【摘要】： 永磁軸承是利用永磁材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)力將轉(zhuǎn)軸懸浮起來(lái)工作的一類磁力軸承。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、無(wú)磨損、能耗小等突出優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。永磁軸承的力學(xué)特性反映了承載力和軸承剛度的大小，掌握永磁軸承的力學(xué)特性對(duì)于合理分析和設(shè)計(jì)永磁軸承有著非常重要的實(shí)際價(jià)值。因此，對(duì)永磁軸承的力學(xué)特性進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)對(duì)于提高永磁軸承的研究水平具有非常重要的意義。 長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)永磁軸承力學(xué)特性進(jìn)行了深入地研究，建立了采用靜磁路法和等效磁荷法分析永磁軸承力學(xué)特性的數(shù)學(xué)模型。但永磁軸承的理論分析和設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)不成熟。本文的工作內(nèi)容圍繞永磁軸承力學(xué)特性的研究展開(kāi)，主要做了以下幾個(gè)方面的工作： 采用靜磁路法和等效磁荷法對(duì)永磁軸承的力學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)地分析，并建立了這兩種方法的數(shù)學(xué)模型。 考慮到永磁軸承工作時(shí)磁路的變化，探索性地提出采用常用于起重永磁吊設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)磁路法來(lái)分析永磁軸承的力學(xué)特性，并給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。該模型參數(shù)少，計(jì)算簡(jiǎn)單，將該理論方法的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較表明：該方法能較好地描述永磁軸承的力學(xué)特性，在永磁軸承力學(xué)特性的分析中具有較高的理論參考價(jià)值。 浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 建立了永磁軸承力學(xué)特性的有限元分析模型，在ANSYS環(huán)境下對(duì) 永磁軸承的力學(xué)特性進(jìn)行了有限元分析，計(jì)算結(jié)果具有很高的精度， 表明有限元法是一種分析永磁軸承力學(xué)特性的有效手段。 對(duì)某一具體結(jié)構(gòu)的永磁軸承設(shè)計(jì)了試驗(yàn)裝置，進(jìn)行了力學(xué)特性的 試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性較 高，說(shuō)明本文所采用的永磁軸承力學(xué)特性試驗(yàn)方法是可行的。此外， 試驗(yàn)結(jié)果表明了永磁軸承的軸向力不受位移遞增或遞減試驗(yàn)的影響， 而且軸向力是沿原點(diǎn)中心位置對(duì)稱的。 通過(guò)將各種理論方法和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較和分析，對(duì)各種永磁軸 承力學(xué)特性的理論方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。得出了以下結(jié)論:靜磁路法計(jì)算 過(guò)程簡(jiǎn)單，數(shù)學(xué)模型的參數(shù)少，但計(jì)算精度不高。等效磁荷法計(jì)算精 度高，但計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。動(dòng)態(tài)磁路法適用于對(duì)永磁軸承力學(xué)特性 的理論分析和數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，且計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單。但本文所 提出的動(dòng)態(tài)磁路法目前還無(wú)法計(jì)算徑向永磁軸承的徑向力。有限元法 是一種計(jì)算永磁軸承力學(xué)特性的有效方法。但是，其需要較強(qiáng)的有限 元基礎(chǔ)知識(shí)，計(jì)算結(jié)果受網(wǎng)格單元類型和網(wǎng)格劃分精度的影響。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TH133.3
【圖文】：

由第二章對(duì)永磁軸承基本結(jié)構(gòu)的介紹可知，軸向磁化和徑向磁化永磁軸承具有相同的承載力和剛度。由于軸向磁化比徑向磁化在制作上更加容易實(shí)現(xiàn)，因此，本次試驗(yàn)選用如圖4一1結(jié)構(gòu)的軸向磁化徑向永磁軸承。永磁軸承共有A和B兩個(gè)磁環(huán)。其中，A是外磁環(huán)，B是內(nèi)磁環(huán)。必必’’互叫叫}}}I刊，，}}}}}\\\\\\\!!!.....‘」」必必必必42222222布布、、寧寧寧寧寧寧寧寧寧寧寧專444。。。。{{{}6666666lllllllll!!!圖4一1軸向磁化的斥力型徑向永磁軸承A一外磁環(huán)，B一內(nèi)磁環(huán)Figure4一1Radialmagnetiebearingusingringmagnetsaxiallymagnetized兒Ext呱almagnetring，B一Intemalmagnetring4.1.2磁環(huán)材料本次試驗(yàn)所用的磁環(huán)材料是燒結(jié)欽鐵硼合金N35，由杭州某公司生產(chǎn)。試件的磁環(huán)材料的性能和退磁曲線見(jiàn)下表4一1和圖4一2。

第四章永磁軸承力學(xué)特性的試驗(yàn)研究圖4一4是測(cè)試軸向力凡的試驗(yàn)裝置照片。利用普通機(jī)床準(zhǔn)確可靠的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可使大拖板產(chǎn)生準(zhǔn)確的位移。移動(dòng)大拖板時(shí)，力傳感器推動(dòng)磁環(huán)外套使內(nèi)外磁環(huán)產(chǎn)生軸向位移。圖4一4測(cè)試軸向力凡試驗(yàn)裝置照片F(xiàn)igure4一4AphotographshowingthetestofaxialforeeFz4.3.2永磁軸承徑向力Fr試驗(yàn)裝置圖4一5是測(cè)試徑向力Fr的試驗(yàn)裝置圖。夾緊和定位內(nèi)外磁環(huán)的夾具大部分與測(cè)試軸向力時(shí)所使用的試驗(yàn)裝置相同。為保證外磁環(huán)7可沿徑向進(jìn)行移動(dòng)，卸除用于軸向力試驗(yàn)的中心軸墊圈。尾座頂尖9支承中心軸右端面，以提高中心軸1的徑向剛度，避免中心軸在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生彎曲。永磁軸承徑向力隨內(nèi)外磁環(huán)徑向間隙的變化而改變。在試驗(yàn)過(guò)程中，小拖板拖動(dòng)外磁環(huán)可產(chǎn)生精確的徑向位移，力傳感器根據(jù)磁環(huán)間徑向位移的變化測(cè)試出永磁軸承的徑向力的變化。為保證內(nèi)外磁環(huán)軸心處于同一水平位置

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本文編號(hào)：2722869