磁力軸承特點和應用

  磁力軸承是靠磁場力支承載荷或懸浮轉(zhuǎn)子的一種支承形式。這種軸承近年來發(fā)展很快，特別在高速、低摩阻、高(低)溫及真空環(huán)境下的應用。磁力軸承與其他支承形式相比有其獨特的優(yōu)越性，很有發(fā)展前景。　　幾種典型的磁力軸承　　1．永磁型磁力軸承　　永磁型磁力軸承是由Y久磁鐵制成的，可做成各種形狀。軸承的承載能力和剛度決定于永磁材料的種類，磁JI的形狀、面積、厚度和配置方式，軸承間隙，以及軟磁鋼部分的尺寸。這種軸承的理論計算shi分困難，常采用“實驗相似法”進行結(jié)構(gòu)設計。即用實驗方法確定幾種典型軸承結(jié)構(gòu)，測出其承載能力、剛度值。新設計軸承只要取相同的材料，結(jié)構(gòu)形式與尺寸按比例確定，其性能即可按比例求出，如承載能力與軸承特征尺寸的平方成比例等?！　?．被動式交流激勵型磁力軸承　　推力軸承通常都是成對組合式，每個軸承就是一個電磁鐵。鐵心幾何形狀一般為E形、U形或圓環(huán)形。調(diào)諧方式分串聯(lián)和并聯(lián)兩種。　　一、特點與分類　　1．特點　　①摩擦小，功耗低，可實現(xiàn)超高速運轉(zhuǎn)?！　、谥С芯雀?，工作穩(wěn)定，可靠?！　、劭稍诟邷?、深冷及真空環(huán)境下運轉(zhuǎn)?！　、芙Y(jié)構(gòu)復雜，要求條件苛刻，對環(huán)境有磁干擾，但無其他污染?！　?．分類　　磁力軸承根據(jù)其控制方式、磁能來源、結(jié)構(gòu)形式等分類。此外，還可以按磁場類型劃分為Y久磁鐵型、電磁鐵型和Y久磁鐵—電磁鐵混合型。也可按軸承懸浮力類型劃分為吸力型和斥力型。超導磁力軸承還分為低溫超導和高溫超導兩種?！　∫陨细鞣N分類中不同類型之間還存在一些特殊限制，應特別注意?！　　　、儆来判洼S承只能是無源型(被動型)，而無源型軸承不可能在3個方向上都穩(wěn)定，到少有1個方向應采用有源型?！　、谥绷骷钚洼S承只能是有源型(主動型)?！　、奂冸姶盆F型軸承只能是5自由度控制型軸承，其體積、質(zhì)量和功耗都比較大?！　、艹饬π痛帕S承，由于磁力利用率低，結(jié)構(gòu)較吸力型復雜，一般很少采用?！　《⒋帕S承的應用實例　　1．機床中的應用 在機床主軸中的應用有限，屬試用性質(zhì)?！　?1)精密機床主軸　　法國S2M公司制造了采用5自由度控制磁力軸承支承的精密主軸，其徑向軸承的dn值為4X106mm·r／min，軸頸線速度為200m／s，推力軸承的dn值為8X106mm·r／min，止推軸頸線速度為400m／s?！　?2)超精透鏡車床　　法國S2M公司由主動磁力軸承支承的超精透鏡車床主軸，轉(zhuǎn)速2000r／min，功率lkW，加工精度0．05ttm?！　?．精密儀器中的應用　　英國GUO家物理實驗室研制了采用磁浮導軌的自動分辨測量儀，在lkHz的頻帶內(nèi)，支承剛度為175N／gm，分辨率達0．1nm?！　?．泵類中的應用　　(1)血液泵　　日本東京大學與NTN公司合作研制的磁力軸承血液泵。主軸由5自由度主動控制型磁力軸承支承，進口徑向軸承的承載能力為18N，出口軸承徑向承載能力為22N，推力軸承的承載能力為9．2N?！　?2)循環(huán)泵 法國SEP公司采用S2M公司的主動型磁力軸承研制開發(fā)出火箭發(fā)動機用液氧、液氫循環(huán)泵。　　4．空間技術(shù)中的應用　　日本NAL＆MELCO和NAL＆TOSIBA公司用主動型磁力軸承支承空間姿態(tài)控制慣量輪。　　5．物理實驗中的應用　　(1)高精密粒子束變換器 德國Uranit公司推出了三種用磁力軸承支承轉(zhuǎn)子的粒子束變換器?！　?2)中子選擇器　　德國KFA公司制造的中子選擇器，采用單自由度被動型磁力軸承支承轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為36000r／min