Toată lumea știe că magneții tind să atragă metalele. De asemenea, un magnet poate atrage pe altul. Dar interacțiunea dintre ei nu se limitează la atracție, se pot respinge reciproc. Materia se află în polii magnetului - polii opuși se atrag, aceiași poli se resping. Această proprietate stă la baza tuturor motoarelor electrice și a celor destul de puternice.
Există și levitația sub influența unui câmp magnetic, când un obiect plasat peste un magnet (având un pol similar cu acesta) atârnă în spațiu. Acest efect a fost pus în practică în așa-numitul rulment magnetic.
Ce este un rulment magnetic
Un dispozitiv de tip electromagnetic în care un arbore rotativ (rotor) este susținut într-o parte staționară (stator) de forțele fluxului magnetic se numește rulment magnetic. Atunci când mecanismul este în funcțiune, este influențat de forțele fizice care tind să schimbe axa. Pentru a le depăși, rulmentul magnetic a fost echipat cu un sistem de control care monitorizează sarcina și dă un semnal pentru a controla puterea fluxului magnetic. Magneții, la rândul lor, sunt mai puternici sauare mai puțin efect asupra rotorului, menținându-l în poziția centrală.
Rulmentul magnetic a fost utilizat pe scară largă în industrie. Acestea sunt practic turbomașini puternice. Datorită absenței frecării și, în consecință, a necesității de a folosi lubrifianți, fiabilitatea mașinilor este de multe ori crescută. Uzura nodurilor practic nu este observată. De asemenea, îmbunătățește calitatea caracteristicilor dinamice și crește eficiența.
Rulmenti magnetici activi
Rulmentul magnetic, unde câmpul de forță este creat cu ajutorul electromagneților, se numește activ. Electromagneții de poziție sunt amplasați în statorul rulmentului, rotorul este reprezentat de un arbore metalic. Întregul sistem care menține arborele în unitate se numește suspensie magnetică activă (AMP). Are o structură complexă și constă din două părți:
- bloc rulment;
- sisteme de control electronic.
Elementele de bază ale AMP
Rulment radial. Un dispozitiv care are electromagneți pe stator. Ei țin rotorul. Există plăci speciale de feromagneți pe rotor. Când rotorul este suspendat la mijloc, nu există contact cu statorul. Senzorii inductivi urmăresc cea mai mică abatere a poziției rotorului în spațiu față de valoarea nominală. Semnalele de la ei controlează puterea magneților la un punct sau altul pentru a restabili echilibrul în sistem. Jocul radial este de 0,50-1,00 mm, jocul axial este de 0,60-1,80 mm
- Rulment magneticîmpingerea funcționează în același mod ca și radial. Pe arborele rotorului este fixat un disc de împingere, pe ambele părți ale căruia sunt montați electromagneți pe stator.
- Rulmenții de siguranță sunt proiectați pentru a ține rotorul atunci când dispozitivul este oprit sau în situații de urgență. În timpul funcționării, rulmenții magnetici auxiliari nu sunt implicați. Distanța dintre ele și arborele rotorului este jumătate din cea a unui rulment magnetic. Elementele de siguranță sunt asamblate pe baza de dispozitive cu bile sau lagăre de alunecare.
- Electronica de control include senzori de poziție a arborelui rotorului, convertoare și amplificatoare. Întregul sistem funcționează pe principiul ajustării fluxului magnetic în fiecare modul individual de electromagnet.
Rulmenți de tip magnetic pasiv
Rulmenții cu magnet permanenți sunt sisteme de susținere a arborelui rotorului care nu utilizează un circuit de control al feedback-ului. Levitarea se realizează numai datorită forțelor magneților permanenți de în altă energie.
Dezavantajul unei astfel de suspensii este necesitatea folosirii unui opritor mecanic, ceea ce duce la formarea de frecare si reduce fiabilitatea sistemului. Opritorul magnetic în sens tehnic nu a fost încă implementat în această schemă. Prin urmare, în practică, un rulment pasiv este utilizat rar. Există un model patentat, de exemplu, o suspensie Nikolaev, care nu a fost încă replicată.
Bandă magnetică în rulmentul roții
Concept„rulmentul magnetic al roții” se referă la sistemul ASB, care este utilizat pe scară largă în vehiculele moderne. Rulmentul ASB este diferit prin faptul că are în interior un senzor de viteză a roții încorporat. Acest senzor este un dispozitiv activ încorporat în distanțierul rulmentului. Este construit pe baza unui inel magnetic pe care se alternează polii unui element care citește modificarea fluxului magnetic.
Când rulmentul se rotește, există o schimbare constantă a câmpului magnetic creat de inelul magnetic. Senzorul înregistrează această modificare, generând un semnal. Semnalul este apoi trimis la microprocesor. Datorită acesteia, sisteme precum ABS și ESP funcționează. Deja corectează funcționarea mașinii. ESP este responsabil pentru stabilizarea electronică, ABS-ul reglează rotația roților, nivelul de presiune din sistem este frâna. Monitorizează funcționarea sistemului de direcție, accelerația în direcția laterală și, de asemenea, corectează funcționarea transmisiei și a motorului.
Principalul avantaj al rulmentului ASB este capacitatea de a controla viteza de rotație chiar și la viteze foarte mici. În același timp, indicatorii de greutate și dimensiune ai butucului sunt îmbunătățiți, instalarea rulmentului este simplificată.
Cum se face un rulment magnetic
Cel mai simplu rulment magnetic este ușor de realizat. Nu este potrivit pentru utilizare practică, dar va arăta în mod clar posibilitățile forței magnetice. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de patru magneți de neodim de același diametru, doi magneți cu un diametru puțin mai mic, un arbore, de exemplu, o bucată de tub de plastic și un accent,de exemplu, un borcan de sticlă de jumătate de litru. Magneții cu un diametru mai mic sunt atașați de capetele tubului cu lipici fierbinte în așa fel încât să se obțină o bobină. În mijlocul unuia dintre acești magneți, pe exterior este lipită o minge de plastic. Polii identici ar trebui să fie orientați spre exterior. Patru magneți cu aceiași poli în sus sunt așezați în perechi la o distanță de lungimea segmentului de tub. Rotorul este așezat peste magneții culcați și pe partea în care este lipită bila de plastic, se sprijină cu un borcan de plastic. Iată rulmentul magnetic și gata.
