Όλοι γνωρίζουν ότι οι μαγνήτες τείνουν να προσελκύουν μέταλλα. Επίσης, ένας μαγνήτης μπορεί να προσελκύσει έναν άλλο. Όμως η μεταξύ τους αλληλεπίδραση δεν περιορίζεται στην έλξη, μπορούν να απωθούν ο ένας τον άλλον. Η ύλη βρίσκεται στους πόλους του μαγνήτη - αντίθετοι πόλοι έλκονται, οι ίδιοι πόλοι απωθούν. Αυτή η ιδιότητα είναι η βάση όλων των ηλεκτροκινητήρων και των αρκετά ισχυρών.
Υπάρχει επίσης κάτι όπως η αιώρηση υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, όταν ένα αντικείμενο τοποθετημένο πάνω από έναν μαγνήτη (που έχει έναν πόλο παρόμοιο με αυτόν) κρέμεται στο διάστημα. Αυτό το φαινόμενο έχει εφαρμοστεί στην πράξη στο λεγόμενο μαγνητικό ρουλεμάν.
Τι είναι ένα μαγνητικό ρουλεμάν
Μια συσκευή ηλεκτρομαγνητικού τύπου στην οποία ένας περιστρεφόμενος άξονας (ρότορας) στηρίζεται σε ένα ακίνητο τμήμα (στάτορα) από δυνάμεις μαγνητικής ροής ονομάζεται μαγνητικό έδρανο. Όταν ο μηχανισμός είναι σε λειτουργία, επηρεάζεται από φυσικές δυνάμεις που τείνουν να μετατοπίσουν τον άξονα. Για να τα ξεπεράσει, το μαγνητικό ρουλεμάν ήταν εξοπλισμένο με ένα σύστημα ελέγχου που παρακολουθεί το φορτίο και δίνει ένα σήμα για τον έλεγχο της ισχύος της μαγνητικής ροής. Οι μαγνήτες, με τη σειρά τους, είναι ισχυρότεροι ήέχει μικρότερη επίδραση στον ρότορα, διατηρώντας τον στην κεντρική θέση.
Το μαγνητικό ρουλεμάν έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανία. Αυτές είναι βασικά ισχυρές στροβιλομηχανές. Λόγω της απουσίας τριβής και, κατά συνέπεια, της ανάγκης χρήσης λιπαντικών, η αξιοπιστία των μηχανών αυξάνεται πολλές φορές. Η φθορά των κόμβων πρακτικά δεν παρατηρείται. Βελτιώνει επίσης την ποιότητα των δυναμικών χαρακτηριστικών και αυξάνει την απόδοση.
Ενεργά μαγνητικά ρουλεμάν
Το μαγνητικό έδρανο, όπου το πεδίο δύναμης δημιουργείται με τη βοήθεια ηλεκτρομαγνητών, ονομάζεται ενεργό. Οι ηλεκτρομαγνήτες θέσης βρίσκονται στον στάτορα ρουλεμάν, ο ρότορας αντιπροσωπεύεται από έναν μεταλλικό άξονα. Ολόκληρο το σύστημα που διατηρεί τον άξονα στη μονάδα ονομάζεται ενεργή μαγνητική ανάρτηση (AMP). Έχει πολύπλοκη δομή και αποτελείται από δύο μέρη:
- μπλοκ ρουλεμάν;
- ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου.
Βασικά στοιχεία του AMP
Ακτινικό ρουλεμάν. Μια συσκευή που έχει ηλεκτρομαγνήτες στον στάτορα. Κρατούν τον ρότορα. Υπάρχουν ειδικές πλάκες σιδηρομαγνήτη στον ρότορα. Όταν ο ρότορας είναι αναρτημένος στο μεσαίο σημείο, δεν υπάρχει επαφή με τον στάτορα. Οι επαγωγικοί αισθητήρες παρακολουθούν την παραμικρή απόκλιση της θέσης του ρότορα στο χώρο από την ονομαστική. Τα σήματα από αυτά ελέγχουν την ισχύ των μαγνητών σε ένα ή άλλο σημείο για να αποκαταστήσουν την ισορροπία στο σύστημα. Η ακτινική απόσταση είναι 0,50-1,00 mm, η αξονική απόσταση είναι 0,60-1,80 mm
- Μαγνητικό ρουλεμάνη ώθηση λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως η ακτινωτή. Ένας δίσκος ώθησης είναι στερεωμένος στον άξονα του ρότορα, στις δύο πλευρές του οποίου υπάρχουν ηλεκτρομαγνήτες τοποθετημένοι στον στάτορα.
- Τα ρουλεμάν ασφαλείας έχουν σχεδιαστεί για να συγκρατούν τον ρότορα όταν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη ή σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Κατά τη λειτουργία, δεν εμπλέκονται βοηθητικά μαγνητικά ρουλεμάν. Το κενό μεταξύ τους και του άξονα του ρότορα είναι το μισό από αυτό ενός μαγνητικού ρουλεμάν. Τα στοιχεία ασφαλείας συναρμολογούνται με βάση σφαιρικές συσκευές ή απλά ρουλεμάν.
- Τα ηλεκτρονικά ελέγχου περιλαμβάνουν αισθητήρες θέσης άξονα ρότορα, μετατροπείς και ενισχυτές. Ολόκληρο το σύστημα λειτουργεί με βάση την αρχή της ρύθμισης της μαγνητικής ροής σε κάθε μεμονωμένη μονάδα ηλεκτρομαγνήτη.
Ρουλεμάν παθητικού μαγνητικού τύπου
Τα ρουλεμάν μόνιμου μαγνήτη είναι συστήματα συγκράτησης άξονα ρότορα που δεν χρησιμοποιούν κύκλωμα ελέγχου ανάδρασης. Η αιώρηση πραγματοποιείται μόνο λόγω των δυνάμεων των μόνιμων μαγνητών υψηλής ενέργειας.
Το μειονέκτημα μιας τέτοιας ανάρτησης είναι η ανάγκη χρήσης μηχανικής αναστολής, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό τριβής και μειώνει την αξιοπιστία του συστήματος. Το μαγνητικό στοπ με την τεχνική έννοια δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί σε αυτό το σχήμα. Επομένως, στην πράξη, ένα παθητικό ρουλεμάν χρησιμοποιείται σπάνια. Υπάρχει ένα πατενταρισμένο μοντέλο, για παράδειγμα, μια ανάρτηση Nikolaev, η οποία δεν έχει ακόμη αντιγραφεί.
Μαγνητική ταινία στο ρουλεμάν τροχού
ΈννοιαΤο "μαγνητικό ρουλεμάν τροχού" αναφέρεται στο σύστημα ASB, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στα σύγχρονα οχήματα. Το ρουλεμάν ASB είναι διαφορετικό στο ότι έχει ενσωματωμένο αισθητήρα ταχύτητας τροχού μέσα. Αυτός ο αισθητήρας είναι μια ενεργή συσκευή ενσωματωμένη στον αποστάτη ρουλεμάν. Είναι χτισμένο με βάση έναν μαγνητικό δακτύλιο στον οποίο εναλλάσσονται οι πόλοι ενός στοιχείου που διαβάζει τη μεταβολή της μαγνητικής ροής.
Όταν το ρουλεμάν περιστρέφεται, υπάρχει μια σταθερή αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τον μαγνητικό δακτύλιο. Ο αισθητήρας καταγράφει αυτή την αλλαγή, δημιουργώντας ένα σήμα. Στη συνέχεια, το σήμα αποστέλλεται στον μικροεπεξεργαστή. Χάρη σε αυτό λειτουργούν συστήματα όπως το ABS και το ESP. Ήδη διορθώνουν τη δουλειά του αυτοκινήτου. Το ESP είναι υπεύθυνο για την ηλεκτρονική σταθεροποίηση, το ABS ρυθμίζει την περιστροφή των τροχών, το επίπεδο πίεσης στο σύστημα είναι το φρένο. Παρακολουθεί τη λειτουργία του συστήματος διεύθυνσης, την επιτάχυνση στην πλευρική κατεύθυνση και επίσης διορθώνει τη λειτουργία του κιβωτίου ταχυτήτων και του κινητήρα.
Το κύριο πλεονέκτημα του ρουλεμάν ASB είναι η δυνατότητα ελέγχου της ταχύτητας περιστροφής ακόμη και σε πολύ χαμηλές ταχύτητες. Ταυτόχρονα, οι δείκτες βάρους και μεγέθους της πλήμνης βελτιώνονται, η εγκατάσταση του ρουλεμάν απλοποιείται.
Πώς να φτιάξετε ένα μαγνητικό ρουλεμάν
Το πιο απλό μαγνητικό ρουλεμάν «φτιάξ' το μόνος σου» είναι εύκολο να κατασκευαστεί. Δεν είναι κατάλληλο για πρακτική χρήση, αλλά θα δείξει ξεκάθαρα τις δυνατότητες μαγνητικής δύναμης. Για να το κάνετε αυτό, χρειάζεστε τέσσερις μαγνήτες νεοδυμίου ίδιας διαμέτρου, δύο μαγνήτες ελαφρώς μικρότερης διαμέτρου, έναν άξονα, για παράδειγμα, ένα κομμάτι πλαστικού σωλήνα και μια έμφαση,για παράδειγμα, ένα γυάλινο βάζο μισού λίτρου. Μαγνήτες μικρότερης διαμέτρου προσαρτώνται στα άκρα του σωλήνα με θερμή κόλλα με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνεται ένα πηνίο. Στη μέση ενός από αυτούς τους μαγνήτες, μια πλαστική μπάλα είναι κολλημένη στο εξωτερικό. Οι ίδιοι πόλοι πρέπει να κοιτούν προς τα έξω. Τέσσερις μαγνήτες με τους ίδιους πόλους προς τα πάνω τοποθετούνται σε ζεύγη σε απόσταση από το μήκος του τμήματος του σωλήνα. Ο ρότορας τοποθετείται πάνω από τους μαγνήτες που βρίσκονται και στην πλευρά που είναι κολλημένη η πλαστική μπάλα, στηρίζεται με ένα πλαστικό βάζο. Εδώ είναι το μαγνητικό ρουλεμάν και έτοιμο.
