什么是磁軸承？

磁軸承，是一種新型高性能軸承。與傳統(tǒng)滾珠軸承、滑動(dòng)軸承以及油膜軸承相比，磁軸承不存在機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點(diǎn)，特別適用高速、真空、超凈等特殊環(huán)境。可廣泛用于機(jī)械加工、渦輪機(jī)械、航空航天、真空技術(shù)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性辨識與測試等領(lǐng)域，被公認(rèn)為極有前途的新型軸承。

由于不存在機(jī)械接觸，磁軸承具有無摩擦、無磨損、無需潤滑的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)子可以高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速只受轉(zhuǎn)子材料強(qiáng)度的限制，功耗和噪聲極低，能適用于多種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。磁軸承的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)可以由控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測，可以在線評估不平衡大小并能對不平衡進(jìn)行主動(dòng)控制，從而使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的控制達(dá)到很高的精度。磁軸承具有的這些特點(diǎn)，使它在很多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)與傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承、油膜軸承以及氣體軸承相比具有明顯的優(yōu)越性。
  按照磁力的提供方式，磁軸承可分為如下三大類：
  (1)有源磁軸承(ActiveMagneticBearing簡稱AMB)，也稱為主動(dòng)磁軸承,磁場是可控的，通過檢測被懸浮轉(zhuǎn)子的位置，由控制系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子懸??；
  (2)無源磁軸承P(assiveMagnetioBearing簡稱PMB)，也稱為被動(dòng)磁軸承，以永磁體或超導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子部分自由度的支承；

  (3)混合磁軸承(永磁偏置)(H沙ridMa,etieBearing簡稱HMB)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)中包含了電磁鐵和永磁體或超導(dǎo)體。

原理
  利用電場力、磁場力使軸懸浮的滑動(dòng)軸承。用電場力懸浮的為靜電軸承，用磁場力懸浮的為磁力軸承（見圖），用電場力和磁場力共同懸浮的為組合式軸承。后一種軸承既有電極又有磁極，在電路連接上使電容和電感相互對應(yīng)調(diào)諧，其剛度比前兩者要高得多，而大力所對應(yīng)的位移卻很小。電磁軸承因軸與軸承無直接接觸，不需潤滑，能在真空中和很寬的溫度范圍內(nèi)工作，摩擦阻力小，不受速度限制（有的轉(zhuǎn)速高達(dá)2300萬轉(zhuǎn)/分,線速度高達(dá)3倍音速）,使用壽命長,結(jié)構(gòu)可多樣化。靜電軸承需要很大的電場強(qiáng)度,應(yīng)用受到限制，只能在少數(shù)儀表中使用。磁力軸承具有較大的承載能力和剛度，已用于超高速列車、超高速離心機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、空間飛行器的角動(dòng)量飛輪、流量計(jì)、密度計(jì)、功率表、真空泵、精密穩(wěn)流器和陀螺儀等。隨著磁性材料和電子技術(shù)的發(fā)展，電磁軸承的應(yīng)用正日益擴(kuò)大。
  電場力與電場強(qiáng)度、電位移和電極面積成正比，磁場力與磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁極面積成正比。適當(dāng)選擇電場或磁場參數(shù)和幾何尺寸，可得到一定的軸承承載能力和剛度。靜電吸力或磁引力與物體間距離的平方成反比，根據(jù)安爾休定理，這種靜力學(xué)系統(tǒng)是靜不定的，所以除采用抗磁體或超導(dǎo)體的軸承外，在靜電場或靜磁場下工作的軸承是不穩(wěn)定的。為使電磁軸承能穩(wěn)定工作，必須采用伺服裝置或調(diào)整電路參數(shù)等方法進(jìn)行控制。實(shí)際使用的電磁軸承一般由徑向軸承、推力軸承、伺服控制回路、阻尼器、速度傳感器或位置傳感器等組成。