磁浮軸承的試驗研究.pdf

1、磁浮軸承具有無摩擦、無磨損、無需潤滑、壽命長等優(yōu)點(diǎn),可以適應(yīng)復(fù)雜惡劣環(huán)境,在軍工、航空航天、發(fā)電機(jī)組、超高速超精密加工機(jī)床、原油加工及機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。由永磁鐵產(chǎn)生懸浮力的磁浮軸承能耗低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊且承載力大,因此成為磁浮軸承研究的一個重要方向。本文以點(diǎn)磁荷理論為基礎(chǔ),分別建立了徑向磁化與軸向磁化兩種磁化方式下,軸的徑向偏移量(或軸承剛度)與承載力之間關(guān)系的理論模型。在VisualC++環(huán)境中進(jìn)行可視化模擬計算。通過

2、對這兩種模型的對比分析,表明徑向磁化軸承的承載能力和剛度均優(yōu)于軸向磁化軸承,考慮到后者比前者容易加工,本文選擇軸向磁化方式來制備磁浮軸承。由于軟鐵具有很高的磁導(dǎo)率,而不銹鋼具有優(yōu)良的磁阻性能,因而選取了這二種材料作為磁浮軸承材料,并利用ANSYS軟件分析了軟鐵和不銹鋼材料對磁感線的密度和方向的影響,結(jié)果表明軟鐵具有匯聚磁感線的作用,不銹鋼對磁感線影響很小,說明軸承材料的選擇是合理的,最后成功設(shè)計、制造了磁浮軸承組件。為了測試軸承的性能,

3、完成了磁浮軸承試驗臺的設(shè)計和制造,試驗臺性能穩(wěn)定、操作方便。通過對軸承的剛度、所能達(dá)到的最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速等性能的測試,表明軸承性能均達(dá)到了設(shè)計要求。穩(wěn)定工作時的最高承載能力為17N,轉(zhuǎn)速為4000r/min。軸的徑向偏移方向與承載力的變化趨勢與理論分析結(jié)果一致。軸的徑向總偏移量也受到轉(zhuǎn)速影響,在高于某一轉(zhuǎn)速(低于1000r/min)范圍內(nèi),隨著轉(zhuǎn)速升高,軸的總偏移量增大。在試驗過程中還發(fā)現(xiàn),磁浮軸承的實際承載能力比理論值小許多,這說明在防止