【摘要】： 磁浮軸承具有無摩擦、無磨損、無需潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),可以適應(yīng)復(fù)雜惡劣環(huán)境,在軍工、航空航天、發(fā)電機(jī)組、超高速超精密加工機(jī)床、原油加工及機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。由永磁鐵產(chǎn)生懸浮力的磁浮軸承能耗低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊且承載力大,因此成為磁浮軸承研究的一個(gè)重要方向。 本文以點(diǎn)磁荷理論為基礎(chǔ),分別建立了徑向磁化與軸向磁化兩種磁化方式下,軸的徑向偏移量(或軸承剛度)與承載力之間關(guān)系的理論模型。在Visual C++環(huán)境中進(jìn)行可視化模擬計(jì)算。通過對(duì)這兩種模型的對(duì)比分析,表明徑向磁化軸承的承載能力和剛度均優(yōu)于軸向磁化軸承,考慮到后者比前者容易加工,本文選擇軸向磁化方式來制備磁浮軸承。 由于軟鐵具有很高的磁導(dǎo)率,而不銹鋼具有優(yōu)良的磁阻性能,因而選取了這二種材料作為磁浮軸承材料,并利用ANSYS軟件分析了軟鐵和不銹鋼材料對(duì)磁感線的密度和方向的影響,結(jié)果表明軟鐵具有匯聚磁感線的作用,不銹鋼對(duì)磁感線影響很小,說明軸承材料的選擇是合理的,最后成功設(shè)計(jì)、制造了磁浮軸承組件。 為了測(cè)試軸承的性能,完成了磁浮軸承試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和制造,試驗(yàn)臺(tái)性能穩(wěn)定、操作方便。通過對(duì)軸承的剛度、所能達(dá)到的最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速等性能的測(cè)試,表明軸承性能均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。穩(wěn)定工作時(shí)的最高承載能力為17N,轉(zhuǎn)速為4000r/min。 軸的徑向偏移方向與承載力的變化趨勢(shì)與理論分析結(jié)果一致。軸的徑向總偏移量也受到轉(zhuǎn)速影響,在高于某一轉(zhuǎn)速(低于1000r/min)范圍內(nèi),隨著轉(zhuǎn)速升高,軸的總偏移量增大。在試驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn),磁浮軸承的實(shí)際承載能力比理論值小許多,這說明在防止漏磁、軸承的加工精度、永磁環(huán)均勻磁化等方面尚存在一定問題,有待進(jìn)一步改進(jìn)。 最后,通過對(duì)軸承剛度的試驗(yàn)研究,表明軸的徑向偏移量受到轉(zhuǎn)速的影響很大。但隨著轉(zhuǎn)速的提高,軸的偏移方向反而向上。分析認(rèn)為可能是由于產(chǎn)生了空氣動(dòng)壓的結(jié)果,具體原因和影響規(guī)律尚有待進(jìn)一步研究。 【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH133.31

【圖文】：

圖 1-1 主動(dòng)磁浮軸承工作原理圖Fig. 1-1 Principle of active magnetic bearing.2 被動(dòng)磁軸承的工作原理被動(dòng)磁軸承，以永磁力或超導(dǎo)磁力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的懸浮，，是利用永磁鐵

圖 1-2 磁懸浮硬盤驅(qū)動(dòng)器定子Fig. 1-2 Magnetic levitated hard disk drivestator圖 1-3 轉(zhuǎn)子、定子與傳感器Fig. 1-3 rotor, stator and sensor

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本文編號(hào)：2712133