磁极面积不等磁悬浮轴承的研究

发布时间：2017-11-22 04:25

本文关键词：磁极面积不等磁悬浮轴承的研究

【摘要】：由于高速切削过程当中主轴和轴承之间的机械磨损比较大,故用磁悬浮轴承代替普通轴承应用到设备中以消除机械磨损。但是在对磁悬浮轴承进行研究的过程中,普通磁悬浮轴承中当存在静态载荷时会导致两个差动电磁铁励磁线圈中的电流不相等,降低磁悬浮轴承的寿命和可靠性。本文提出一种将两个差动电磁铁的磁极面积设计为不等的新型磁悬浮轴承结构。首先,介绍了磁极面积不等磁悬浮轴承的工作原理,分别设计了径向、轴向磁极面积不等磁悬浮轴承的结构和参数。其次推导了新型磁悬浮轴承结构的最大承载力公式并对单自由度磁极面积不等磁悬浮轴承和磁极面积相等磁悬浮轴承的静态载荷与控制电流的关系进行了理论分析和有限元仿真,研究结果表明:磁极面积不等磁悬浮轴承能够在控制电流为零时平衡静态载荷,且在最大承载力范围之内,控制电流比磁极面积相等磁悬浮轴承小,磁极面积比越小,所能提供的平衡静态载荷的电磁力越大。然后,对单自由度磁极面积不等磁悬浮轴承在不同工况下的电磁力线性化程度,电磁力耦合情况进行了有限元仿真。最后,对文中设计的磁极面积不等磁悬浮轴承试验台进行了试验研究,主要包括起浮试验、静态悬浮试验、施加干扰激励后的悬浮试验、动态悬浮试验、承载力测量试验以及静态载荷与控制电流的关系试验,试验结果表明:磁极面积不等磁悬浮轴承能够实现快速起浮,起浮时间为320ms和稳定静态悬浮。在9600r/min的转速时,转子振动的峰峰值在900mV左右,高速旋转时悬浮性能良好,向下和向上的最大承载力分别为438N和220N。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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