永磁軸承工作特性研究.pdf

1、永磁軸承具有微摩擦、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑、無(wú)密封、微功耗、無(wú)污染、高速度、高精度、長(zhǎng)壽命、可靠性高等一系列優(yōu)良品質(zhì),特別是其微摩擦、微功耗和無(wú)污染等特點(diǎn)非常符合當(dāng)今社會(huì)提倡的節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的要求。然而永磁軸承也有缺點(diǎn),也就是僅靠永磁軸承支承無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮,要使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮,須至少在一個(gè)自由度上引入其他方式的約束。當(dāng)前常用的做法是將永磁軸承與機(jī)械軸承、電磁軸承或超導(dǎo)磁軸承組合形成支承系統(tǒng),使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸浮。對(duì)于永磁軸承的研究,國(guó)

2、內(nèi)外學(xué)者做了很多工作,取得了很多成果。但從發(fā)表的文獻(xiàn)看來(lái),他們的研究對(duì)象多是單個(gè)永磁軸承,較少在整個(gè)支承系統(tǒng)中研究永磁軸承的工作特性;另外,對(duì)永磁軸承的理論分析較多,而實(shí)驗(yàn)研究,特別是對(duì)永磁軸承的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究較少。
　　針對(duì)以上問題,本文做了如下工作:首先,分析了徑向永磁軸承與機(jī)械軸承共同支承轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸受徑向載荷時(shí)永磁軸承內(nèi)磁環(huán)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。介紹了現(xiàn)有的永磁軸承磁力分析的主要方法,并用等效磁荷法得出徑向永磁軸承偏轉(zhuǎn)模型的磁力計(jì)算公式

3、,從公式看出用等效磁荷法計(jì)算徑向永磁軸承偏轉(zhuǎn)模型的磁力很復(fù)雜。
　　其次,用有限元法分析徑向永磁軸承偏轉(zhuǎn)模型的磁力,得出用偏轉(zhuǎn)模型計(jì)算的徑向磁力和軸向磁力均隨偏轉(zhuǎn)角的增大而增大;用徑向偏移模型計(jì)算磁力和用偏轉(zhuǎn)模型計(jì)算磁力相比,前者會(huì)高估永磁軸承的徑向磁力而低估永磁軸承的軸向磁力;在偏轉(zhuǎn)模型中,徑向磁力和軸向磁力均隨氣隙的減小而增大,徑向磁力隨磁環(huán)厚度的增大而增大,而磁環(huán)厚度的變化對(duì)軸向磁力影響不大。
　　再次,設(shè)計(jì)了永磁軸承