PL220042B1

PL220042B1 - Longitudinal and radial shaft bearing mounted, lubricated with magnetic fluid

Info

Publication number: PL220042B1
Application number: PL397289A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński; Józef Salwiński
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL397289A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wzdłużno-promieniowe łożyskowanie wałka, smarowane cieczą magnetyczną, stosowane zwłaszcza do łożyskowania szybkoobrotowych wałków w przyrządach precyzyjnych i drobnych mechanizmach.The subject of the invention is a longitudinal-radial shaft bearing, lubricated with a magnetic liquid, used in particular for the bearing of high-speed shafts in precision instruments and small mechanisms.

Znane z opisu patentowego US 4526484 łożyskowanie wałka składa się z: obudowy, w której umieszczony jest magnes trwały spolaryzowany osiowo, wałka z czołową powierzchnią kulistą, nabiegunnika i cieczy magnetycznej znajdującej się w szczelinach pomiędzy gniazdem obudowy, a powierzchnią walcową i czołową wałka. Magnes trwały, nabiegunnik oraz ciecz magnetyczna umieszczona w szczelinie promieniowej pomiędzy magnesem trwałym i nabiegunnikiem, a powierzchnią walcową wałka stanowi uszczelnienie ferromagnetyczne, które zapewnia szczelność łożyska.The shaft bearing known from the patent description US 4,526,484 consists of: a housing in which an axially polarized permanent magnet is placed, a shaft with a spherical face, a pole piece and a magnetic fluid located in the gaps between the housing seat and the cylindrical and face of the shaft. The permanent magnet, the pole piece and the magnetic liquid placed in the radial gap between the permanent magnet and the pole piece, and the cylindrical surface of the shaft, constitute a ferromagnetic seal which ensures tightness of the bearing.

Z opisu patentowego PL197807 znane jest wzdłużne łożyskowanie wałka, smarowane cieczą magnetyczną, posiadające tulejową obudowę, w której znajduje się zamocowana współosiowo panewka, z półkolistym gniazdem obejmującym półkolistą końcówkę czopa wałka oraz w którym w szczelinie między panewką a czopem znajduje się ciecz magnetyczna utrzymywana siłami pola magnesu trwałego. Charakteryzuje się ono tym, że panewka ustalona jest współosiowo w obudowie za pośrednictwem pierścieniowego magnesu trwałego spolaryzowanego promieniowo i obejmującego ją w strefie bliskiej powierzchni czołowej otworu gniazda panewki, natomiast wzdłuż osi podparta jest o dno obudowy poprzez usytuowany w niej współosiowo walcowy magnes trwały spolaryzowany poosiowo.From the patent description PL197807 there is known longitudinal shaft bearing lubricated with a magnetic liquid, having a sleeve housing, in which there is a bushing coaxially mounted, with a semicircular seat covering the semicircular end of the shaft journal, and in which in the gap between the bushing and the pin there is a magnetic fluid held by the force of the field permanent magnet. It is characterized by the fact that the bushing is coaxial in the housing by means of an annular radially polarized permanent magnet and embraces it in the area close to the face of the opening of the seat of the seat, while along the axis it is supported against the housing bottom by an axially polarized cylindrical permanent magnet located therein.

Znane jest także z opisu patentowego PL200295 promieniowo-wzdłużne łożyskowanie wałka, smarowane cieczą magnetyczną, posiadające obudowę, w której czop wałka o kulistej powierzchni czołowej ujęty jest w ślizgowych łożyskach walcowym i czołowym, a przestrzeń wewnętrzna łożyskowania wypełniona cieczą magnetyczną uszczelniona jest z zewnątrz przez wielokrawędziowy nabiegunnik osadzony na pierścieniowym magnesie trwałym spolaryzowanym osiowo i przylegającym do łożyska walcowego, charakteryzuje się tym, że łożysko walcowe i czołowe wykonane jako panewki z materiału porowatego nasyconego cieczą magnetyczną, przedzielone są pierścieniowym magnesem trwałym wewnętrznym, który spolaryzowany jest osiowo oraz skierowany w stronę panewki łożyska walcowego biegunem różnoimiennym w stosunku do bieguna magnesu trwałego zewnętrznego, przylegającego po drugiej stronie do tego łożyska.Also known from the patent description PL200295 is a radial-axial shaft bearing, lubricated with magnetic liquid, having a housing in which the spherical face of the shaft journal is enclosed in cylindrical and spherical plain bearings, and the inner space of the bearing, filled with magnetic liquid, is sealed from the outside by a multi-edge the pole piece is mounted on an axially polarized ring permanent magnet adjacent to the cylindrical roller bearing, characterized by the fact that the cylindrical and face bearings made of porous material saturated with magnetic liquid are separated by an internal ring permanent magnet, which is axially polarized and directed towards the bearing shell a cylindrical pole unlike the pole of the external permanent magnet adjacent to the bearing on the other side.

Ze zgłoszenia patentowego P-391642 znane jest również poprzeczno-wzdłużne łożyskowanie wałka smarowane cieczą magnetyczną, złożone z panewek porowatych nasyconych cieczą magnetyczną, magnesów trwałych, wielokrawędziowego nabiegunnika i cieczy magnetycznej charakteryzuje się tym, że panewki porowate i wielokrawędziowy nabiegunnik przedzielone pierścieniowymi magnesami trwałymi, spolaryzowanymi osiowo, osadzone są na obracającym się wałku, a we wnęce wykonanej wewnątrz obudowy na jej dnie, osadzony jest walcowy magnes trwały, także spolaryzowany osiowo i oddzielony od półkolistego czopa wałka płytką oporową.Patent application P-391642 also discloses a transverse-longitudinal shaft bearing lubricated with a magnetic liquid, consisting of porous shells saturated with magnetic liquid, permanent magnets, a multi-edge pole piece and a magnetic liquid, characterized by the fact that porous shells and a multi-edge pole piece are separated by circular permanent polarized magnets. axially, they are mounted on a rotating shaft, and in a cavity made inside the housing at its bottom, a cylindrical permanent magnet is mounted, also axially polarized and separated from the semicircular shaft journal by a stop plate.

Istota łożyskowania według wynalazku złożonego z panewki porowatej nasyconej cieczą magnetyczną, magnesów trwałych, wielokrawędziowego nabiegunnika i cieczy magnetycznej polega na tym, że w komorze utworzonej pomiędzy wałkiem, a gniazdem obudowy umieszczona jest panewka porowata z pierścieniowymi gniazdami wykonanymi na jej zewnętrznej powierzchni walcowej, w których osadzone są segmentowe magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, z biegunami N skierowanymi w stronę gniazda obudowy i biegunami S skierowanymi w stronę wałka, a w górnej części gniazda obudowy umieszczony jest wielokrawędziowy nabiegunnik. Ciecz magnetyczna znajduje się na powierzchni styku panewki z wałkiem oraz w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a powierzchnią wałka.The essence of the bearing arrangement according to the invention consisting of a porous bush saturated with magnetic liquid, permanent magnets, a multi-edge pole piece and a magnetic liquid consists in the fact that a porous bush with annular seats made on its external cylindrical surface is placed in the chamber formed between the shaft and the housing seat. Segmented radially polarized permanent magnets are mounted, with N poles facing the housing socket and S poles facing the shaft, and a multi-edge pole piece is placed in the upper part of the housing socket. The magnetic fluid is located on the contact surface of the bush with the shaft and in the annular gaps formed between the sealing lips of the pole piece and the shaft surface.

Rozwiązanie łożyskowania wałka według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania na rysunku, przy czym na fig. 1 pokazano jego przekrój osiowy , a na fig. 2 - przekrój poprzeczny A-A.The embodiment of the shaft bearing support according to the invention is shown in the embodiment in the drawing, while Fig. 1 shows its axial section, and Fig. 2 shows a cross section A-A.

Łożyskowanie wałka 1 umieszczone w obudowie 2, składa się z panewki porowatej 3 nasyconej cieczą magnetyczną, segmentowych magnesów trwałych 4 spolaryzowanych promieniowo, wielokrawędziowego nabiegunnika 5 i cieczy magnetycznej 6. W panewce 3 na jej zewnętrznej powierzchni wykonane są pierścieniowe gniazda, w których osadzone są segmentowe magnesy trwałe 4. Bieguny N magnesów 4 skierowane są w stronę gniazda obudowy 2, a bieguny S magnesów 4 skierowane są w stronę powierzchni wałka 1. Panewka 3 wraz z magnesami 4 umieszczona jest w komorze utworzonej pomiędzy wałkiem 1, a gniazdem obudowy 2. W górnej części gniazda obudowy 2 umieszczonyThe shaft bearing 1, placed in the housing 2, consists of a porous bushing 3 saturated with magnetic liquid, segmented permanent magnets 4 radially polarized, a multi-edge pole piece 5 and a magnetic liquid 6. In the bushing 3, on its outer surface, there are ring seats in which segmented permanent magnets 4. The N poles of the magnets 4 are directed towards the housing 2 seat, and the S poles of the magnets 4 are directed towards the shaft 1 surface. The shell 3 with magnets 4 is placed in the chamber formed between the shaft 1 and the housing seat 2. W the upper part of the housing slot 2 placed

PL 220 042 B1 jest wielokrawędziowy nabiegunnik 5. Ciecz magnetyczna 6 znajduje się na powierzchni styku panewki 3 z wałkiem 1 oraz w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika 5, a powierzchnią wałka 1. Zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez wałek 1, obudowę 2, panewkę 3, magnesy 4 i ciecz magnetyczną 6.PL 220 042 B1 is a multi-edge pole piece 5. The magnetic fluid 6 is located on the contact surface of the bushing 3 with the shaft 1 and in the annular gaps formed between the sealing lips of the pole piece 5 and the surface of the shaft 1. Closed magnetic circuits are formed by the shaft 1, the housing 2, shell 3, magnets 4 and magnetic fluid 6.

W warunkach eksploatacji łożyskowania, w wyniku działania sił magnetycznych ciecz magnetyczna 6 utrzymywana jest na powierzchni styku panewki 3 z wałkiem 1, tworząc cienką warstewkę filmu smarnego. Natomiast ciecz magnetyczna 6 znajdująca się w pierścieniowych szczelinach δ, pomiędzy występami nabiegunnika 5, a powierzchnią wałka 1, tworzy bariery uszczelniające, które zapobiegają wnikaniu zanieczyszczeń do wnętrza łożyska.In the operating conditions of the bearing arrangement, as a result of the action of magnetic forces, the magnetic fluid 6 is kept on the contact surface of the bushing 3 with the shaft 1, forming a thin lubricating film layer. On the other hand, the magnetic fluid 6 located in the annular gaps δ between the protrusions of the pole piece 5 and the surface of the shaft 1, creates sealing barriers that prevent contaminants from penetrating into the bearing.

Wykaz oznaczeń na rysunkachList of symbols in the drawings

- wałek,- roller,

- obudowa,- housing,

- panewka porowata,- porous cup,

- segmentowy magnes trwały,- segment permanent magnet,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,- multi-edged pole piece,

- ciecz magnetyczna, δ - szczelina pierścieniowa.- magnetic liquid, δ - annular gap.

Claims

Patent claim

Longitudinal-radial shaft bearing, lubricated with a magnetic liquid, consisting of a porous bush saturated with magnetic liquid, segmented permanent magnets, a multi-edge pole piece and a magnetic fluid, characterized in that a porous bushing 3 with annular seats is placed in the chamber formed between the shaft 1 and the housing seat 2 made on its outer cylindrical surface, in which segmented radially polarized magnets 4 are embedded, with the N poles facing the housing socket 2 and the S poles facing the shaft 1 surface, and a multi-edge pole piece 5 is placed in the upper part of the housing seat 2 the magnetic fluid 6 is located on the contact surface of the bushing 3 with the shaft 1 and in the annular gaps δ formed between the sealing projections of the pole piece 5 and the surface of the shaft 1.