ทุกคนรู้ดีว่าแม่เหล็กดึงดูดโลหะได้ นอกจากนี้ แม่เหล็กตัวหนึ่งสามารถดึงดูดแม่เหล็กอีกตัวหนึ่งได้ แต่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาไม่ได้จำกัดอยู่แค่การดึงดูดเท่านั้น พวกมันสามารถผลักไสซึ่งกันและกันได้ สสารอยู่ในขั้วแม่เหล็ก - ขั้วตรงข้ามดึงดูด ขั้วเดียวกันจะผลัก คุณสมบัตินี้เป็นพื้นฐานของมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมดและทรงพลังมาก
นอกจากนี้ยังมีสิ่งเช่นการลอยตัวภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก เมื่อวัตถุที่วางอยู่เหนือแม่เหล็ก (มีขั้วที่คล้ายคลึงกัน) แขวนอยู่ในอวกาศ เอฟเฟกต์นี้ถูกนำไปใช้จริงในสิ่งที่เรียกว่าตลับลูกปืนแม่เหล็ก
ตลับลูกปืนแม่เหล็กคืออะไร
อุปกรณ์ประเภทแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแกนหมุน (โรเตอร์) ได้รับการสนับสนุนในชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง (สเตเตอร์) โดยแรงฟลักซ์แม่เหล็กเรียกว่าแบริ่งแม่เหล็ก เมื่อกลไกทำงาน จะได้รับอิทธิพลจากแรงทางกายภาพที่มีแนวโน้มจะเปลี่ยนแกน เพื่อเอาชนะพวกเขา ตลับลูกปืนแม่เหล็กได้รับการติดตั้งระบบควบคุมที่ตรวจสอบโหลดและให้สัญญาณเพื่อควบคุมความแรงของฟลักซ์แม่เหล็ก ในทางกลับกันแม่เหล็กจะแข็งแกร่งขึ้นหรือมีผลกับโรเตอร์น้อยลงโดยให้อยู่ในตำแหน่งกึ่งกลาง
ตลับลูกปืนแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เหล่านี้เป็นเครื่องเทอร์โบที่ทรงพลังโดยทั่วไป เนื่องจากไม่มีแรงเสียดทานและความจำเป็นในการใช้สารหล่อลื่นจึงทำให้ความน่าเชื่อถือของเครื่องจักรเพิ่มขึ้นหลายเท่า แทบไม่สังเกตเห็นการสึกหรอของโหนด นอกจากนี้ยังปรับปรุงคุณภาพของลักษณะไดนามิกและเพิ่มประสิทธิภาพ
ลูกปืนแม่เหล็กแบบแอกทีฟ
แบริ่งแม่เหล็กซึ่งสนามแรงถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่าแอคทีฟ แม่เหล็กไฟฟ้าตำแหน่งจะอยู่ในสเตเตอร์แบริ่งโรเตอร์จะแสดงด้วยเพลาโลหะ ระบบทั้งหมดที่รักษาเพลาไว้ในยูนิตนั้นเรียกว่าระบบกันสะเทือนแบบแอกทีฟแม่เหล็ก (AMP) มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและประกอบด้วยสองส่วน:
- ลูกปืน;
- ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
องค์ประกอบพื้นฐานของ AMP
แบริ่งเรเดียล. อุปกรณ์ที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าบนสเตเตอร์ พวกเขาถือโรเตอร์ มีเพลทเฟอร์โรแม่เหล็กพิเศษบนโรเตอร์ เมื่อโรเตอร์ถูกระงับที่จุดกึ่งกลาง จะไม่มีการสัมผัสกับสเตเตอร์ เซ็นเซอร์อุปนัยติดตามการเบี่ยงเบนน้อยที่สุดของตำแหน่งโรเตอร์ในอวกาศจากค่าเล็กน้อย สัญญาณจากพวกมันจะควบคุมความแรงของแม่เหล็ก ณ จุดใดจุดหนึ่งเพื่อคืนความสมดุลในระบบ ระยะห่างในแนวรัศมี 0.50-1.00 มม. ระยะห่างตามแนวแกน 0.60-1.80 มม
- ลูกปืนแม่เหล็กแรงขับทำงานในลักษณะเดียวกับแนวรัศมี ดิสก์แรงขับได้รับการแก้ไขบนเพลาโรเตอร์ซึ่งทั้งสองด้านมีแม่เหล็กไฟฟ้าติดตั้งอยู่บนสเตเตอร์
- ตลับลูกปืนนิรภัยออกแบบมาเพื่อยึดโรเตอร์เมื่ออุปกรณ์ปิดอยู่หรือในสถานการณ์ฉุกเฉิน ระหว่างการทำงาน แบริ่งแม่เหล็กเสริมจะไม่เกี่ยวข้อง ช่องว่างระหว่างพวกเขากับเพลาโรเตอร์เป็นครึ่งหนึ่งของตลับลูกปืนแม่เหล็ก องค์ประกอบด้านความปลอดภัยถูกประกอบขึ้นโดยใช้อุปกรณ์ลูกบอลหรือตลับลูกปืนธรรมดา
- ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาโรเตอร์ คอนเวอร์เตอร์ และแอมพลิฟายเออร์ ทั้งระบบทำงานบนหลักการของการปรับฟลักซ์แม่เหล็กในโมดูลแม่เหล็กไฟฟ้าแต่ละโมดูล
ลูกปืนแม่เหล็กแบบพาสซีฟ
ตลับลูกปืนแม่เหล็กถาวรเป็นระบบจับยึดเพลาโรเตอร์ที่ไม่ใช้วงจรควบคุมป้อนกลับ การลอยตัวเกิดขึ้นเนื่องจากแรงของแม่เหล็กถาวรพลังงานสูงเท่านั้น
ข้อเสียของระบบกันสะเทือนแบบนี้คือต้องใช้กลไกหยุด ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแรงเสียดทานและลดความน่าเชื่อถือของระบบ การหยุดแม่เหล็กในความหมายทางเทคนิคยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ในโครงการนี้ ดังนั้นในทางปฏิบัติตลับลูกปืนแบบพาสซีฟจึงถูกใช้ไม่บ่อยนัก มีโมเดลที่จดสิทธิบัตรแล้ว เช่น โช้ค Nikolaev ซึ่งยังไม่ได้จำลอง
เทปแม่เหล็กในลูกปืนล้อ
แนวคิด"ลูกปืนล้อแม่เหล็ก" หมายถึงระบบ ASB ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์สมัยใหม่ ตลับลูกปืน ASB นั้นแตกต่างกันตรงที่มีเซ็นเซอร์ความเร็วล้ออยู่ภายใน เซ็นเซอร์นี้เป็นอุปกรณ์แอคทีฟที่ฝังอยู่ในตัวเว้นระยะแบริ่ง มันถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของวงแหวนแม่เหล็กที่ขั้วขององค์ประกอบที่อ่านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กสลับกัน
เมื่อลูกปืนหมุน จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในสนามแม่เหล็กที่เกิดจากวงแหวนแม่เหล็ก เซ็นเซอร์จะบันทึกการเปลี่ยนแปลงนี้โดยสร้างสัญญาณ สัญญาณจะถูกส่งไปยังไมโครโปรเซสเซอร์ ด้วยเหตุนี้ระบบต่างๆ เช่น ABS และ ESP จึงทำงานได้ พวกเขาแก้ไขงานของรถแล้ว ESP มีหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพทางอิเล็กทรอนิกส์, ABS ควบคุมการหมุนของล้อ, ระดับความดันในระบบคือเบรก ตรวจสอบการทำงานของระบบบังคับเลี้ยว การเร่งความเร็วในทิศทางด้านข้าง และแก้ไขการทำงานของชุดเกียร์และเครื่องยนต์
ข้อได้เปรียบหลักของตลับลูกปืน ASB คือความสามารถในการควบคุมความเร็วของการหมุนแม้ในความเร็วที่ต่ำมาก ในเวลาเดียวกัน ตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดของฮับได้รับการปรับปรุง การติดตั้งตลับลูกปืนก็ง่ายขึ้น
วิธีทำตลับลูกปืนแม่เหล็ก
ตลับลูกปืนแม่เหล็กที่ทำเองได้ง่ายที่สุดทำได้ง่าย ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานจริง แต่จะแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความเป็นไปได้ของแรงแม่เหล็ก ในการทำเช่นนี้ คุณต้องใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมสี่ตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน แม่เหล็กสองตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเล็กน้อย เพลา ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนของท่อพลาสติก และจุดเน้นเช่น โถแก้วขนาดครึ่งลิตร แม่เหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่านั้นติดอยู่ที่ปลายท่อด้วยกาวร้อนเพื่อให้ได้ขดลวด ด้านนอกแม่เหล็กติดลูกบอลพลาสติกไว้ตรงกลาง เสาที่เหมือนกันควรหันออกด้านนอก แม่เหล็กสี่ตัวที่มีขั้วเหมือนกันถูกจัดวางเป็นคู่โดยเว้นระยะห่างจากความยาวของส่วนท่อ โรเตอร์วางอยู่เหนือแม่เหล็กที่วางอยู่ และด้านข้างที่ติดลูกบอลพลาสติกไว้ มีโถพลาสติกรองรับ นี่คือแบริ่งแม่เหล็กและพร้อม