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磁悬浮轴承助力离心jdb电子游戏平台网站 技术实现新突破

   【jdb电子游戏平台网站 网】磁悬浮轴承是靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承形式。近年来,这种轴承发展很快,特别在高速、低摩阻、高(低)温及真空环境下的应用。磁悬浮轴承与其它支承形式相比有其独特的优越性,非常有发展前景。
 
  磁悬浮轴承如何工作?
 
  电磁铁布置成径向轴承和轴向轴承的形式,并提供磁拉力以抬起旋转机器的转轴。电磁铁中的电流由一个精确的数字式控制柜调节,提供磁力随时应对外部负载的变化以保持转轴良好居中。这样,转轴被无接触抬起,而且轴承的刚度和阻尼均可由一个数字式控制柜来调节。这些特点增强了高速旋转机器的性能,使设备具有高可靠性、低能耗的显著特点。
 
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  磁悬浮轴承的类型
 
  磁悬浮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。
 
  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:
 
  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。
 
  ②直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。
 
  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。
 
  磁悬浮轴承的特点
 
  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;
 
  4.结构复杂,要求条件苛刻,对环境有磁干扰,但无其他污染;
 
  5.完全消除磨损,理论寿命是无限的;
 
  6.转速只受轴承材料限制;
 
  7.精度高可达微米级;
 
  8.功耗为普通轴承的10%;
 
  9.阻尼、刚度可控,便于智能控制;
 
  10.转子的运转特性可以监控和控制;
 
  11.无润滑、密封装置,没有环境污染。
 
  磁悬浮轴承研究历程
 
  磁悬浮轴承的概念在100多年前就已被提出,由于磁悬浮轴承具有无接触、无磨损、高速度、高精准、不需要润滑和密封等一系列优良品质,所以国际上对磁悬浮轴承的研究工作十分活跃。
 
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  目前在国外研究比较活跃的科研院校有瑞士联邦理工学院、美国维吉尼亚大学、美国的NASA、马里兰大学、日本东京大学和千叶大学等。在企业方面,西方国家已有几十家公司在生产与磁悬浮轴承相关的产品,并且已经有公司进军中国市场。在制造磁悬浮轴承产品方面,国外主要有瑞士的Mecos、法国的S2M公司(已被瑞典的SKF公司收购)和IBAG公司以及CALNETIX公司、加拿大的RE-VOLVE公司、芬兰ABS公司、德国的LEVITEC公司、日本的精工、俄罗斯的OKBM公司等。
 
  目前,已有超过几十万台电磁悬浮轴承成功应用在了水风机jdb电子游戏平台网站 等300多个领域,并且仍在不断探索中。2011年,TA-T0IL公司与SKF签署世界s*台海底天然气磁悬浮jdb电子游戏平台网站 的合同,旨在使位于北海的Asgard气田海底压缩站在2014年投入运行。市场上超过12000个的涡轮分子真空泵(主要用于半导体工业)现在使用的是SKF提供的磁悬浮轴承系统组件。而日本著名的日立公司早在1991年就与S2M合作,并于1992年生产制造了第一台磁悬浮离心jdb电子游戏平台网站 。
 
  西安交通大学磁悬浮技术科研人员认为,基于国内这些年的理论准备和研究积累,磁悬浮轴承的技术发展不存在实质性的困难。同时,我国掌握了有关磁悬浮轴承的许多关键技术,很多都是国际上的s*创,并且被国际上其它相关单位采用。清华大学作为我国z*早从事磁悬浮轴承研究的单位之一,其磁浮轴承研究巳基本脱离了实验室阶段,2004年,赵鸿宾教授所在的机电与控制实验室实现了数控高速磁轴承转速近50000r/min,并且自行研制的磁悬浮轴承已经被应用在10兆瓦高温气冷堆氨气透平发电项目上。该透平jdb电子游戏平台网站 的功率可以达到2500kW,其工作转速为15000r/min。2010年底通过了科技部组织的国家863项目验收。2008年,清华大学与浙江飞旋科技有限公司合作研发的基于交叉反馈控制的FS450型分子磁悬浮轴承是我国第一个成功应用于磁悬浮轴承技术的产品。这一技术的突破结束了国外的长期垄断,是继法国、德国、美国、加拿大等少数发达国家之后,成功拥有此项自主知识产权的磁悬浮轴承制造技术国家。
 
  国内磁悬浮轴承技术虽然在jdb电子游戏平台网站 、风机和泵类设备中实际应用中取得了重大突破,但是与国际比起来仍非常有限,市场产业化技术上z*大的欠缺是工艺和可靠性问题。
 
  磁悬浮轴承在jdb电子游戏平台网站 行业的应用
 
  在传统的jdb电子游戏平台网站 中,机械轴承是必需的部件,并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。在所有烧毁的jdb电子游戏平台网站 中,实际上有90%是由于润滑的失效而引起的。而机械轴承不仅产生磨擦损失,润滑油随制冷循环而进入到热交换器中,在传热表面形成的油膜成为热阻,影响换热器的效率,并且过多的润滑油存在于系统中对制冷效率会带来很大的影响。因此,机械轴承在jdb电子游戏平台网站 中是十分重要的东西。
 
  磁悬浮轴承是一种利用磁场,使转子悬浮起来,从而在旋转时不会产生机械接触,不会产生机械磨擦,不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。因此,磁悬浮轴承可用于高速透平机器,诸如离心jdb电子游戏平台网站 和风机、气体透平膨胀机和真空涡轮分子泵。其它的应用包括半导体工业的机器人、燃气透平机、飞轮储能等。磁悬浮轴承和高速永磁同步电机结合,可以用于空气和制冷离心jdb电子游戏平台网站 。其主要优点是降低能耗。此外,取消了润滑油系统,避免了搬运和回收处理制冷剂-饱和润滑油的混合液。无接触的磁悬浮轴承和高速电机可以明显降低噪声。相同的高能效方案还可以用于离心风机和离心空气jdb电子游戏平台网站 上。
 
  目前,以国内的磁悬浮轴承技术研发现状,主要用于制冷离心jdb电子游戏平台网站 ,在空气、天然气离心jdb电子游戏平台网站 应用方面尚未有显著成果。此项技术若能有大的突破,将会极大助力离心式jdb电子游戏平台网站 小型化的发展和进步。

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