本文關(guān)鍵詞：磁懸浮風(fēng)機(jī)軸承磁特性及承載能力分析研究

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【摘要】：現(xiàn)今科技的高速發(fā)展對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品的精度、效率、能耗、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等要求越來越高。磁懸浮軸承是靠永磁體或者電磁鐵產(chǎn)生的磁力而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子懸浮的,具有無油污污染、無機(jī)械摩擦、低能耗、高效率、維護(hù)方便等眾多優(yōu)點(diǎn),這非常適應(yīng)當(dāng)今的需要。目前,耗能大戶風(fēng)機(jī)大多使用傳統(tǒng)普通軸承,其承載大且受力不平衡,對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)和使用壽命等影響較大,磁懸浮軸承的出現(xiàn)能夠較好的改善這些問題。所以,對(duì)磁懸浮風(fēng)機(jī)軸承的結(jié)構(gòu)、特性與承載能力分析研究就比較實(shí)用且有意義。本論文針對(duì)當(dāng)前風(fēng)機(jī)傳動(dòng)組軸承支承的需要,設(shè)計(jì)了一種新型組合磁懸浮軸承并且對(duì)其特性進(jìn)行了分析。首先對(duì)磁學(xué)原理和磁性材料進(jìn)行分析,根據(jù)性能要求選用了高性能的釹鐵硼材料。通過對(duì)磁化方式的分析,采用了軸向磁化的結(jié)構(gòu)方式,根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的需要對(duì)磁軸承的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并設(shè)計(jì)了一種徑向與錐形組合的永磁軸承。同時(shí)運(yùn)用磁路法對(duì)軸承的磁路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其次采用Pro/ENGINEER軟件對(duì)其進(jìn)行了三維建模,同時(shí)利用ANSYS Maxwell有限元軟件對(duì)設(shè)計(jì)的軸承進(jìn)行了承載特性與磁特性的分析與研究,并且與使用等效磁荷法的理論分析進(jìn)行對(duì)比。通過對(duì)磁懸浮軸承進(jìn)行有限元分析,得到磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁力線的分布及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,明確了磁環(huán)厚度、磁環(huán)個(gè)數(shù)、磁環(huán)寬度和偏移量等與承載力特性的關(guān)系,從而完善了磁軸承結(jié)構(gòu)。最后根據(jù)上述分析及風(fēng)機(jī)傳動(dòng)組的承載要求,選用永磁懸浮軸承,并選定六種支承方案進(jìn)行對(duì)比分析,從中確定組合永磁軸承與球軸承配合的支承方式,并對(duì)組合永磁軸承進(jìn)行有限元分析,其分析結(jié)果與磁路理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的磁路比較合理,磁懸浮軸承能滿足風(fēng)機(jī)的要求。本論文所進(jìn)行的磁懸浮軸承設(shè)計(jì)及分析可為工業(yè)用風(fēng)機(jī)的應(yīng)用提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：磁懸浮軸承 風(fēng)機(jī) 有限元 特性 支承方式
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3;TH43
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 磁懸浮軸承技術(shù)簡介10-11
• 1.3 國內(nèi)外磁懸浮技術(shù)的發(fā)展概況11-13
• 1.3.1 國外技術(shù)的發(fā)展11-13
• 1.3.2 國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展13
• 1.4 磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.5 風(fēng)機(jī)技術(shù)概況14-15
• 1.6 本課題研究的主要內(nèi)容及方法15-16
• 2. 磁懸浮軸承的分析與設(shè)計(jì)16-32
• 2.1 永磁軸承16-18
• 2.1.1 磁懸浮軸承的分類16
• 2.1.2 永磁軸承的基本結(jié)構(gòu)16-18
• 2.1.3 永磁軸承的工作原理18
• 2.2 永磁材料及其特性18-21
• 2.2.1 磁環(huán)的材料18-19
• 2.2.2 永磁材料的主要參數(shù)19-20
• 2.2.3 永磁材料20-21
• 2.3 磁路設(shè)計(jì)與分析21-25
• 2.3.1 永磁材料的選用21-22
• 2.3.2 永磁體的磁化方式分析22-24
• 2.3.3 永磁體長度與氣隙的關(guān)系24-25
• 2.4 徑向永磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-30
• 2.4.1 選擇軸承的結(jié)構(gòu)形式25-26
• 2.4.2 初定結(jié)構(gòu)尺寸26
• 2.4.3 永磁回路設(shè)計(jì)26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3. 磁懸浮軸承建模32-38
• 3.1 組合永磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)32-34
• 3.2 Pro/ENGINEER軟件簡介34-35
• 3.3 磁懸浮軸承的實(shí)體建模35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4. 磁懸浮軸承的特性研究38-61
• 4.1 永磁軸承磁力特性分析38-43
• 4.1.1 磁荷法計(jì)算磁場(chǎng)基礎(chǔ)38-40
• 4.1.2 磁軸承承載特性的數(shù)學(xué)模型40-43
• 4.2 磁懸浮軸承的有限元分析43-46
• 4.2.1 磁場(chǎng)的有限元方法43-44
• 4.2.2 電磁場(chǎng)有限元ANSYS Maxwell軟件簡介44
• 4.2.3 有限元分析理論44-46
• 4.3 承載能力的有限元分析46-50
• 4.3.1 前處理46-49
• 4.3.2 求解計(jì)算49
• 4.3.3 后處理49-50
• 4.4 磁懸浮軸承承載特性研究50-57
• 4.4.1 磁環(huán)個(gè)數(shù)與承載特性關(guān)系的分析50-52
• 4.4.2 磁環(huán)厚度與承載特性關(guān)系的分析52-53
• 4.4.3 磁環(huán)徑向?qū)挾扰c承載特性關(guān)系的分析53
• 4.4.4 偏移量與承載特性關(guān)系的分析53-57
• 4.5 磁場(chǎng)分布的研究57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 5. 磁懸浮軸承在風(fēng)機(jī)中的支承方案分析61-71
• 5.1 磁懸浮支承方式在風(fēng)機(jī)中應(yīng)用61-62
• 5.2 風(fēng)機(jī)用磁懸浮軸承的支承方式62-67
• 5.2.1 方案一62
• 5.2.2 方案二62-63
• 5.2.3 方案三63-64
• 5.2.4 方案四64-65
• 5.2.5 方案五65
• 5.2.6 方案六65-67
• 5.3 輔助軸承67
• 5.4 組合永磁軸承磁場(chǎng)的有限元分析67-69
• 5.5 磁路合理性驗(yàn)算69
• 5.6 組合永磁軸承在風(fēng)機(jī)中的載荷分析69-70
• 5.7 本章小結(jié)70-71
• 6. 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 致謝75-76
• 作者簡介76-77

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本文編號(hào)：1093587