三类轴承
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磁力轴承的特色及其应用

作者: 秩名 来源: 盛伟网络 发布时间:2017-07-10

磁力轴承是靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承方式。这种三类轴承近年来发展很快,特别在高速、低摩阻、高(低)温及真空环境下的使用。磁力轴承与其他支承方式比较有其独特的优越性,很有发展前景。

  几种典型的磁力轴承
  1.永磁型磁力轴承 
  永磁型磁力轴承是由永久磁铁制成的,可做成各种形状。轴承的承载才能和刚度决定于永磁资料的品种,磁极的形状、面积、厚度和配置方式,轴承间隙,以及软磁钢有些的尺寸。这种轴承的理论核算好不容易,常选用“试验类似法”进行构造设计。即用试验方法断定几种典型轴承构造,测出其承载才能、刚度值。新设计轴承只需取相同的资料,构造方式与尺寸按份额断定,其功能即可按份额求出,如承载才能与轴承特征尺寸的平方成份额等。
  2.被迫式沟通鼓励型磁力轴承
  推力轴承通常都是成对组合式,每个轴承即是一个电磁铁。铁心几许形状通常为E形、U形或圆环形。调谐方式分串联和并联两种。
  一、特色与分类
  1.特色
  ①摩擦小,功耗低,可实现超高速作业。
  ②支承精度高,作业安稳,牢靠。
  ③可在高温、深冷及真空环境下作业。
  ④构造杂乱,要求条件苛刻,对环境有磁干扰,但无其他污染。
  2.分类 
  磁力三类轴承根据其操控方式、磁能来源、构造方式等分类。此外,还能够按磁场类型划分为永久磁铁型、电磁铁型和永久磁铁—电磁铁混合型。也可按轴承悬浮力类型划分为吸力型和斥力型。超导磁力轴承还分为低温超导和高温超导两种。
  以上各种分类中不同类型之间还存在一些特殊限制,应特别注意。  
  ①永磁型轴承只能是无源型(被迫型),而无源型轴承不可能在3个方向上都安稳,至少有1个方向应选用有源型。
  ②直流鼓励型轴承只能是有源型(自动型)。
  ③纯电磁铁型轴承只能是5自由度操控型轴承,其体积、质量和功耗都比较大。
  ④斥力型磁力轴承,由于磁力利用率低,构造较吸力型杂乱,通常很少选用。
  二、磁力轴承的使用实例
  1.机床中的使用 在机床主轴中的使用有限,属试用性质。
  (1)精细机床主轴 
  法国S2M公司制作了选用5自由度操控磁力轴承支承的精细主轴,其径向轴承的dn值为4X106mm·r/min,轴颈线速度为200m/s,推力轴承的dn值为8X106mm·r/min,止推轴颈线速度为400m/s。
  (2)超精透镜车床 
  法国S2M公司由自动磁力轴承支承的超精透镜车床主轴,转速2000r/min,功率lkW,加工精度0.05ttm。
  2.精细仪器中的使用 
  英国国家物理试验室研发了选用磁浮导轨的自动分辨测量仪,在lkHz的频带内,支承刚度为175N/gm,分辨率达0.1nm。
  3.泵类中的使用 
  (1)血液泵 
  日本东京大学与NTN公司合作研发的磁力轴承血液泵。主轴由5自由度自动操控型磁力轴承支承,进口径向轴承的承载才能为18N,出口轴承径向承载才能为22N,推力轴承的承载才能为9.2N。
  (2)循环泵 法国SEP公司选用S2M公司的自动型磁力轴承研发开发出火箭发动机用液氧、液氢循环泵。
  4.空间技术中的使用 
  日本NAL&MELCO和NAL&TOSIBA公司用自动型磁力轴承支承空间姿势操控惯量轮。
  5.物理试验中的使用
  (1)高精细粒子束变换器 德国Uranit公司推出了三种用磁力轴承支承转子的粒子束变换器。
  (2)中子选择器 
  德国KFA公司制作的中子选择器,选用单自由度被迫型磁力轴承支承转子,转速为36000r/min。

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