磁力轴承的应用（一）

葬爱

　　磁力轴承是靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承形式。这种轴承近年来发展很快，特别在高速、低摩阻、高(低)温及真空环境下的应用。磁力轴承与其他支承形式相比有其独特的优越性，很有发展前景。
　　一、特点与分类
　　1.特点
　　①摩擦小，功耗低，可实现超高速运转。
　　②支承精度高，工作稳定，可靠。
　　③可在高温、深冷及真空环境下运转。
% F6 i0 H. a- e2 |& s$ C　　④结构复杂，要求条件苛刻，对环境有磁干扰，但无其他污染。
　　2.分类
　　磁力轴承根据其控制方式、磁能来源、结构形式等分类。此外，还可以按磁场类型划分为永久磁铁型、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。
& a4 c- D% E2 r( ?6 e1 h　　以上各种分类中不同类型之间还存在一些特殊限制，应特别注意。　　
3 O5 M! y& a! O; G　　①永磁型轴承只能是无源型(被动型)，而无源型轴承不可能在3个方向上都稳定，至少有1个方向应采用有源型。
# U; p: [* Q, B& p' |7 n% I) h# N# p　　②直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。
4 R( }: r& G3 k5 u9 ?  D　　③纯电磁铁型轴承只能是5自由度控制型轴承，其体积、质量和功耗都比较大。
　　④斥力型磁力轴承，由于磁力利用率低，结构较吸力型复杂，一般很少采用。
　　二、几种典型的磁力轴承
　　1.永磁型磁力轴承
0 d- \. C8 A+ x8 k* |　　永磁型磁力轴承是由永久磁铁制成的，可做成各种形状。轴承的承载能力和刚度决定于永磁材料的种类，磁极的形状、面积、厚度和配置方式，轴承间隙，以及软磁钢部分的尺寸。这种轴承的理论计算十分困难，常采用“实验相似法”进行结构设计。即用实验方法确定几种典型轴承结构，测出其承载能力、刚度值。新设计轴承只要取相同的材料，结构形式与尺寸按比例确定，其性能即可按比例求出，如承载能力与轴承特征尺寸的平方成比例等。
　　经验证明，增加磁铁厚度和采用软磁钢极靴结构，对提高轴承的承载能力是有效的。值得特别注意的是，永磁轴承无论取哪种永磁材料和任何结构形式，都有一最大尺寸限制，一旦超过该尺寸，轴承就不能支承其自身的重量。所以，永磁轴承不能设计得过大。
5 {( a" C; Q* O% L' g( \文章关键词：