永磁軸承工作特性研究.pdf

1、永磁軸承具有微摩擦、無磨損、無需潤滑、無密封、微功耗、無污染、高速度、高精度、長壽命、可靠性高等一系列優(yōu)良品質(zhì),特別是其微摩擦、微功耗和無污染等特點非常符合當今社會提倡的節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟的要求。然而永磁軸承也有缺點,也就是僅靠永磁軸承支承無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮,要使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮,須至少在一個自由度上引入其他方式的約束。當前常用的做法是將永磁軸承與機械軸承、電磁軸承或超導磁軸承組合形成支承系統(tǒng),使轉(zhuǎn)子實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮。對于永磁軸承的研究,國

2、內(nèi)外學者做了很多工作,取得了很多成果。但從發(fā)表的文獻看來,他們的研究對象多是單個永磁軸承,較少在整個支承系統(tǒng)中研究永磁軸承的工作特性;另外,對永磁軸承的理論分析較多,而實驗研究,特別是對永磁軸承的動態(tài)實驗研究較少。
　　針對以上問題,本文做了如下工作:首先,分析了徑向永磁軸承與機械軸承共同支承轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸受徑向載荷時永磁軸承內(nèi)磁環(huán)的運動規(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)模型的磁力計算公式

3、,從公式看出用等效磁荷法計算徑向永磁軸承偏轉(zhuǎn)模型的磁力很復雜。
　　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;用徑向偏移模型計算磁力和用偏轉(zhuǎn)模型計算磁力相比,前者會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)厚度的變化對軸向磁力影響不大。
　　再次,設計了永磁軸承