磁力軸承是一種利用磁場力支撐載荷或懸浮轉子的支承形式。它具有摩擦小、功耗低的特點,能夠實現在高溫、深冷及真空環境下的運轉。磁力軸承的發展迅速,尤其適用于高速、低摩阻、高(低)溫及真空環境。
特點與分類
特點
- 摩擦小,功耗低,可實現超高速運轉。
- 支承精度高,工作穩定,可靠。
- 可在高溫、深冷及真空環境下運轉。
- 結構復雜,要求條件苛刻,對環境有磁干擾,但無其他污染。
- 完全消除磨損,理論壽命是無限的。
- 轉速只受軸承材料限制。
- 精度高可達微米級。
- 功耗為普通軸承的10%。
- 阻尼、剛度可控,便于智能控制。
- 轉子的運轉特性可以監控和控制。
- 無潤滑、密封裝置,沒有環境污染。
分類
磁力軸承可根據其控制方式、磁能來源、結構形式等進行分類。還可按磁場類型劃分為永久四氧化三鐵型、電磁鐵型和永久磁鐵—電磁鐵混合型。也可按軸承懸浮力類型劃分為吸力型和斥力型。超導磁力軸承還分為低溫超導和高溫超導兩種。不同類型的磁力軸承之間有一些特殊的限制需要注意。
應用實例
機床中的應用
- 精密機床主軸:法國S2M公司制造的精密主軸,其徑向軸承的dn值為4×10^6 mm·r/min,軸頸線速度為200 m/s,推力軸承的dn值為8×10^6 mm·r/min,止推軸頸線速度為400 m/s。
- 超精透鏡車床:法國S2M公司由主動磁力軸承支承的超精透鏡車床主軸,轉速2000 r/min,功率1 kW,加工精度0.05 μm。
精密儀器中的應用
英國國家物理實驗室研制的采用磁浮導軌的自動分辨測量儀,在1 kHz的頻帶內,支承剛度為175 N/gm,分辨率達0.1 nm。
泵類中的應用
- 血液泵:日本東京大學與NTN合作研制的磁力軸承血液泵。主軸由5自由度主動控制型磁力軸承支承,進口徑向軸承的承載能力為18 N,出口軸承徑向承載能力為22 N,推力軸承的承載能力為9.2 N。
- 循環泵:法國SEP公司采用S2M公司的主動型磁力軸承研制開發出火箭發動機用液態氧、氫氣循環泵。
空間技術中的應用
日本NAL&MELCO和NAL&TOSIBA公司用主動型磁力軸承支承空間姿態控制慣量輪。
物理實驗中的應用
- 高精密粒子束變換器:德國Uranit公司推出的三種用磁力軸承支承轉子的粒子束變換器。
- 中子選擇器:德國KFA公司制造的中子選擇器,采用單自由度被動型磁力軸承支承轉子,轉速為36000 r/min。
參考資料 >
高科技軸承-電磁軸承優缺點-磁懸浮軸承的分析工作原理與分類.搜狐網.2024-11-27