ГАЗОМАГНИТНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ С ПОПЕРЕЧНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ МАГНИТОПРОВОДОВ

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах и узлах с вращающимися деталями.
Из существующего уровня техники известен подшипниковый узел содержащий вал, установленный в газостатическом подшипнике, камеру, находящуюся в корпусе подшипника, отверстия, выполненные во вкладыше подшипника, соленоид, установленный на валу, и магнит, по крайней мере, более одного, установленный между отверстиями вкладыша подшипника. RU 2347960 C1, опубл. 27.02.2009.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение как можно меньшего смещения вала в бесконтактной опоре.
Данная задача достигается за счет того, что газомагнитный подшипниковый узел включает ферромагнитный вал, установленный в корпусе газостатического подшипника, камеру для подвода сжатого воздуха, отверстия, выполненные во вкладыше подшипника, три П-образных магнитопровода, установленные поперечно оси вала, намагничивающие катушки, размещенные на ножках магнитопроводов, шесть магнитных полюсов, равномерно раздвинутые на 60 градусов относительно друг друга и расположенные между питающими отверстиями вкладыша газостатического подшипника. Намагничивающие катушки газомагнитного подшипникового узла могут быть размещены на ярмах магнитопроводов. На ферромагнитный вал может быть насажена непроводящая ферритовая втулка или втулка из шихтованного железа.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение несущей способности и жесткости подшипникового узла за счет сокращение протяженности пути магнитного потока внутри вала, увеличение скорости вращения и механического момента вала за счет уменьшения потерь на вихревые токи.
Устройство поясняется фиг.1 и фиг.2, на которых изображен фронтальный вид и изометрия с выполненным сечением газомагнитного подшипникового узла. На изометрии вал не показан.
Газомагнитный подшипниковый узел включает ферромагнитный вал 1, установленный в корпусе газостатического подшипника 2, камеру 3 для подвода сжатого воздуха, отверстия 4, выполненные во вкладыше 5 подшипника, три П-образных магнитопровода 6, установленные поперечно оси вала, намагничивающие катушки 7, размещенные на ножках 8 (фиг.1) или ярмах 9 магнитопроводов (фиг.2), шесть магнитных полюсов 10, равномерно раздвинутые на 60 градусов относительно друг друга и расположенные между питающими отверстиями вкладыша газостатического подшипника.
На ферромагнитный вал может быть насажена непроводящая ферритовая втулка или втулка из шихтованного железа 11.
Газомагнитный подшипниковый узел работает следующим образом. Через подводящую магистраль смазочный материал (газ, воздух) под давлением поступает через отверстия в камеру газостатического подшипника и оттуда через питающие отверстия в зазор между вкладышем и валом. Разница давления в нагруженной и ненагруженной частях вала создает несущую способность смазочного слоя, находящегося в зазоре. Одновременно полюса П-образных электромагнитов создают магнитные потоки, что вызывает магнитную силу, воздействующую на ферромагнитный вал, которая разгружает газостатический подшипник и помогает центрировать вал в опоре.
Поперечное расположение магнитопроводов сокращает протяженность пути магнитного потока внутри вала, тем самым увеличивается несущая способность и жесткость подшипникового узла.
Использование непроводящей ферритовой втулки или втулки из шихтованного железа уменьшает потери на вихревые токи в стали вала, тем самым увеличивается скорость вращения и механический момент вала.
Наиболее рациональной областью применения предлагаемого технического решения являются высокоточные механообрабатывающие аппараты с вращающимися деталями, в частности, высокоскоростные прецизионные шпиндельные узлы.