Magnetni ležaj, kao i preostali mehanizmi ležajne grupe, služi kao podrška za rotirajuću osovinu. Ali za razliku od zajedničkih valjcinih ležajeva i ležajeva, veza s osovinom je mehanički beskontaktna, odnosno princip levitacije se koristi.

Klasifikacija i princip rada

Koristeći nivo levitacije, rotirajuća osovina doslovno leti u moćnom magnetnom polju. Kontrolirajte pokret osovine i koordinirajte rad magnetne instalacije omogućava složenom sistemu senzora koji stalno nadgleda stanje sistema i isporučuje potrebne kontrolne signale mijenjanjem sile atrakcije s jedne ili druge.

Magnetni ležajevi su podijeljeni u dvije velike grupe - aktivne i pasivne. Detaljnije o uređaju svake vrste ležaja u nastavku.

1. Aktivni magnetni ležajevi.

Nazivaju se i aktivne magnetske suspenzije. Kao što je već spomenuto, sastoje se od dva dijela - sama nosila, kao i elektronski upravljački sistem magnetskog polja.

1, 3 - zavojnice za napajanje; 2 - osovina razlikuje radijalne i tvrdoglave mehanizme (prema vrsti percipiranog opterećenja), ali imaju isti princip rada. Koristi se poseban rotor (uobičajeno osovina nije pogodno), modificirano prema feromagnetskim blokovima. Ovaj rotor "visi" u magnetskom polju stvorenom elektromagnetskim zavojnicama koje se nalaze na statoru, odnosno oko osovine za 360 stepeni, formirajući prsten.

Čišćenje zraka formira se između rotora i statora, što omogućava da se predmeti zakretaju s minimalnim trenjem.

Sljedeći mehanizam kontrolira poseban elektronički sistem koji, koristeći senzore, stalno nadgleda položaj rotora u odnosu na zavojnice i kontrolna struja odgovarajuće zavojnice isporučuje ga na najmanjim pomak. To vam omogućava da održavate rotor u istom položaju.

Izračun takvih sistema može se detaljnije proučavati u priloženoj dokumentaciji.

1. Pasivni magnetni ležajevi.

Aktivne magnetske suspenzije široko se koriste u industriji, dok su pasivni sustavi i dalje u razvoju i testiranju. Kako se ime podrazumijeva, ključna razlika je odsustvo aktivnih elemenata, odnosno se koriste stalni magneti. Ali sustav nekoliko trajnih magneta vrlo je nestabilan, tako da je praktična primjena takvih sistema još uvijek upitna. Shema u dole konvencionalno predstavlja načelo rada pasivnih mehaničkih suspenzija.

Rotor je opremljen trajnim magnetom, kao i statorom koji se nalaze prsteni oko rotora. Istoi nazivni stupovi nalaze se u blizini radijalnog smjera, što stvara učinak levitacije drveća. Ovaj sistem se može čak prikupiti sa vlastitim rukama.

Prednosti

Naravno, glavna prednost je nedostatak mehaničke interakcije između rotirajućeg rotora i statora (prstena).

Iz ovoga slijedi da su takvi ležajevi vrlo izdržljivi, odnosno imaju povećanu otpornost na habanje. Također, dizajn mehanizma omogućava vam da ga koristite u agresivnim okruženjima - povećanoj / smanjenoj temperaturi, agresivno zračno okruženje. Stoga se zastupnik sve više koristi u svemirskoj industriji.

Nedostaci

Nažalost, sistem ima veliki broj nedostataka. Oni uključuju:

• Složenost kontrole aktivnih suspenzija. Potreban je kompleks, skup elektronički sistem kontrole suspenzije. Njegova upotreba može se opravdati samo u "skupim" industriji - kozmičkim i vojnim.
• Potreba za korištenjem sigurnosnih ležajeva. Oštro isključenje električne energije ili kvar magnetske zavojnice može dovesti do katastrofalnih posljedica za cijeli mehanički sistem. Stoga se mehanički ležajevi koriste za osiguranje zajedno sa magnetom. U slučaju odbijanja glavnog, oni će moći preuzeti teret i izbjeći ozbiljne kvarove.
• Grijanje zavojnice namotavanje. Zbog prolaska trenutnog stvaranja magnetskog polja, zagrijavanje zavojnica se zagrijava, što je često štetan faktor. Stoga je potrebno koristiti posebne hladne biljke, što dodatno povećava troškove korištenja suspenzije.

Područja upotrebe

Mogućnost rada na bilo kojoj temperaturama, pod uvjetima vakuuma i nepostojanje podmazivanja omogućava upotrebu suspenzija u svemirskoj industriji, u mašini Rafinerije nafte. Oni su također pronašli njihovu upotrebu u plinskim centrifugima da obogaćuju uranijum. Različite elektrane također koriste magnetske suspenzije u svojim proizvodnim instalacijama.

Ispod su neki zanimljivi video na temi.

U raznim modernim elektromehaničkim proizvodima i tehničkim proizvodima, magnetni ležaj je glavni čvor koji određuje tehničke i ekonomske karakteristike i povećava operativni period bez problema. U odnosu na tradicionalne ležajeve, trenja sila između fiksnih i pokretnih dijelova u potpunosti nedostaje magnetskim ležajevima. Prisutnost takve imovine omogućava implementaciju povišenih brzina u dizajnu magnetskih sustava. Magnetni ležajevi izrađuju se od superprovodnih materijala na visokoj temperaturi koji racionalno utječu na njihova svojstva. Takva svojstva uključuju značajno smanjenje troškova modela dizajna rashladnih sistema i tako važan parametar, kao dugoročno održavanje magnetnog ležaja u radnom stanju.

Princip rada magnetnih suspenzija

Načelo rada magnetskih suspenzija zasnovan je na korištenju slobodne levitacije, koje stvara magnetska i električna polja. Rotirajuća osovina koristeći takve suspenzije, bez upotrebe fizičkog kontakta, u doslovnom smislu suspenduje se u moćnom magnetskom polju. Relativne revizije su u toku bez trenja i habanja, dok se postiže najveća pouzdanost. Temeljna komponenta magnetskog ovjesa je magnetni sistem. Njegova glavna svrha je stvaranje magnetskog polja potrebnog oblika, osiguravajući potrebne karakteristike vuče u radnom prostoru tijekom kontrole određenog premještanja rotora i krutosti sama nosivosti. Takvi parametri magnetskih ležajeva izravno ovise o dizajnu magnetnog sustava, koji se moraju razvijati i izračunati na osnovu njegovih majorbaritis Komponenta je skupi kriogeni sistem hlađenja. Ono što je sposobno za elektromagnetsko polje magnetskih suspenzija može se jasno vidjeti na radu dječje igračke Levitron. U praksi, magnetne i električne suspenzije postoje u devet vrsta koje se međusobno razlikuju po principu djelovanja:

• magnetne i hidrodinamičke suspenzije;
• suspenzije koje rade na trajnim magnetima;
• aktivni magnetski ležajevi;
• obustave kondicioniranja;
• LC-rezonancijske vrste suspenzija;
• indukcijski ležajevi;
• dijagnetičke vrste suspenzija;
• superprodinziranje ležajeva;
• elektrostatičke suspenzije.

Ako testirate sve ove vrste suspenzija u popularnosti, zatim u trenutnim stvarnostima, vodećim položajima aktivnih magnetskih ležajeva (AMP) zauzeli su. Prema obrascu, oni su mehatronski sistem uređaja u kojem se stabilno stanje rotora vrši prisutnim magnetnom privlačnošću. Te sile utječu na rotor sa strane elektromagneta, električnu struju u kojoj je konfiguriran automatskom upravljačkom sistemu na signalima senzora elektroničke upravljačke jedinice. U takvim kontrolnim blokovima mogu se koristiti tradicionalni analogni i inovativniji digitalni sistem obrade signala. Aktivni magnetni ležajevi imaju odlične dinamičke karakteristike, pouzdanost i visoku efikasnost. Jedinstvene mogućnosti aktivnih magnetnih ležajeva doprinose njihovoj širokoj implementaciji. AMP efikasno primjenjuje, na primjer, u takvoj opremi:
- plinske turbinske instalacije;
- brzi rotacijski sistemi;
- Elektro motori;
- Turbodetanders;
- Uređaji za pohranu Inercijalna energija itd.
Dok aktivni magnetni ležajevi zahtijevaju vanjsku struju i skupu i složenu kontrolnu opremu. Trenutno su programeri AMP-a aktivni na stvaranju pasivne vrste magnetnih ležajeva.

Načelo njezine akcije temelji se na korištenju sile koja djeluje na dirigenta sa trenutnom stavljenom u magnetsko polje. Dirigent sa strujom može biti čvrst ili tečnost. U potonjem slučaju se nazivaju podrške

magnetohidrodinamički vrstu provodljivosti. Ovisno o trenutnom vrsti, suspenzije provodljivosti podijeljene su u istosmjerne i ispravljačke suspenzije (magnetsko polje i struje moraju odgovarati fazi).

Suspenzija provođenja predstavljena na slici 1.2.5 ima jednostavan dizajn i u isto vrijeme ima visok kapacitet opterećenja.

Slika 1.2.5 - Uvjetno suspenzija

Značajan nedostatak ograničavajućih korištenja suspenzija provodljivosti je potreba za uzbudljivim strujama izravno na tijelu koje vodi do značajnog povećanja vlastite težine i smanjuje efikasnost suspenzije. Takođe, nedostaci uključuju potrebu za trenutni izvor velikih vrijednosti.

Provodne nosače posvećene su malom broju radova, ali još nisu široko korišteni. Trenutno se suspenzija provođenja koristi u metalurgiji (za topljenje čistih metala), transport.

Aktivne magnetske suspenzije

Aktivna magnetska ovjesa? Ovo je kontrolirani elektromagnetski uređaj koji drži rotirajuće dio mašine (rotor) u određenom položaju u odnosu na fiksni dio (stator).

Aktivne magnetske suspenzije zahtijevaju poseban elektronski blok vanjske povratne informacije.

Da bi se objasnio princip rada aktivnog magnetskog suspenga, razmotrite sliku 1.2.6, što pokazuje najjednostavniju strukturnu shemu ovjesa. Sastoji se od senzora koji mjeri pomaknute pristranosti u odnosu na ravnotežni položaj, regulator koji obrađuje mjerni signal, pojačalo napajanja, pokreće vanjski izvor koji pretvara u kontrolnu struju u namotavanju elektromagneta. Ovaj signal uzrokuje sile koje drže i vraćaju feromagnetsko tijelo u ravnotešku stanja.

Očigledna prednost aktivnih shema je sposobnost postizanja efikasnije reguliranje terena za vaganje i, prema tome, poboljšanje karakteristika snage. Aktivna ovjesa ima visoku nosivost, visoku mehaničku čvrstoću, širok spektar promjene krutosti i prigušivanja, bez buke i vibracija, imuna na zagađenje, nema potrebe za podmazivanjem, itd. Stabilnost suspenziviranja, kao i potrebna krutost i prigušivanje, postiže se odabirom zakona upravljanja. Nedostaci aktivne magnetske ovjes uključuju visoke troškove, potrošnju energije iz vanjskog izvora, složenost elektroničke upravljačke jedinice itd.

Slika 1.2.6 - Aktivna magnetska ovjesa

Važna područja primjene aktivnih magnetskih ležajeva su svemirska tehnologija (vakuumske turbomolekularne pumpe), medicinska oprema, oprema u prehrambenoj industriji, brzim prizemnim prevozom itd.

nakon gledanja videa pojedinih drugova, poput takvog

odlučio sam i primijetiću u ovoj temi. Po mom mišljenju, video je prilično nepismen, tako da je sasvim moguće zviždati sa parketa.

nakon prolaska gomile šema u glavi, gledajući načelo suspenzije u središnjem dijelu u videu Beletska, shvativši kako djeluju igračke Levitron, došli u jednostavnu shemu. Jasno je da bi potporni spike trebali biti dvije na istoj osi, sama šiljaka je izrađena od čelika, a prstenovi su kruti na osovini fiksno. Umjesto čvrstih prstenova, sasvim je moguće ležati vrlo velike magnete u obliku prizme ili cilindra koji se nalazi oko kruga. Princip poput u čuvenoj livitron igračkoj. Samo umjesto heteroskopskog trenutka koji ne dopušta vuk da prevrne, koristimo "trčanje" između žigova krutih fiksiranih na osi.

ispod videa sa igračkom "Livitron"

i evo šeme koju predlažem. U stvari, igračka je na VIDEO gore, ali kao što rekoh, treba joj nešto što ne bi bilo podržano referentnim pljuvanjem. U gore navedenom videu koristi se žiroskopski trenutak, koristim dva stalka i ustajem između njih.

pokušajmo opravdati rad ovog dizajna, kao što je vidim:

magneti se gube, znači slabo mjesto - morate stabilizirati ove šiljke duž osi. Ovde sam koristio takvu ideju: magnet pokušava gurnuti šiljak u zonu sa najmanjim jačinom polja, jer Spike ima suprotnu magnetizaciju prstena i sama magnet, gdje u prilično velikom području smještenom duž osi, napetost je manja nego na peruptore. Oni. Distribucija čvrstoće magnetske polje u obliku podsjeća na čašu - u zidu napetost je maksimalna, a na osovini minimalno.

spike se mora stabilizirati duž osi, uz istovremeno pritiskanje s planućeg magneta u zonu s najmanjim čvrstoćom polja. Oni. Ako su takvi šiljci dva na jednoj osi, a magneti prstenasto fiksirani - osovina mora "objesiti".

ispada da se nalazi u zoni s manjom čvrstoćom polja najpouzdanije je koristan.

oranje na Internetu pronađeno je sličan dizajn:

ovdje se nalazi i zona s manje napetosti, nalazi se i uz osi između magneta, također se koristi ugao. Općenito, idealologija je vrlo slična, ali ako se rastrgnete o kompaktnom ležaju - opcija iznad izgleda, međutim, potrebna je posebnu magnete. Oni. Razlika između shema je u tome što ulazim u potporni dio u zonu sa nižom napetošću, a u shemi iznad samog sama formiranje takve zone osigurava položaj na osovini.
za usporedbu jasnoće, Redrav sam svoje sheme:

u suštini su ogledali. Općenito, ideja nije nova - svi se vrte po istom, čak imam i sumnje da autor videozapisa gore jednostavno nije tražio navodna rješenja

ovdje gotovo jedan u jednom, ako konusni prestani nisu čvrsti, a kompozit je magnetski krug + trkački magnet, tada će biti moja shema. Čak bih rekao početnu nepetimizirana ideja - crtež ispod. Samo slika iznad djeluje na "atrakciji" rotora, a u početku sam planirao "odbojnost"


za posebno nadarene, želim primijetiti, ova suspenzija ne krši teoreme (zabrana) Irnshoua. Činjenica je da nije ovdje u vezi sa čisto magnetskom ovjesom, bez uska fiksacija centara na osovini, I.E. Jedna osovina je čvrsto fiksna, ništa neće raditi. Oni. Govorimo o odabiru točke podrške i ništa više.

na zapovjednikom, ako vidite video zapis Beletsky, onda se vidi da se otprilike takva konfiguracija polja već koristi tamo gdje nije na putu, nema dovoljno konačnog moždanog udara. Konični magnetni cjevovod distribuira "odbojnost" duž dvije osi, treća osovina Irschow naređena da se popravi drugačije, nisam se tvrdio i teško je to mehanički učvrstio. Zašto Belletsky nije pokušao ovu opciju, ne znam. U stvari, treba mu dva "livitron" - stajati na osi i povežite bakrenu cijev na vuk.

također se može primijetiti da možete koristiti savjete iz bilo kojeg doniranog snažnog promjera u magnetu polariteta za razliku od magnetskog referentnog prstena. Oni. Zamijenite gomilu magneta + konični magnetski krug, samo na konusu iz dijagrenata. Fiksacija na osi bit će pouzdanija, ali dijamagnetici se ne razlikuju u snažnoj interakciji i potrebne su velike čvrstoće polja i veliku "jačinu" ovog polja da bi ga nametnuta barem nekako nametnuta. Zbog činjenice da je polje aksično ujednačeno u odnosu na os rotacije, promjene magnetnog polja koja se događaju tijekom rotacije. Sličan ležaj ne stvara suzbijanje rotacije.

prema logici stvari, ovaj princip treba biti primjenjiv na ovjes plazme - produženu "magnetsku bocu" (Proboscotron), koji će čekati - vidjeti.

zašto sam tako siguran kao rezultat? Pa, jer ne može biti :) Jedino što može napraviti magnetske cjevovode u obliku konusa i šalice za "krutu" konfiguraciju polja.
pa, Takkk se može naći videozapisi sa sličnom ovjesom:

ovdje autor ne koristi magnetske cjevovode i koristi naglasak na igli, kao i općenito i razumijevanje Irnshou teoreme. Ali prstenovi su već čvrsto fiksirani na osi, to znači da možete širiti osovinu između njih, koje se LEGO postiže pomoću konusnih magnetskih cjevovoda na magnetima osi. Oni. Sve dok se "dno" "" magnetsko staklo "ne pokvari kroz magnetnu cijev sve teže gurnuti u prsten. Magnetska propusnost zraka je manja od magnetnog cjevovoda - smanjenje zračnog sloja dovest će do povećanja čvrstoće polja. Oni. Jedna osovina je strogo fiksirana mehanički - tada neće biti potrebna nosača na igli. Oni. Pogledajte prvo crtež.

P.S.
to sam našao. Iz serije, loš glava ruku ostatka ne daje - autor je i dalje Beletski - majka nije presvučena tamo - poljana konfiguracija je prilično komplicirana, osim, a ne homogena duž osi rotacije. Kada se rotirate, promjena magnetske indukcije u osi sa svim digestorima ... obratite pažnju na kuglu u magnetu na prstenu, s druge strane u cilindru magneta zvona. Oni. Čovjek je glupo uplašio princip ovjesa opisanog ovdje.

pa, ili suspendovana suspenzija na fotografiji I.E. Peppers na fotografiji koriste se nosačima na igli, a objesio je loptu u iglu - Ai Shaitan - radio - ko bi pomislio (sjećam se da sam dokazao da ne razumijem Irnshou Teorem), ali um Da biste objesili dvije kuglice i koriste samo dva prstena koja se očito ne hvataju. Oni. Broj magneta u uređaju na videozapisu može se lako smanjiti na 4, a možda i do 3p. Konfiguracija cilindra u jednom prstenu i loptu u drugom može se smatrati eksperimentalno provjerenim radom vidjeti lik izvorne ideje. Tamo sam koristio dva slična stajala i cilindre + konus, iako mislim da je konus taj dio sfere sa stupa do rada promjera.

postalo je da sama naglasak izgleda ovako - ovo je magnetski krug (I.E. Gvožđe, nikal, itd.) U njemu samo

položen je magnetni prsten. Odgovor na odgovaranje isti je, samo naprotiv :) i postoje dvije stanice u dozvoli boravka Irnshou je zabranio da radi jedan korak.

Mnogi potrošači ležajeva smatraju magnetni ležajevi Osebujna "crna kutija", iako se koriste u industriji prilično dugo vremena. Obično se koriste prilikom transporta ili pripreme prirodnog plina, u procesima ukapljenosti i tako dalje. Često ih koriste plutajući kompleksi za preradu plina.

Funkcija magnetnih ležajeva zbog magnetske levitacije. Oni rade zbog sila koje generiraju magnetsko polje. U ovom slučaju, površine između sebe nisu u kontaktu, tako da nema potrebe za podmazivanjem. Ova vrsta ležaja može funkcionirati čak i u prilično oštrim uvjetima, naime na kriogenim temperaturama, ekstremnim indikatorima tlaka, velike brzine i tako dalje. U ovom slučaju magnetni ležajevi pokazuju veliku pouzdanost.

Radijalni rotor koji je opremljen feromagnetskim pločama, pomoću magnetnih polja stvorenih, postavljenim na elektromagnete statora, održava se u željenom položaju. Funkcioniranje aksijalnih ležajeva temelji se na istim principima. Istovremeno, nasuprot elektromagnetima na rotoru, disk se nalazi, koji je postavljen okomito na osovinu rotacije. Položaj rotora Track Induction Senzori. Ovi senzori brzo određuju sva odstupanja od nominalnog položaja, kao rezultat čija su signali koji kontroliraju struje u magnetima stvaraju. Ove manipulacije omogućuju vam da držite rotor u željenom položaju.

Prednosti magnetnih ležajeva neosporan: Ne zahtijevaju podmazivanje, ne prijete u okruženju, ne trošite malo energije i zbog nepostojanja kontakt i trljanje dijelova već duže vrijeme. Pored toga, magnetni ležajevi imaju nizak nivo vibracija. Danas postoje modeli sa ugrađenim sistemom za nadgledanje i kontrolu. Trenutno se magnetski ležajevi uglavnom koriste u turbopunjaču i kompresorima za prirodni plin, vodonik i zrak, u krigenoj tehnici, u hladnjačkim instalacijama, u turboetektorima, u vakuumskim tehnikama, u električnim generatorima, u kontrolnoj i mjernoj opremi Velika brzina poliranja, glodalica i glodanje i brusilice.

Glavni nedostatak magnetnih ležajeva - Zavisnost od magnetnih polja. Nestanak polja može dovesti do katastrofalnog raspada sistema, tako često se koriste sa sigurnosnim ležajevima. Obično se koriste valjani ležajevi koji mogu izdržati dva ili jedan neuspjeh magnetskih modela, nakon toga im je potrebna njihova neposredna zamjena. Također, glomazni i složeni upravljački sustavi koriste se za magnetske ležajeve, što značajno ometa rad i popravak ležaja. Na primjer, često se instalira poseban upravljački ormar za kontrolu tih ležajeva. Ovaj kabinet je kontroler koji interaktivlja sa magnetskim ležajevima. Uz svoju pomoć, elektromagnet se isporučuje na elektromagnet koji regulira položaj rotora koji garantuje beskontaktnu rotaciju i održavanje stabilnog položaja. Pored toga, može se pojaviti problem magnetnih ležajeva, problem namotaja ovog dijela, koji se događa zbog trenutnog prolaza. Stoga, sa nekim magnetskim ležajevima, dodatni rashladni sustavi ponekad se postavljaju.

Jedan od najvećih proizvođača magnetnih ležajeva - S2M, koji je učestvovao u razvoju cjelovitog životnog ciklusa magnetnih ležajeva, kao i motora sa trajnim magnetima: počevši od razvoja i završetka puštanja u pogon, proizvodnju i praktična rješenja. S2M se uvijek pokušavao pridržavati inovativne politike usmjerene na pojednostavljivanje struktura ležajeva neophodnih za smanjenje troškova. Pokušala je napraviti magnetske modele dostupnije široj upotrebi industrijskih potrošačkih tržišta. S2M surađivali kompanije koje proizvode različite kompresore i vakuumske pumpe uglavnom za ulje i plinsku industriju. U jednom trenutku, S2M servisna mreža širila se širom svijeta. Njeni uredi su imali u Rusiji, Kini, Kanadi i Japanu. S2M je 2007. dobio SKF grupu za pedeset i pet miliona eura. Danas magnetni ležajevi prema njihovim tehnologijama proizvode proizvodna jedinica A & MC magnetski sustavi.

Kompaktni i ekonomični modularni sistemi opremljeni magnetskim ležajevima koriste se u industriji sav širi. U usporedbi s poznatim tradicionalnim tehnologijama, imaju mnogo prednosti. Zahvaljujući minijaturiziranim inovativnim sistemima, "Motor / ležaj" počeo je integrirati takve sustave u moderne serijske proizvode. Oni se koriste danas u visokotehnološkim industrijama (proizvodnja poluvodiča). Najnoviji izumi i razvoj u području magnetskih ležajeva jasno su usmjereni na maksimalno strukturno pojednostavljenje ovog proizvoda. Potrebno je smanjiti troškove ležajeva, što će ih učiniti dostupnijim korištenjem širokim tržištem industrijskih potrošača koji su nesumnjivo trebale takve inovacije.