什么是磁轴承机械

㈠ 什么是陶瓷轴承

轴承可分为三种：滚动轴承、滑动轴承和电磁轴承。

滚动轴承是一种高度标准化的机械零件，有着多种尺寸规格和精度等级的系列型号，可以在相当大的范围内满足各种机械对轴承的要求。由于滚动轴承的维护十分简便，因此得到了非常广泛的应用。

滚动轴承结构的最大特征是，在有相对运动的两个套圈之间放置有滚动体，因此，滚动轴承较之滑动轴承具有摩擦系数小、消耗功率少、效率高的优点。

讲得通俗一点，滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，过去通常用合金钢制造。20世纪90年代中期，陶瓷滚动轴承已经问世。经试用表明，陶瓷滚动轴承具有以下优点：

第一，由于陶瓷几乎不怕腐蚀，所以，陶瓷滚动轴承适宜于在布满腐蚀性介质的恶劣条件下作业。

第二，由于陶瓷滚动小球的密度比钢低，重量更要轻得多，因此转动时对外圈的离心作用可降低40%，进而使用寿命大大延长。

第三，陶瓷受热胀冷缩的影响比钢小，因而在轴承的间隙一定时，可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。

第四，由于陶瓷的弹性模量比钢高，受力时不易变形，因此有利于提高工作速度，并达到较高的精度。

国外已开发成功了在高温条件下采用固体润滑剂的陶瓷滚动轴承，也有利用液体或油脂润滑的特种钢与陶瓷组合而成的滚动轴承或全陶瓷滚动轴承。

至于谈到陶瓷滚动轴承的制造材料，主要采用氮化硅陶瓷。据有关资料报道，现代陶瓷中崛起的两颗新星——氮化硅和碳化硅都具有惊人的耐高温性能。氮化硅陶瓷在1400摄氏度，碳化硅陶瓷在1700摄氏度时，强度仍高达每平方厘米7000千克，而大多数金属这时早已软化或熔化成液体了。

㈡ 磁轴承的基本内容

主动磁悬浮轴承(Active Magnetic Bearing),是一种应用转子动力学、机械学、电工电子学、控制工程、磁性材料、测试技术、数字信号处理等综合技术,通过受控磁场力将转子和轴承分开,实现无机械接触的新型高性能轴承。
由于不存在机械接触,磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑的特点,转子可以高速旋转,其转速只受转子材料强度的限制,功耗和噪声极低,能适用于多种复杂的应用环境。磁轴承的另一个突出优点是转子运行状态可以由控制系统实时检测,可以在线评估不平衡大小并能对不平衡进行主动控制,从而使转子系统的控制达到很高的精度。磁轴承具有的这些特点,使它在很多应用领域内与传统滚动轴承、油膜轴承以及气体轴承相比具有明显的优越性。

㈢ 电磁轴承的简要解释

利用电场力、磁场力使轴悬浮的滑动轴承。

㈣ 磁力轴承的几种典型的磁力轴承

1．永磁型磁力轴承
永磁型磁力轴承是由永久磁铁制成的，可做成各种形状。轴承的承载能力和刚度决定于永磁材料的种类，磁极的形状、面积、厚度和配置方式，轴承间隙，以及软磁钢部分的尺寸。这种轴承的理论计算十分困难，常采用“实验相似法”进行结构设计。即用实验方法确定几种典型轴承结构，测出其承载能力、刚度值。新设计轴承只要取相同的材料，结构形式与尺寸按比例确定，其性能即可按比例求出，如承载能力与轴承特征尺寸的平方成比例等。
2．被动式交流激励型磁力轴承
推力轴承通常都是成对组合式，每个轴承就是一个电磁铁。铁心几何形状一般为E形、U形或圆环形。调谐方式分串联和并联两种。
一、特点与分类
1．特点
1.摩擦小，功耗低，可实现超高速运转。
2.支承精度高，工作稳定，可靠。
3.可在高温、深冷及真空环境下运转。
4.结构复杂，要求条件苛刻，对环境有磁干扰，但无其他污染。
5.完全消除磨损，理论寿命是无限的
6.转速只受轴承材料限制
7.精度高可达微米级
8.功耗为普通轴承的10%
9.阻尼、刚度可控，便于智能控制
10.转子的运转特性可以监控和控制
11.无润滑、密封装置，没有环境污染
2．分类
磁力轴承根据其控制方式、磁能来源、结构形式等分类。此外，还可以按磁场类型划分为永久磁铁型、电磁铁型和永久磁铁—电磁铁混合型。也可按轴承悬浮力类型划分为吸力型和斥力型。超导磁力轴承还分为低温超导和高温超导两种。
以上各种分类中不同类型之间还存在一些特殊限制，应特别注意。
①永磁型轴承只能是无源型(被动型)，而无源型轴承不可能在3个方向上都稳定，至少有1个方向应采用有源型。
②直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。
③纯电磁铁型轴承只能是5自由度控制型轴承，其体积、质量和功耗都比较大。
④斥力型磁力轴承，由于磁力利用率低，结构较吸力型复杂，一般很少采用。
二、磁力轴承的应用实例
1．机床中的应用 在机床主轴中的应用有限，属试用性质。
(1)精密机床主轴
法国S2M公司制造了采用5自由度控制磁力轴承支承的精密主轴，其径向轴承的dn值为4X106mm·r/min，轴颈线速度为200m/s，推力轴承的dn值为8X106mm·r/min，止推轴颈线速度为400m/s。
(2)超精透镜车床
法国S2M公司由主动磁力轴承支承的超精透镜车床主轴，转速2000r/min，功率lkW，加工精度0．05ttm。
2．精密仪器中的应用
英国国家物理实验室研制了采用磁浮导轨的自动分辨测量仪，在lkHz的频带内，支承刚度为175N/gm，分辨率达0．1nm。
3．泵类中的应用
(1)血液泵
日本东京大学与NTN公司合作研制的磁力轴承血液泵。主轴由5自由度主动控制型磁力轴承支承，进口径向轴承的承载能力为18N，出口轴承径向承载能力为22N，推力轴承的承载能力为9．2N。
(2)循环泵 法国SEP公司采用S2M公司的主动型磁力轴承研制开发出火箭发动机用液氧、液氢循环泵。
4．空间技术中的应用
日本NAL&MELCO和NAL&TOSIBA公司用主动型磁力轴承支承空间姿态控制惯量轮。
5．物理实验中的应用
(1)高精密粒子束变换器 德国Uranit公司推出了三种用磁力轴承支承转子的粒子束变换器。
(2)中子选择器
德国KFA公司制造的中子选择器，采用单自由度被动型磁力轴承支承转子，转速为36000r/min