磁力轴承的几种典型的磁力轴承
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发布时间：2023-06-26 02:40
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时间：2024-12-13 06:22
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。轴承的承载能力和刚度决定于永磁材料的种类，磁极的形状、面积、厚度和配置方式，轴承间隙，以及软磁钢部分的尺寸。这种轴承的理论计算十分困难，常采用“实验相似法”进行结构设计。即用实验方法确定几种典型轴承结构，测出其承载能力、刚度值。新设计轴承只要取相同的材料，结构形式与尺寸按比例确定，其性能即可按比例求出，如承载能力与轴承特征尺寸的平方成比例等。
2．被动式交流激励型磁力轴承
推力轴承通常都是成对组合式，每个轴承就是一个电磁铁。铁心几何形状一般为E形、U形或圆环形。调谐方式分串联和并联两种。
一、特点与分类
1．特点
1.摩擦小，功耗低，可实现超高速运转。
2.支承精度高，工作稳定，可靠。
3.可在高温、深冷及真空环境下运转。
4.结构复杂，要求条件苛刻，对环境有磁干扰，但无其他污染。
5.完全消除磨损，理论寿命是无限的
6.转速只受轴承材料*
7.精度高可达微米级
8.功耗为普通轴承的10%
9.阻尼、刚度可控，便于智能控制
10.转子的运转特性可以监控和控制
11.无润滑、密封装置，没有环境污染
2．分类
磁力轴承根据其控制方式、磁能来源、结构形式等分类。此外，还可以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*，应特别注意。
①永磁型轴承只能是无源型(被动型)，而无源型轴承不可能在3个方向上都稳定，至少有1个方向应采用有源型。
②直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。
③纯电磁铁型轴承只能是5自由度控制型轴承，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，结构较吸力型复杂，一般很少采用。
二、磁力轴承的应用实例
1．机床中的应用 在机床主轴中的应用有限，属试用性质。
(1)精密机床主轴
法国S2M公司制造了采用5自由度控制磁力轴承支承的精密主轴，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公司由主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．精密仪器中的应用
英国国家物理实验室研制了采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．泵类中的应用
(1)血液泵
日本东京大学与NTN公司合作研制的磁力轴承血液泵。主轴由5自由度主动控制型磁力轴承支承，进口径向轴承的承载能力为18N，出口轴承径向承载能力为22N，推力轴承的承载能力为9．2N。
(2)循环泵 法国SEP公司采用S2M公司的主动型磁力轴承研制开发出火箭发动机用液氧、液氢循环泵。
4．空间技术中的应用
日本NAL&MELCO和NAL&TOSIBA公司用主动型磁力轴承支承空间姿态控制惯量轮。
5．物理实验中的应用
(1)高精密粒子束变换器 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公司制造的中子选择器，采用单自由度被动型磁力轴承支承转子，转速为36000r/min
