磁懸浮軸承簡(jiǎn)介

磁力軸承簡(jiǎn)介磁懸浮軸承又稱磁力軸承，是目前世界上公認(rèn)的高新技術(shù)之一。陸地上廣泛采用的是主動(dòng)控制磁懸浮軸承（簡(jiǎn)稱主動(dòng)磁軸承-AMB）,它是利用可控磁場(chǎng)力提供無(wú)接觸支承、使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮于空間且其動(dòng)力學(xué)性能可由控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的一種新型高性能軸承，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其技術(shù)涉及到機(jī)械學(xué)、電磁學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、控制理論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。由于磁力軸承具有無(wú)接觸、無(wú)磨損、高速度、高精度、無(wú)需潤(rùn)滑和密封等一系列優(yōu)良品質(zhì)（能耗是傳統(tǒng)機(jī)械軸承的5-20%，是空氣靜壓軸承的10-20%；若用于機(jī)床，其切除量可提高3-6倍，進(jìn)給速度提高5-10倍，切屑力降低30%），是本世紀(jì)最有發(fā)展前途的主導(dǎo)軸承之一。一、發(fā)展歷史簡(jiǎn)述1972年，法國(guó)最早將磁力軸承用于通訊衛(wèi)星的導(dǎo)向飛輪支承上。美國(guó)于1983年在航天飛機(jī)的實(shí)驗(yàn)室真空泵上采用了磁力軸承。1986年日本在H-1火箭進(jìn)行的磁浮飛輪空間實(shí)驗(yàn)上獲得了成功應(yīng)用。民用第一個(gè)產(chǎn)品是1983年，第五屆歐洲機(jī)床展上，S2M公司展出了磁懸浮電主軸部件。二、主要性能參數(shù)目前，磁力軸承可達(dá)的技術(shù)指標(biāo)范圍至少為1）轉(zhuǎn)速：（0~8）X105r/min直徑14~600mm單個(gè)軸承承載力：(03~5)X104N使用溫度范圍：-253~450C三、應(yīng)用范圍根據(jù)國(guó)際上發(fā)表的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，磁力軸承可推廣應(yīng)用的領(lǐng)域如下表(此外還可用于飛輪儲(chǔ)能、減震器、尖端武器等)：表1能裁采用磁力軸承的蒞轉(zhuǎn)機(jī)械空間工業(yè)機(jī)床工業(yè)重工業(yè)1?人造衛(wèi)星的18性和陀螺飛輪2?人造衛(wèi)墾圖片復(fù)琢設(shè)備3?低溫透平泵4航空發(fā)動(dòng)機(jī)L離速加工電主軸2-髙精度工件夾架??大直徑磨床4,高精度車床1?透平分于真空泵NX射線管離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)反射鐐主軸5■小型低溫壓縮機(jī)L壓編機(jī)和鼓網(wǎng)機(jī)N泵久膨脹機(jī)和能蜃回收透平機(jī)5-肯輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)氐發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)四、應(yīng)用圖解典型的五自由度磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)工作原理及其應(yīng)用參見(jiàn)下頁(yè)附圖。圖2八磁極徑向就軸承工作慶理圖3五自由度磁軸承-榜子系統(tǒng)電機(jī)軸充軸問(wèn)傳也器□保持軸用怪向徨向悴何怡向保持軸禾1傳M1S軸脈出水II轉(zhuǎn)軸^=C7D/

冷卻水入n圖4施懸浮支承電主軸在五自由度磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中兩端裝上渦輪和外殼等就成為磁懸浮渦輪膨脹機(jī)，如圖5所示'軸助締吸 iifJja軸助締吸 iifJja軸*圖5磁懸浮渦輪膨臧系統(tǒng)結(jié)枸示意田常規(guī)軸承存在面汚染.磁力軸承已菠廣泛采用.用于三軸舸工中心的常規(guī)軸承存在面汚染.磁力軸承已菠廣泛采用.用于三軸舸工中心的SFF磁力軸承.轉(zhuǎn)速lOGOOOr/raln圖4《電發(fā)動(dòng)機(jī)屮的低壓轉(zhuǎn)子徑向礎(chǔ)軸承五、國(guó)內(nèi)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)磁力軸承的發(fā)展及應(yīng)用，整體還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段,工業(yè)應(yīng)用很少，水平要落后世界先進(jìn)水平10-20年。但在某些方面的研究已經(jīng)接近甚至達(dá)到世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)在磁力軸承研究具有代表性的機(jī)構(gòu)有清華大學(xué)和浙江大學(xué)（主要致力于磁軸承高頻電主軸和阻尼器的研究）、上海交大和上海微電機(jī)研究所（慣性器件和儀器）、西安交大（