गैर-संपर्क चुंबकीय बीयरिंग: डिव्हाइस, क्षमता, फायदे आणि तोटे

चुंबकीय बियरिंग्ज किंवा गैर-संपर्क निलंबनाबद्दल बोलताना, आम्ही त्यांचे उल्लेखनीय गुण लक्षात घेण्यात अयशस्वी होऊ शकत नाही: स्नेहन आवश्यक नाही, भाग घासणे नाही, म्हणून कोणतेही घर्षण नुकसान, अत्यंत कमी कंपन पातळी, उच्च सापेक्ष गती, कमी ऊर्जा वापर, स्वयंचलित नियंत्रण आणि बेअरिंग निरीक्षण प्रणाली, सील क्षमता.

या सर्व फायद्यांमुळे चुंबकीय बियरिंग्स अनेक अनुप्रयोगांसाठी सर्वोत्तम उपाय बनतात: गॅस टर्बाइनसाठी, क्रायोजेनिक तंत्रज्ञानासाठी, हाय-स्पीड इलेक्ट्रिक जनरेटरमध्ये, व्हॅक्यूम उपकरणांसाठी, विविध मेटल-कटिंग मशीन आणि इतर उपकरणांसाठी, उच्च-परिशुद्धता आणि उच्च-गतीसह. (सुमारे 100,000 rpm), जेथे यांत्रिक नुकसान, व्यत्यय आणि त्रुटींची अनुपस्थिती महत्त्वाची आहे.

मूलभूतपणे, चुंबकीय बीयरिंग्ज दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकृत आहेत: निष्क्रिय आणि सक्रिय चुंबकीय बीयरिंग. निष्क्रिय चुंबकीय बीयरिंग तयार केले जातात कायम चुंबकावर आधारित, परंतु हा दृष्टिकोन आदर्शापासून दूर आहे, म्हणून तो क्वचितच वापरला जातो.सक्रिय बियरिंग्जसह अधिक लवचिक आणि विस्तृत तांत्रिक शक्यता उघडल्या जातात, ज्यामध्ये वायर विंडिंग्जमध्ये पर्यायी प्रवाहाद्वारे चुंबकीय क्षेत्र तयार केले जाते.

संपर्क नसलेले चुंबकीय बेअरिंग कसे कार्य करते

सक्रिय चुंबकीय निलंबन किंवा बेअरिंगचे ऑपरेशन इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लेव्हिटेशनच्या तत्त्वावर आधारित आहे - इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्र वापरून उत्तेजित करणे. येथे, बेअरिंगमधील शाफ्टचे फिरणे पृष्ठभागांच्या एकमेकांशी शारीरिक संपर्काशिवाय होते. या कारणास्तव, स्नेहन पूर्णपणे वगळण्यात आले आहे आणि यांत्रिक पोशाख अद्याप अनुपस्थित आहे. यामुळे मशीनची विश्वासार्हता आणि कार्यक्षमता वाढते.

रोटर शाफ्टच्या स्थितीचे निरीक्षण करण्याचे महत्त्व विशेषज्ञ देखील लक्षात घेतात. सेन्सर सिस्टम शाफ्टच्या स्थितीचे सतत निरीक्षण करते आणि स्टेटरचे पोझिशनिंग चुंबकीय क्षेत्र समायोजित करून अचूक स्थितीसाठी स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीला सिग्नल प्रदान करते - शाफ्टच्या इच्छित बाजूवरील आकर्षण शक्ती विद्युत् प्रवाह समायोजित करून मजबूत किंवा कमकुवत केली जाते. सक्रिय बियरिंग्जचे स्टेटर विंडिंग्स.

दोन टॅपर्ड ऍक्टिव्ह बेअरिंग्स किंवा दोन रेडियल आणि एक एक्सियल ऍक्टिव्ह बेअरिंगमुळे रोटरला हवेत अक्षरशः संपर्क न करता निलंबित केले जाऊ शकते. जिम्बल कंट्रोल सिस्टम सतत कार्य करते, ते डिजिटल किंवा अॅनालॉग असू शकते. हे उच्च धारणा शक्ती, उच्च भार क्षमता आणि समायोजित करण्यायोग्य कडकपणा आणि शॉक शोषण प्रदान करते. हे तंत्रज्ञान बेअरिंगला कमी आणि उच्च तापमानात, व्हॅक्यूममध्ये, उच्च वेगाने आणि वंध्यत्वासाठी वाढीव आवश्यकतांच्या परिस्थितीत काम करण्यास अनुमती देते.

सक्रिय नॉन-संपर्क चुंबकीय बेअरिंग डिव्हाइस

वरीलवरून हे स्पष्ट आहे की सक्रिय चुंबकीय निलंबन प्रणालीचे मुख्य भाग आहेत: चुंबकीय बेअरिंग आणि स्वयंचलित इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली. इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स सर्व वेळ रोटरवर वेगवेगळ्या बाजूंनी कार्य करतात आणि त्यांची क्रिया इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालीच्या अधीन असते.

रेडियल मॅग्नेटिक बेअरिंग रोटर फेरोमॅग्नेटिक प्लेट्ससह सुसज्ज आहे, ज्यावर स्टेटर विंडिंग्समधून धारणीय चुंबकीय क्षेत्राद्वारे कार्य केले जाते, परिणामी रोटरला स्पर्श न करता स्टेटरच्या मध्यभागी निलंबित केले जाते. प्रेरक सेन्सरच्या स्थितीचे निरीक्षण करतात. रोटर नेहमी योग्य स्थितीतील कोणतेही विचलन रोटरला इच्छित स्थितीत परत करण्यासाठी कंट्रोलरला पाठवले जाणारे सिग्नलमध्ये परिणाम करते. रेडियल क्लीयरन्स 0.5 आणि 1 मिमी दरम्यान असू शकते.

चुंबकीय सपोर्ट बेअरिंग अशाच प्रकारे कार्य करते. कर्षण डिस्क शाफ्टला रिंग-आकाराचे इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स जोडलेले असतात. इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स स्टेटरवर स्थित आहेत. अक्षीय सेन्सर शाफ्टच्या टोकाला असतात.

मशीनच्या रोटरला त्याच्या थांबादरम्यान किंवा रिटेंशन सिस्टमच्या अपयशाच्या वेळी विश्वासार्हपणे टिकवून ठेवण्यासाठी, सेफ्टी बॉल बेअरिंग्ज वापरल्या जातात, जे निश्चित केले जातात जेणेकरून ते आणि शाफ्टमधील अंतर चुंबकीय बेअरिंगच्या अर्ध्या बरोबरीने सेट केले जाईल. .

स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली कॅबिनेटमध्ये स्थित आहे आणि रोटर पोझिशन सेन्सर्सच्या सिग्नलच्या अनुषंगाने इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समधून वाहणार्या करंटच्या योग्य मॉड्यूलेशनसाठी जबाबदार आहे. अॅम्प्लीफायर्सची शक्ती इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सची कमाल ताकद, हवेतील अंतराचा आकार आणि रोटरच्या स्थितीत बदल करण्यासाठी सिस्टमच्या प्रतिक्रिया वेळ यांच्याशी संबंधित आहे.

गैर-संपर्क चुंबकीय बीयरिंगसाठी शक्यता

रेडियल मॅग्नेटिक बेअरिंगमध्ये रोटरची जास्तीत जास्त गती केवळ फेरोमॅग्नेटिक रोटर प्लेट्सच्या केंद्रापसारक शक्तीचा प्रतिकार करण्याच्या क्षमतेद्वारे मर्यादित आहे. सामान्यतः परिघीय गतीची मर्यादा 200 m/s असते, तर अक्षीय चुंबकीय बेअरिंगसाठी ही मर्यादा स्टॉपच्या कास्ट स्टीलच्या प्रतिकाराने मर्यादित असते — 350 m/s सामान्य सामग्रीसह.

लागू केलेले फेरोमॅग्नेट्स संबंधित बेअरिंग स्टेटर व्यास आणि लांबीसह बेअरिंग किती कमाल भार सहन करू शकतात हे देखील निर्धारित करतात. मानक सामग्रीसाठी, कमाल दाब 0.9 एन / सेमी 2 आहे, जो पारंपारिक संपर्क बियरिंग्सपेक्षा कमी आहे, परंतु वाढीव शाफ्ट व्यासासह उच्च परिधीय गतीद्वारे लोड हानीची भरपाई केली जाऊ शकते.

सक्रिय चुंबकीय बेअरिंगचा वीज वापर खूप जास्त नाही. बेअरिंगमधील सर्वात मोठे नुकसान एडी करंट्समुळे होते, परंतु हे मशीनमध्ये पारंपारिक बेअरिंग वापरताना गमावलेल्या उर्जेपेक्षा दहापट कमी आहे. कपलिंग, थर्मल अडथळे आणि इतर उपकरणे वगळून, बेअरिंग व्हॅक्यूम, हेलियम, ऑक्सिजन, समुद्राचे पाणी आणि बरेच काही प्रभावीपणे कार्य करतात. तापमान श्रेणी -253 ° C ते + 450 ° C पर्यंत आहे.

चुंबकीय बीयरिंगचे सापेक्ष तोटे

दरम्यान, चुंबकीय बीयरिंगचेही तोटे आहेत.

सर्व प्रथम, सहाय्यक सुरक्षा रोलिंग बीयरिंग वापरणे आवश्यक आहे, जे जास्तीत जास्त दोन अपयशांचा सामना करू शकतात, त्यानंतर त्यांना नवीनसह बदलणे आवश्यक आहे.

दुसरे, स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीची जटिलता, जी अयशस्वी झाल्यास, जटिल दुरुस्तीची आवश्यकता असेल.

तिसरे, बेअरिंग स्टेटर वाइंडिंगचे तापमान उच्च प्रवाहांवर वाढते — विंडिंग्स गरम होतात आणि त्यांना स्वतःचे कूलिंग आवश्यक असते, शक्यतो लिक्विड कूलिंग.

शेवटी, संपर्क नसलेल्या बेअरिंगचा भौतिक वापर जास्त असतो कारण पुरेशा चुंबकीय शक्तीला आधार देण्यासाठी बेअरिंग पृष्ठभाग मोठा असणे आवश्यक आहे—बेअरिंगचा स्टेटर कोर मोठा आणि जड आहे. शिवाय चुंबकीय संपृक्ततेची घटना.

परंतु स्पष्ट तोटे असूनही, चुंबकीय बियरिंग्ज आता उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल सिस्टम आणि लेसर इंस्टॉलेशन्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. एक मार्ग किंवा दुसरा, गेल्या शतकाच्या मध्यापासून, चुंबकीय बियरिंग्ज नेहमीच सुधारत आहेत.