МАГНИТНЫЕ (ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ) ПОДШИПНИКИ
Магнитные подшипники:
-не подвержены износу;
-имеют крайне высокую долговечность;
-имеют высокую плавность при работе;
-жесткость сравнима с жесткостью гидравлических.
Особые преимущества:
-простота (не требуется отдельная система подачи воздуха или жидкости);
-не требуют никакой смазки;
-не чувствительны к внешним загрязнениям.
Основным аргументом, ограничивающим применение шпинделей с магнитными подшипниками, является – относительно высокая стоимость.
6 |
8 |
3 |
1 |
2 |
4 |
9 |
5
10
7
12
11
|
|
СОЖ |
|
Рис. ШУ на электромагнитных опорах: n до 30 000 мин-1, N=20 кВт. |
|
1 |
– ротор; 3,4 – радиальные электромагнитные опоры; 6,7 – опоры-ловители |
|
2 |
– статор; 5 – осевые электромагнитные опоры; |
8,9 – радиальные датчики; |
10, 11 – осевые датчики |
|
|
МЕТОД СМАЗКИ
Назначение смазки – обеспечить микроскопическую пленку между подвижными элементами для предотвращения износа и торможения, обеспечить охлаждение, в ряде случаев очистку подшипников.
Консистентная смазка – смазка пластичными материалами (смазка закладывается в полость между шариками и кольцами – должно быть заполнено 20–40% пространства между кольцами)
Достоинство – простота.
Недостаток – подшипниками с консистентной смазкой не работают при значениях dn>8.5·105 мм·мин-1 в продолжительном режиме.
Разбрызгиванием (2.2-3.2·105) – масло в подшипники подается:
-непосредственно от зубчатых колес;
-от распределителя.
Циркуляционная (проточная) (4-6·105) – масло подается:
-насосом под давлением (а);
-самотеком через резервуар, расположенный выше опоры (б). Отводится 50-70% возникающего тепла.
б
а
Масляный туман (5.5-10·105 )
Используется масляный резервуар, через который пропускается сжатый воздух. При смешении масла и воздуха образуется масляный туман. Капли тумана переносятся воздухом в зону подшипников.
Преимущества:
-хорошая подача смазки;
-простота;
-очистка и охлаждение подшипников.
Для шпинделей с высокой скоростью вращения и невысокой нагрузкой.
4 |
7 |
6 |
|
|
3 |
5 |
8 |
||
|
||||
|
|
|
||
2 |
|
|
9 |
|
|
|
|
||
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
1 |
1 |
– штуцера; |
4 |
– распределитель; |
7 |
– главный трубопровод; |
2 |
– трубопроводы; 5 – маслораспылитель; |
8 |
– запорный кран; |
||
3 |
– соединения; |
6 |
– контрольный кран; |
9 |
– устройство для образования м.т. |
Впрыскиванием (10-15·105) – масло строго дозированным объемом с помощью специальных сопел впрыскивается напрямую в опору.
Обеспечивается интенсивный теплоотвод (масло проходит через подшипник)
Требуются сложные системы подвода, отвода и контроля порций подаваемого масла
СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЙ
-избыточным давлением воздуха;
-при помощи манжет (контактные уплотнения);
-лабиринтными уплотнениями.
Создание избыточного давления – наиболее простой способ. Поток воздуха предотвращает поступление посторонних частиц в шпиндель (б).
Это особенно важно для мотор-шпинделей из-за часто возникающего эффекта «каминной тяги» (а).
|
|
При |
работе |
мотор-шпинделя |
интенсивно |
|||
|
|
повышается температура вала. После остановки |
||||||
|
|
шпинделя горячий ротор (вал) нагревает |
||||||
|
|
окружающий |
|
воздух, |
который |
начинает |
||
|
|
подниматься. |
Движение воздуха, |
аналогичное |
||||
|
|
тяге в дымоходе, засасывает в шпиндель воздух |
||||||
|
|
снаружи, который часто бывает загрязнен. Это |
||||||
|
|
особенно |
опасно, |
если |
обрабатываемый |
|||
а |
б |
материал графит или углерод. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Контактные уплотнения
Применение ограничено
-работают эффективно до 1500-2000 об/мин;
-есть вероятность реагирования с СОТС;
-влияние температуры на долговечность в подшипниковом узле передней опоре.
Лабиринтные уплотнения
Лабиринтное уплотнение – бесконтактная система, состоящей из подвижной (в виде втулки) и неподвижной (в виде крышки) частей. Обе части имеют каналы и канавки, сделанные таким образом, что обе части, собранные вместе, образуют ряд лабиринтных переходов между шпиндельными подшипниками и наружным воздухом. Через эту систему лабиринтов практически невозможно попадание грязной СОЖ внутрь шпинделя. Лабиринтные уплотнения совместно с избыточным давлением обеспечивают надежную защиту шпинделя от загрязнения.
1 |
3 |
4 |
5 |
2 |
|
|
|
|
1 |
4 |
||
1 |
3 |
5 |
4 |
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2
1 4
5
Рис. Примеры лабиринтных уплотнений: 1 – корпус; 2 – вал; 3 – подшипник;
4 – крышка; 5 - втулка