بدنه استوانه ای و قسمت دیگر نیز بر روی المان مشترک ساخته شده به صورت آستین نصب شده است. یک یقه به روتور دستگاه متصل می شود و فلنج با سوراخ های عبوری و یک پوشش قابل جابجایی ساخته می شود که یاتاقان ایمنی نصب شده در داخل فلنج را روی روتور دستگاه ثابت می کند.

بسیاری از مصرف کنندگان بلبرینگ معتقدند بلبرینگ های مغناطیسینوعی "جعبه سیاه" است، اگرچه آنها برای مدت طولانی در صنعت استفاده می شوند. آنها معمولاً در حمل و نقل یا آماده سازی استفاده می شوند گاز طبیعی، در فرآیندهای مایع شدن آن و غیره. آنها اغلب توسط مجتمع های پردازش گاز شناور استفاده می شوند.

یاتاقان های مغناطیسی با حرکت مغناطیسی کار می کنند. آنها به لطف نیروهای تولید شده توسط میدان مغناطیسی کار می کنند. در این حالت سطوح با یکدیگر تماس ندارند بنابراین نیازی به روغن کاری نیست. این نوع یاتاقان ها حتی در شرایط نسبتاً سخت، یعنی در دماهای برودتی، فشارهای شدید، قادر به عملکرد هستند. سرعت های بالاو غیره در عین حال، بلبرینگ های مغناطیسی قابلیت اطمینان بالایی را نشان می دهند.

روتور یاتاقان شعاعی که مجهز به صفحات فرومغناطیسی است با کمک میدان های مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنرباهای الکترومغناطیسی که روی استاتور قرار می گیرند در موقعیت مورد نظر قرار می گیرد. عملکرد بلبرینگ های محوری نیز بر اساس همین اصول است. در این حالت، در مقابل الکترومغناطیس های روی روتور، دیسکی وجود دارد که عمود بر محور چرخش نصب شده است. موقعیت روتور توسط سنسورهای القایی کنترل می شود. این حسگرها به سرعت تمام انحرافات از موقعیت اسمی را تشخیص می دهند، در نتیجه سیگنال هایی ایجاد می کنند که جریان های آهنربا را کنترل می کنند. این دستکاری ها به شما این امکان را می دهد که روتور را در موقعیت مورد نظر نگه دارید.

مزایای یاتاقان های مغناطیسی غیر قابل انکار: آنها نیاز به روغن کاری ندارند، تهدید نمی کنند محیط، انرژی کمی مصرف می کند و به دلیل عدم تماس و مالش قطعات، برای مدت طولانی کار می کند. علاوه بر این، بلبرینگ های مغناطیسی دارند سطح پایینارتعاشات امروزه مدل هایی با سیستم نظارت و کنترل وضعیت داخلی وجود دارد. در حال حاضر، یاتاقان های مغناطیسی عمدتاً در توربوشارژرها و کمپرسورها برای گاز طبیعی، هیدروژن و هوا، در فناوری برودتی، در واحدهای تبرید، در توربواکسپندرها، در فناوری خلاء، در ژنراتورهای الکتریکی، در تجهیزات کنترل و اندازه گیری، در پرداخت با سرعت بالا استفاده می شود. ماشین آلات آسیاب و آسیاب.

نقطه ضعف اصلی بلبرینگ های مغناطیسی- وابستگی به میدان های مغناطیسی ناپدید شدن میدان می تواند منجر به خرابی فاجعه بار سیستم شود، بنابراین اغلب با یاتاقان های ایمنی استفاده می شود. به طور معمول، آنها به عنوان یاتاقان های غلتشی استفاده می شوند که می توانند دو یا یک شکست مدل های مغناطیسی را تحمل کنند، پس از آن نیاز به تعویض فوری آنها است. همچنین برای یاتاقان های مغناطیسی، حجیم و سیستم های پیچیدهکنترل هایی که به طور قابل توجهی عملکرد و تعمیر بلبرینگ را پیچیده می کند. به عنوان مثال، برای کنترل این بلبرینگ ها اغلب یک کابینت کنترل مخصوص نصب می شود. این کابینت کنترل کننده ای است که با یاتاقان های مغناطیسی در تعامل است. با کمک آن، جریانی به آهنرباهای الکتریکی وارد می شود که موقعیت روتور را تنظیم می کند، چرخش بدون تماس آن را تضمین می کند و موقعیت پایدار آن را حفظ می کند. ضمناً در حین کار بلبرینگ های مغناطیسی ممکن است مشکل گرم شدن سیم پیچ این قطعه به وجود بیاید که در اثر عبور جریان ایجاد می شود. بنابراین، گاهی اوقات سیستم های خنک کننده اضافی با تعدادی بلبرینگ مغناطیسی نصب می شوند.

یکی از بزرگترین تولید کنندگان یاتاقان های مغناطیسی- شرکت S2M که در توسعه کامل شرکت داشت چرخه زندگیبلبرینگ های مغناطیسی و همچنین موتورهای آهنربای دائم: از توسعه تا راه اندازی، تولید و راه حل های عملی. S2M همیشه متعهد به سیاستی نوآورانه با هدف ساده سازی طرح های بلبرینگ برای کاهش هزینه ها بوده است. او سعی کرد مدل های مغناطیسی را برای استفاده گسترده تر توسط بازار مصرف صنعتی قابل دسترس تر کند. شرکت های تولید کننده انواع کمپرسورها و پمپ های خلاء، عمدتاً برای صنعت نفت و گاز، با S2M همکاری کردند. در یک زمان، شبکه خدمات S2M در سراسر جهان گسترش یافت. دفاتر آن در روسیه، چین، کانادا و ژاپن بود. در سال 2007، S2M توسط گروه SKF به مبلغ پنجاه و پنج میلیون یورو خریداری شد. امروزه یاتاقان های مغناطیسی با استفاده از فناوری های خود توسط بخش تولید A&MC Magnetic Systems تولید می شوند.

جمع و جور و مقرون به صرفه سیستم های مدولار، مجهز به یاتاقان های مغناطیسی، به طور فزاینده ای در صنعت استفاده می شود. در مقایسه با فناوری های سنتی مرسوم، آنها مزایای بسیاری دارند. به لطف سیستم های موتور/بیرینگ نوآورانه کوچک شده، ادغام چنین سیستم هایی در محصولات سری مدرن امکان پذیر شده است. امروزه در صنایع با تکنولوژی بالا (تولید نیمه هادی) استفاده می شود. اختراعات و پیشرفت های اخیر در زمینه یاتاقان های مغناطیسی به وضوح در جهت به حداکثر رساندن ساده سازی ساختاری این محصول است. این به منظور کاهش هزینه های تحمل است، و آنها را برای بازار صنعتی گسترده تر که به وضوح به چنین نوآوری نیاز دارد، قابل دسترس تر می کند.