磁力轴承是一种利用磁场力支撑载荷或悬浮转子的支承形式。它具有摩擦小、功耗低的特点,能够实现在高温、深冷及真空环境下的运转。磁力轴承的发展迅速,尤其适用于高速、低摩阻、高(低)温及真空环境。
特点与分类
特点
- 摩擦小,功耗低,可实现超高速运转。
- 支承精度高,工作稳定,可靠。
- 可在高温、深冷及真空环境下运转。
- 结构复杂,要求条件苛刻,对环境有磁干扰,但无其他污染。
- 完全消除磨损,理论寿命是无限的。
- 转速只受轴承材料限制。
- 精度高可达微米级。
- 功耗为普通轴承的10%。
- 阻尼、刚度可控,便于智能控制。
- 转子的运转特性可以监控和控制。
- 无润滑、密封装置,没有环境污染。
分类
磁力轴承可根据其控制方式、磁能来源、结构形式等进行分类。还可按磁场类型划分为永久四氧化三铁型、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。不同类型的磁力轴承之间有一些特殊的限制需要注意。
应用实例
机床中的应用
- 精密机床主轴:法国S2M公司制造的精密主轴,其径向轴承的dn值为4×10^6 mm·r/min,轴颈线速度为200 m/s,推力轴承的dn值为8×10^6 mm·r/min,止推轴颈线速度为400 m/s。
- 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2000 r/min,功率1 kW,加工精度0.05 μm。
精密仪器中的应用
英国国家物理实验室研制的采用磁浮导轨的自动分辨测量仪,在1 kHz的频带内,支承刚度为175 N/gm,分辨率达0.1 nm。
泵类中的应用
- 血液泵:日本东京大学与NTN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18 N,出口轴承径向承载能力为22 N,推力轴承的承载能力为9.2 N。
- 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态氧、氢气循环泵。
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。
物理实验中的应用
- 高精密粒子束变换器:德国Uranit公司推出的三种用磁力轴承支承转子的粒子束变换器。
- 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36000 r/min。
高科技轴承-电磁轴承优缺点-磁悬浮轴承的分析工作原理与分类.搜狐网.2024-11-27