【摘要】： 我國(guó)泵站中立式軸流泵及導(dǎo)葉式混流泵占很大比例,而導(dǎo)軸承是大型水泵最為關(guān)鍵的易磨、易損部件。要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的可靠運(yùn)轉(zhuǎn),必須解決高速轉(zhuǎn)子的支承問題。機(jī)械軸承有接觸、需潤(rùn)滑和要維護(hù),限制了它的最高轉(zhuǎn)速和使用壽命,已成為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)高速化的瓶頸。磁懸浮支承具有無(wú)摩擦、無(wú)磨損、不需潤(rùn)滑和密封、無(wú)功耗、無(wú)污染、高精度、壽命長(zhǎng)、工作可靠等一系列優(yōu)良品質(zhì)。因此對(duì)其磁場(chǎng)及磁力的研究就顯得越來越重要。 目前,永磁懸浮支承的分析和設(shè)計(jì)理論還遠(yuǎn)不成熟。已有的研究主要針對(duì)雙環(huán)永磁軸承的研究,且多為復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算模型,缺乏對(duì)永磁軸承新結(jié)構(gòu)的研究及其永磁軸承磁力顯式解析模型的研究,難以進(jìn)行指導(dǎo)永磁軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。因此本文研究的嵌套多環(huán)Halbach陣列永磁軸承磁力顯式解析模型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文所做的主要工作如下： 1)分析軸流泵導(dǎo)軸承載荷的分布情況可得出各種徑向分載荷中的大部分分載荷的大小或方向是隨機(jī)的�？紤]到分載荷方向的隨機(jī)性對(duì)總載荷的影響大于大小的隨機(jī)性對(duì)總載荷的影響,因此,近似認(rèn)為各個(gè)分載荷大小等于其最大值,并假定方向隨機(jī)變化的各分載荷出現(xiàn)在各個(gè)方向的概率密度均勻分布,且相互獨(dú)立,研究方向隨機(jī)變化的各分載荷對(duì)導(dǎo)軸承的總作用效果。 2)Halbach陣列的永磁軸承在形式上是一種嵌套旋轉(zhuǎn)磁化永磁環(huán)堆疊的結(jié)構(gòu)。首先基于等效磁荷法對(duì)單對(duì)嵌套永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模方法分析,根據(jù)線性疊加原理建立單個(gè)波長(zhǎng)的嵌套永磁環(huán)堆疊結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；接著用分子電流法建立單個(gè)波長(zhǎng)Halbach陣列磁體承載力的數(shù)學(xué)顯式解析模型,并推導(dǎo)出剛度表達(dá)式。通過編程及數(shù)值計(jì)算結(jié)合有限元軟件分析比較,發(fā)現(xiàn)用基于等效磁荷法對(duì)單對(duì)嵌套永磁環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模分析方法相對(duì)于用分子電流法建立單個(gè)波長(zhǎng)的Halbach陣列磁體承載力的數(shù)學(xué)顯式解析模型誤差大,而且計(jì)算繁雜,而采用單個(gè)波長(zhǎng)的Halbach陣列磁體承載力的數(shù)學(xué)顯式解析模型表明各個(gè)參數(shù)之間函數(shù)關(guān)系具有比較直觀的特點(diǎn),便于優(yōu)化設(shè)計(jì),且相對(duì)有限元軟件分析結(jié)果的誤差約為5%。 3)推導(dǎo)及驗(yàn)證多個(gè)波長(zhǎng)的Halbach陣列磁體承載力顯式表達(dá)式及剛度表達(dá)式,結(jié)合Halbach磁體最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系式,設(shè)計(jì)合適的磁體結(jié)構(gòu)以滿足所需的磁力、剛度等指標(biāo),相對(duì)有限元軟件分析結(jié)果的誤差約為6%。
【圖文】：

尸一護(hù)·‘BdF‘護(hù)·“=lIj(v‘后’‘BdV‘?dāng)D一“‘對(duì)’‘勵(lì)(4一15)后=.些衛(wèi)萬(wàn)又可得:內(nèi)從，，腸為真空磁導(dǎo)率，從為介質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率，經(jīng)矢量運(yùn)算2產(chǎn)。拜rzdv(4一16)m勺沙=伽·由矢量梯度積分公式一獷戶_衛(wèi)二l而zds2產(chǎn)。產(chǎn)，乍該式即為磁場(chǎng)力計(jì)算公式�？梢缘玫�:(4一17)

四模塊Halbah陣列磁體
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH133.3

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本文編號(hào)：2604812