Научная статья на тему 'Магнитогидравлические опоры двигателей-маховиков'

Магнитогидравлические опоры двигателей-маховиков Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»

CC BY
16
9
Поделиться
Область наук
Ключевые слова
МАГНИТОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ОПОРА / MAGNETIC-HYDRAULIC BEARING / МАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ / MAGNETIC LIQUID / НАМАГНИЧЕННОСТЬ НАСЫЩЕНИЯ / MAGNETIZATION OF SATURATION / НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ / INTENSITY OF THE MAGNETIC FIELD / МАГНИТНАЯ ЧАСТИЦА / MAGNETIC PARTICLE / ЗАЩИТНАЯ ОБОЛОЧКА / PROTECTIVE COVER / ЛЕВИТАЦИЯ / LEVITATION

Аннотация научной статьи по машиностроению, автор научной работы — Ермаков Д.В., Бобриков А.Н., Алексанов П.А., Лянзбург В.П.

Для уменьшения возмущающих механических моментов со стороны опоры вращения и увеличения ресурса работы двигателей-маховиков, входящих в систему ориентации и стабилизации космических аппаратов, предлагается применять магнитогидравлические опоры вместо шарикоподшипниковых узлов для вращения маховика.

Похожие темы научных работ по машиностроению , автор научной работы — Ермаков Д.В., Бобриков А.Н., Алексанов П.А., Лянзбург В.П.,

MAGNETIC-HYDRAULIC BAERINGS OF REACTION FLYWHEELS

For the decrease of the mechanical disturb’s moments from the bearing rotation and increase work’s resource of reaction flywheels entering in the system of orientation and stabilization of space apparatus, it is offered apply magnetic-hydraulic bearings instead of ball-bearing unit to flywheel rotation.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Магнитогидравлические опоры двигателей-маховиков»

Малые космические аппараты: производство, эксплуатация и управление

При определении моментов были использованы значения сил, действующих вдоль осей OX, OY, OZ работающего УДМ, снятые экспериментально на си-лоизмерительном стенде.

Предложенная методика, реализованная в программном обеспечении разработанного стенда, позволяет получать объективные данные о значениях возмущающих моментов.

Таким образом, внедрение инструментального контроля возмущающих моментов, генерируемых УДМ, создает предпосылки для повышения точности балансировки на этапе изготовления и совершенствования разрабатываемых приборов в целом.

© Денисова А. А., Тверяков О. В., Бритова Ю. А., 2013

УДК 531.383

МАГНИТОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ОПОРЫ ДВИГАТЕЛЕЙ-МАХОВИКОВ

Д. В. Ермаков, А. Н. Бобриков, П. А. Алексанов, В. П. Лянзбург

ОАО «Научно-производственный центр «Полюс» Россия, 634050, г. Томск, пр. Кирова, 56, в. Е-таД:РОШ8@О^ШЕ.ТОМ8К.:ЫЕТ

Для уменьшения возмущающих механических моментов со стороны опоры вращения и увеличения ресурса работы двигателей-маховиков, входящих в систему ориентации и стабилизации космических аппаратов, предлагается применять магнитогидравлические опоры вместо шарикоподшипниковых узлов для вращения маховика.

Ключевые слова: магнитогидравлическая опора, магнитная жидкость, намагниченность насыщения, напряженность магнитного поля, магнитная частица, защитная оболочка, левитация.

MAGNETIC-HYDRAULIC BAERINGS OF REACTION FLYWHEELS

D. V. Ermakov, A. N. Bobrikov, P. A. Aleksanov, V. P. Ljanzburg

Joint-stock company "Research and production center "Polyus" 56v, Kirov prosp., Tomsk, 634050, Russia. E-mail: POLUS@ONLINE.TOMSK.NET

For the decrease of the mechanical disturb 's moments from the bearing rotation and increase work's resource of reaction flywheels entering in the system of orientation and stabilization of space apparatus, it is offered apply magnetic-hydraulic bearings instead of ball-bearing unit to flywheel rotation.

Keywords: magnetic-hydraulic bearing, magnetic liquid, magnetization of saturation, intensity of the magnetic field, magnetic particle, protective cover, levitation.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Одним из основных свойств двигателей-маховиков, входящих в систему ориентации и стабилизации космических аппаратов, является стабильность положения вектора кинетического момента. Формирование этого вектора определяется положением оси вращения ротора-маховика, которое напрямую зависит от возникающих возмущений в опорах вращения.

Источник возникновения возмущений - вибрации в шарикоподшипнике, обусловленные его кинематикой и зависящие от частоты вращения его кольца. Кроме того, такие вибрации связаны с технологией производства самого шарикоподшипника и обусловлены точностью изготовления его деталей, качеством рабочих поверхностей, их формой, разноразмерно -стью тел качения, зазорами и т. д. Уровни вибраций по этим причинам весьма значительны [1].

Для повышения жесткости подшипникового узла подшипники нагружают начальной осевой силой, создавая преднатяг (например, за счет установки упругих элементов под одно из колец). Однако это приводит к тому, что шарики, катясь по постоянной дорожке качения, быстро достигнут в отдельных точках

поверхности предельного числа циклов нагружения, а следовательно, и максимального износа. Если при этом присутствует овальность колец и шариков, то интенсивность износа значительно возрастает.

Для уменьшения влияния возмущений со стороны опоры вращения на вектор кинетического момента и стабилизации его положения, а также увеличения ресурса работы двигателей-маховиков предлагается использовать вместо шарикоподшипников магнитогид-равлические опоры (см. рисунок).

Конструкция магнитогидравлической опоры

Решетневскуе чтения. 2013

Опора состоит из кольцевых постоянных магнии-тов 1, намагниченных в радиальном направлении, расположенных друг к другу разноименными полюсами, закрепленных через немагнитные вставки 2 в магнитопроводящем корпусе 3. Немагнитный вал 5 центрируется внутри опоры магнитной жидкостью 4, которая удерживается магнитным полем в зазоре между магнитами 1 и валом 5. Потоки от внешних поверхностей магнитов 1 замыкаются через магнито-проводящий корпус 3.

Магнитная жидкость представляет собой коллоидный раствор однодоменных магнитных частиц в жидкой основе, обладает высокой текучестью и намагниченностью насыщения (до 100 кА/м). Каждая магнитная частица покрыта тонким слоем защитной оболочки поверхностно-активных веществ, что предотвращает слипание частиц, а тепловое движение разбрасывает их по всему объему жидкости. Поэтому в отличие от обычных суспензий частицы в магнитной жидкости не оседают на дно, и она может сохранять свои рабочие характеристики в течение многих лет.

В магнитогидравлической опоре используется свойство данной жидкости перемещаться в область с наибольшей напряженностью под действием неоднородного магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами.

В общем случае предельную нагрузку на магнито-гидравлическую опору, при которой немагнитный вал все еще будет находиться во взвешенном состоянии, можно оценить по формуле [2]:

Fн = VoMsHмS,

где Fн - несущая сила; М8 - намагниченность насыщения магнитной жидкости; Нм - значение напряжен-

ности магнитного поля на поверхности немагнитного вала; S - площадь опоры в плоскости, перпендикулярной выталкивающей силе.

Магнитная жидкость выполняет смазочные функции, что уменьшает трение в опоре и снижает начальный момент трогания. Кроме того, она служит демпфирующим звеном для уменьшения возмущающих воздействий со стороны опоры на ось вращения ротора-маховика, обеспечивая стабильное положение вектора кинетического момента.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Библиографические ссылки

1. Самсаев Ю. А. Вибрации приборов с опорами качения. М. : Машиностроение, 1984. 128 с.

2. Морозов Н. А., Казаков Ю. Б. Нанодисперсные магнитные жидкости в технике и технологиях / Ивановский гос. энергет. ун-т имени В. И. Ленина. Иваново, 2011. 264 с.

References

1. Samsaev J. A. Vibrazii priborov s oporami kachenija (Vibrations of a devices with rolling-contact bearings). Мoscow : Mashinostroenie, 1984, 128 p.

2. Morozov N. A., Kazakov J. B. Nanodispersnie magnitnie gidkosti v tehnike i tehnologiah (Nanodispersions magnetic liquid in a techniques and technology) / Ivanovo State Energy University by V. I. Lenin. Ivanovo, 2011, 264 p.

© Ермаков Д. В., Бобриков А. Н., Алексанов П. А., Лянзбург В. П., 2013

УДК 621.396

РАЗРАБОТКА ДИПЛЕКСЕРА S-ДИАПАЗОНА С ВЫСОКИМ ПОДАВЛЕНИЕМ ВНЕПОЛОСНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

А. Р. Садыков, А. В. Байтеряков, В. А. Козлов

ОАО «Ижевский радиозавод» Россия, 426034, Удмуртская Республика, г. Ижевск, ул. Базисная, 19. E-mail: email1990@yandex.ru

Рассматривается разработка фильтров для диплексера S-диапазона для космических аппаратов связи, выполняющего функцию разделения каналов приема и передачи по частоте.

Приведено сравнение расчетных и экспериментальных характеристик фильтров диплексера.

Ключевые слова: диплексер, S-диапазон, антенна, приемник, передатчик.

DEVELOPMENT A S-BAND DIPLEXER WITH HIGH SUPPRESSION OUT-OF-BAND EMISSIONS FOR MODERN SPECECRAFTS

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

A. R. Sadykov, A. V. Baiteriakov, V. A. Kozlov

JSC «Izhevskiy Radiozavod» 19, Bazisnaya str., Izhevsk, Udmurt Republic, 426034, Russia. E-mail: email1990@yandex.ru

Considered a development of a filters for S-band diplexer, performing a frequency separation function receiver and transmitter channels for spacecrafts.