Mágneses csapágy
A mágneses csapágy a tengelyek , tengelyek és egyéb mágneses lebegtetés elvén működő alkatrészek tartóeleme . Ennek eredményeként a támaszték mechanikusan érintésmentes.
Vannak passzív és aktív mágneses csapágyak. De ha az aktív mágneses csapágyak már némi népszerűségre tettek szert, akkor a passzív csapágyak (ahol a mágneses teret nagy energiájú állandó mágnesek, például Nd Fe B hozzák létre ) még csak fejlesztési szakaszban vannak.
Előnyök és hátrányok
Előnyök
Ezeknek a csapágyaknak a fő előnye az érintkezés hiánya és az ebből eredő:
- magas kopásállóság;
- a csapágy használatának lehetősége agresszív környezetben, magas vagy alacsony hőmérsékleten (Hold, Mars).
Hibák
- A mágneses tér megszűnése esetén, ami az egész gépészeti rendszerre nézve katasztrofális lehet, biztonsági csapágyakról kell gondoskodni. Ezek általában gördülőcsapágyak , amelyek ebben az esetben kibírnak egy-két mágneses csapágy meghibásodást, ami után ki kell őket cserélni.
- Tekintettel arra, hogy a mágneses vonzás bizonyos instabilitással jár, meglehetősen bonyolult és nehézkes vezérlőrendszereket alkalmaznak, amelyek megnehezítik a csapágy javítását és működtetését.
- A fűtés. A csapágy tekercselése felmelegszik az áram áthaladása miatt. Néha ez nem kívánatos, ezért további hűtőrendszereket telepítenek.
Passzív mágneses csapágyak
Példa a passzív csapágyra (a csapágy nem használ visszacsatolásos axiális elmozdulás követő rendszert) a Dr. Torbjorn Lembke által feltalált egypólusú elektrodinamikus csapágy [1] [2] [3] . Ez egy alapvetően új típusú, passzív mágneses felfüggesztésen alapuló mágneses csapágy. Működéséhez nincs szükség vezérlőelektronikára, működési elve a Foucault-áramok fellépésén alapul , egy masszív, axiális mágnesezettségű állandó mágnest körülvevő rézhengerben, amely a tengely sugárirányú elmozdulása esetén a tengelyen van rögzítve.
Sugárirányú elmozdulással a rézhengerben áramok indukálódnak, melynek mágneses tere az állandó mágnes mágneses terével kölcsönhatásba lépve a henger tengelyére irányított helyreállító erőt képez. Ahhoz, hogy ezek az erők fellépjenek, vagy egy állandó mágneses tengelynek vagy egy rézhengernek kell gyorsan forognia [4] [5] [6] .
Amikor a mágneses fluxus megváltozik a vezető hengerben, örvény elektromos mező keletkezik, amely áramot generál, a Lenz-szabály szerint ennek az áramnak az iránya megakadályozza a külső mágneses tér megváltozását, és egyfajta „mágneses tükör” megjelenik [7] [8] [9] [10] [11 ] [12] [13] [14] [15] [16] .
Alkalmazás
A mágneses csapágyak előnyei közé tartozik a nagyon alacsony és kiszámítható súrlódás, a szárazon és vákuumban való futás képessége. Egyre gyakrabban használják ipari gépekben, például kompresszorokban , turbinákban , szivattyúkban , motorokban és generátorokban. A mágneses csapágyakat elektromos generátorokban, olajfinomításban, szerszámgépekben és földgázszállításban használják.
Használják urándúsítási gázcentrifugákban [17] és turbomolekuláris szivattyúkban is, ahol a kenéssel ellátott mechanikus csapágyak nem kívánt szennyeződés forrásai lehetnek.
Jegyzetek
- ↑ "Egy új kis veszteségű homopoláris elektrodinamikus csapágy tervezése és elemzése." Archivált : 2016. április 9. itt: Wayback Machine Lembke, Torbjörn . PhD értekezés. Stockholm: Universitetsservice US AB, 2005. ISBN 91-7178-032-7
- ↑ "3D-FEM Analysis of a Low Loss Homopoláris Induction Bearing" Archivált : 2011. június 8. Lembke, Torbjörn. 9. Nemzetközi Szimpózium a Mágneses Csapágyakról (ISMB9). augusztus 2004.
- ↑ Szeminárium a KTH-ban – a Stockholmi Királyi Műszaki Intézetben . 2010. február 24.
- ↑ Amati, N., Tonoli, A., Zenerino, E., Detoni, JG, Impinna, F. "Design Methodology of Electrodynamic Bearings", XXXVIII Associazione Italiana per l'Analisi delle Solecitazioni, Convegno Nazionale, No. 2009. 109
- ↑ Filatov, AV, Maslen, EH és Gillies, GT "A módszer a forgó testek felfüggesztésére elektromágneses erők segítségével", Journal of Applied Physics, 20. évf. 91
- ↑ Filatov, AV, Maslen, EH és Gillies, GT "Stability of an Electrodynamic Suspension" Journal of Applied Physics, Vol. 92 (2002), pp. 3345-3353.
- ↑ Basore PA "Passive Stabilization of Flywheel Magnetic Bearings", Mesterdolgozat, Massachusetts Institute of Technology (USA), 1980.
- ↑ Murakami C. és Satoh I. "Egy nagyon egyszerű radiális-passzív mágneses csapágy kísérletei örvényáramok alapján", In Proceedings of the 7th International Symposium on Magnetic Bearings, 2000. március.
- ↑ Bender D. és Post RF "Környezeti hőmérsékletű passzív mágneses csapágyak lendkerék energiatároló rendszereihez", a 7. Mágneses Csapágyak Nemzetközi Szimpóziumának anyagában, 2000. március.
- ↑ Moser R., Regamey YJ, Sandtner J. és Bleuler H. "Passive Diamagnetic Levitation for Flywheels", In Proceedings of the 8th International Symposium on Magnetic Bearings, 2002.
- ↑ Filatov A.V., McMullen P., Davey K. és Thompson R. "Flywheel Energy Storage System with Homopolar Electrodynamic Magnetic Bearing", In Proceedings of the 10th International Symposium on Magnetic Bearings, 2006.
- ↑ Sandtner J. és Bleuler H. "Electrodynamic Passive Magnetic Bearings with Planar Halbach Arrays", In Proceedings of the 9th International Symposium on Magnetic Bearings, 2004. augusztus.
- ↑ Sandtner J. és Bleuler H. „Passzív elektrodinamikus mágneses nyomócsapágy, amelyet kifejezetten állandó sebességű alkalmazásokhoz terveztek”, a 10. mágneses csapágyak nemzetközi szimpóziumának anyagában, 2004. augusztus.
- ↑ Amati N., De Lépine X. és Tonoli A. "Modeling of electrodynamic Bearings", ASME Journal of Vibration and Acoustics, 130, 2008.
- ↑ Kluyskens V., Dehez B. "Dinamikus elektromechanikai modell passzív mágneses csapágyakhoz", IEEE Transactions on Magnetics, 43, 3287-3292, 2007.
- ↑ Kluyskens V., Dehez B. "Parameterized electrochanical model for magnetic bearings with induced currents", Journal of System Design and Dynamics - Special Issue on the Eleventh International Symposium on Magnetic Bearings, 2009. [1] (nem elérhető link)
- ↑ Charles D. Urándúsítás. Spinning a Nuclear Comeback, Science, Vol. 315, (2007. március 30.) PMID 17395804 doi : 10.1126 /science.315.5820.1782
Irodalom
Linkek