磁力軸承等效摩擦特性研究.pdf

1、摩擦存在于人們的生產(chǎn)、生活各個(gè)方面，在人類的文明建設(shè)中它有著十分重要的作用。在機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)，人類研究摩擦除了利用摩擦外，最重要的還是研究避免摩擦，減少磨損，最大限度地發(fā)揮機(jī)械效能。
　　 磁力軸承具有非接觸、無(wú)磨損、無(wú)須潤(rùn)滑、適合高速運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。盡管如此，磁力軸承雖無(wú)機(jī)械摩擦，但仍存在“電磁摩擦”和“氣體摩擦”。這種“摩擦”的特點(diǎn)體現(xiàn)在能量的損耗和對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力方面，因而可類似于機(jī)械的摩擦。
　　 本

2、文首先在對(duì)磁力軸承工作原理及發(fā)展歷程做簡(jiǎn)要介紹后，將從磁懸浮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩平衡的角度分析研究磁懸浮支承條件下的摩擦學(xué)問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)從傳統(tǒng)摩擦角度對(duì)磁力軸承摩擦特性做相關(guān)定義。其次，借助Ansys軟件，以徑向磁力軸承為對(duì)象，對(duì)旋轉(zhuǎn)電磁場(chǎng)進(jìn)行有限元分析，得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化對(duì)磁場(chǎng)分布以及氣隙磁通密度大小的影響規(guī)律。然后，按照等效摩擦力以及力矩的定義，建立起轉(zhuǎn)子自由減速時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡方程。接著，進(jìn)行五自由度磁懸浮轉(zhuǎn)子rundown實(shí)驗(yàn)，獲取了轉(zhuǎn)子自由減速

3、的規(guī)律以及轉(zhuǎn)子減速的實(shí)測(cè)值，求得了不同轉(zhuǎn)速下的等效摩擦力矩變化規(guī)律。
　　 從結(jié)果來(lái)看，磁力軸承等效摩擦力矩及等效摩擦力的大小與速度有關(guān)，表現(xiàn)為隨轉(zhuǎn)速的升高而升高，其升高趨勢(shì)逐漸減弱。從磁場(chǎng)角度解釋為:當(dāng)轉(zhuǎn)子從靜止到開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其切割磁力線的數(shù)量逐漸增加，渦流損耗以及磁滯損耗也逐漸增大，電磁阻力相應(yīng)增大;由于材料有電阻，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升到某一數(shù)值時(shí)，轉(zhuǎn)子表面渦流達(dá)到一恒定值，速度再增加時(shí)對(duì)其影響明顯減小，導(dǎo)致其等效摩擦力矩及等效摩擦