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磁浮軸承
- 評論:0 瀏覽:1892 發(fā)布時間:2006/7/14
- 現(xiàn)代工業(yè)要求高產(chǎn)能與高效率,因而高速化是許多儀器設(shè)備發(fā)展的一個重要方向;以光驅(qū)為例,從早期的幾倍速,進展至目前的幾十倍速;以工具機主軸為例,從每分鐘幾千轉(zhuǎn),進展至目前的幾萬轉(zhuǎn),人們對于速度的要求似乎永無止盡,但速度的提升卻常遭遇瓶頸;分析許多設(shè)備之速度瓶頸,常發(fā)現(xiàn)卡在軸承問題。
常用的軸承為接觸式的滾珠軸承,摩擦問題因而不可避免,摩擦力不僅損耗能量及機件,也會生熱,使機件因溫升而變形,影響精度,甚至破壞整個設(shè)備。速度愈高,問題愈嚴(yán)重,通常配合適當(dāng)?shù)臐櫥越档湍Σ料禂?shù),來改善問題,然而,潤滑會產(chǎn)生污染問題,不利于環(huán)保;為解決摩擦問題,透過非接觸方式來支撐轉(zhuǎn)子是未來必走的方向,唯有如此才能避免機件因相互接觸產(chǎn)生耗損,{TodayHot}進而達到高速化。
非接觸式軸承主要有三類,一是空氣軸承,其缺點是負(fù)荷大時精度較差,難以控制,且剛性不佳,可承受力量較;再者,它必須搭配一空氣幫浦,對于像光驅(qū)系統(tǒng)而言,并不實用。第二類為流體軸承,剛性高、可承受負(fù)荷大,成本也不高,但流體阻尼不小,且會受溫度影響,進而影響精度。被認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿Φ姆墙佑|式軸承為磁浮軸承,它是根據(jù)磁力作用的原理,借著磁場感應(yīng)產(chǎn)生的磁浮力,將轉(zhuǎn)軸懸浮起來,使得轉(zhuǎn)子與軸承不互相接觸。
自古以來,利用磁浮力使一個物體能夠懸浮起來,一直是人類夢想,然而并不容易實現(xiàn);其實早在1842年就有人提出單獨利用永久磁鐵或固定電流的電磁鐵,無論如何配置,也無法使一個導(dǎo)磁的物體穩(wěn)定地懸浮在半空中,必須要加入控制后才能穩(wěn)定運行。直到1937年美國維吉尼亞大學(xué)才首度制作一主動式磁浮軸承,成功地將縱軸型離心分離機轉(zhuǎn)子懸浮起來,雖然如此,磁浮軸承的研究卻發(fā)展緩慢,主要是早期控制理論與技術(shù)之軟硬件并不完備,再加上對高速化的需求不強烈,直到近20年,由于控制理論與電子技術(shù)的發(fā)展?jié)u趨成熟,且高速化的需求轉(zhuǎn)強,{HotTag}使得相關(guān)研發(fā)愈來愈蓬勃。
相較于其它軸承,磁浮軸承擁有許多優(yōu)點;首先,它幾乎無任何旋轉(zhuǎn)阻力,轉(zhuǎn)子之轉(zhuǎn)速可遠(yuǎn)高于其它軸承。第二,不需復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)或氣壓系統(tǒng),可節(jié)省空間。第三,生命周期長,維修成本低。第四,可避免因摩擦所產(chǎn)生之噪音。第五,可適用于非常低溫或高真空狀態(tài)等特殊工作環(huán)境,如外層空間。第六,可透過主動式控制提供所需之剛性,并有效抑制因高速運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生振動問題。
正由于這些優(yōu)點,磁浮軸承已實際應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中:在商業(yè)應(yīng)用方面,有發(fā)電機、渦輪壓縮機、高速離心機、超真空幫浦系統(tǒng)、飛輪儲能系統(tǒng)和磁浮式微型馬達系統(tǒng)等;在工具機方面,已經(jīng)有高速切削機、研磨機與精密加工等工具機問世;在運輸系統(tǒng),有磁浮列車;在生醫(yī)工程,磁浮軸承已應(yīng)用于人工心臟或心室輔助器;在航空太空工程,則有太空望遠(yuǎn)鏡、人造衛(wèi)星姿態(tài)控制用飛船及風(fēng)洞實驗應(yīng)用等。在未來發(fā)展上,則有電動汽機車儲能裝置、及各儲能系統(tǒng)間之能量轉(zhuǎn)換等研究與應(yīng)用。
目前磁浮軸承的發(fā)展面臨某些瓶頸;首先是如何將磁浮軸承的價格壓低,目前磁浮軸承最為人詬病的是價格太昂貴,因此傳統(tǒng)軸承仍然占有大部分的市場,只是配合較佳之潤滑技術(shù)以提高轉(zhuǎn)速。第二個瓶頸是如何有系統(tǒng)的設(shè)計磁浮軸承。最后,磁浮軸承的極限特性也值得重視。若能克服這些瓶頸,高速化將可輕易達成,除工業(yè)應(yīng)用外,磁浮軸承也將會普遍應(yīng)用于各個領(lǐng)域。添加/查看評論(0)查看更多相關(guān)知識熱點知識推薦上周貢獻知識排行建材通服務(wù) | 建材招商 | 關(guān)于我們 | 聯(lián)系方式 | 活動推廣 | 網(wǎng)站地圖 | 幫助中心
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