磁悬浮卸荷转杯轴承的研发

提出了利用磁悬浮原理,采用永磁材料组成特殊磁路,对纺纱转杯轴承进行卸荷,改善纺纱转杯轴承的载荷,提高纺纱转杯轴承的转速和使用寿命。在分析了转杯轴承的结构特点的基础上,确定了卸荷方案,并且对磁路设计、磁场计算、磁性材料的选择、关键技术工艺等方面进行了研究。最后给出了实际的设计方案。     

永磁磁悬浮轴承

磁轴承是利用磁场力将转轴悬浮起来工作的一类轴承。按工作原理，可将磁悬浮轴承系统分为3类：主动磁轴承、被动磁轴承和混合磁轴承。被动磁轴承大体上可分为全被动磁轴承(超导体、抗磁体)和永磁磁悬浮轴承(简称永磁轴承)2类。在被动磁轴承中，常用的是永磁磁悬浮轴承。     

轴承

我国轴承寿命试验方兴未艾；铁姆肯在成都建航空轴承生产基地；[编者按]     

共转环轴承试验分析

轴承技术中,为了提高转子——轴承系统的稳定性,广泛应用了浮环轴承,以得到较厚的油膜,增加系统的柔性.浮环轴承中的浮环是依靠润滑油的摩擦力带动随轴一起转动.而共转环轴承中的环是强迫地随同轴或轴承以同样的转速旋转,本文通过试验比较两种滑动轴承的油膜特性.     

实心式永磁电机轴承载荷分析

研究实心式永磁电机轴承载荷的影响因素,提出载荷计算方法。以TYCKK3554-4(6kV 250 kW)电机为例进行分析计算。影响轴承载荷的主要因素有:单边磁拉力、转子偏心量旋转惯性离心力、转子自重及负载不平衡力的影响。研究为电机轴承选取提供依据,对提高电机可靠性和运行寿命有很大意义。     

转杯纺纱机半自动接头技术分析

随着转杯纺纱机转杯转速的提高,人工接头变得困难,接头质量没保证。通过分析人工接头的动作过程,研制了一种机电一体化的半自动接头机构,既有可靠的接头质量,又有经济实用的价格。     

永磁轴承极限转速的有限元分析

该文介绍了所设计的超高速离心机永磁轴承的工作原理，用有限元法进行了永磁轴承的转子磁体在高速运转状态下的应力和变形分析，求得其极限转速，为永磁轴承系统设计提供了有价值的设计依据。     

径向永磁轴承承载能力数值分析与设计

研究了一类径向水磁轴承在轴向、径向偏移时承载能力的两种计算方法，着重分析了径向永磁轴承的结构尺寸的优化问题，从理论上阐述了在设计过程中如何确定径向永磁轴承的高度及载面尺寸，对永磁轴承结构尺寸的合理设计有关实际的指导意义。     

F1603型转杯纺纱机的性能特点

阐述了F1 60 3型转杯纺纱机的性能特点、生产及鉴定情况。     

纺杯轴承系统动力优化设计

对试件的测试表明,优化的纺杯轴承系统的功耗、轴承座振动和轴承所受动载荷等均得到有效降低。这对延长高速件工作寿命、提高工作转速和节能等均有明显的实际意义。     

一种永磁轴承的刚度特性分析

介绍了一种混合型磁悬浮轴承及其工作原理,根据磁荷法原理对一个有具体参数的径向磁轴承进行了磁力计算,对计算结果数据应用MATLAB软件求出了转子在各种位置时受到的磁力的数据,建立了转子的刚度矩阵,分析了各主刚度与牵连刚度特性。分析结果表明：该径向磁轴承在转子径向及偏转微动时具有使其自动稳定的能力。     

径向永磁偏置磁悬浮轴承转子模态分析

分析了某径向永磁偏置磁悬浮轴承刚度阻尼特性,用有限元软件ANSYS对轴承转子进行模态分析,得到PD控制下轴承转子的前五阶固有频率与模态振型,最后分析了支承刚度对轴承转子固有频率的影响。所建立的有限元模型为实际控制系统的运行调试及结构设计提供了理论指导。     

永磁磁力轴承的悬浮力分析与计算

阐述虚功原理的有限元计算方法,采用虚功原理法对轴向永磁磁力轴承进行了悬浮力的分析和计算,并就该类轴承的两磁环之间的气隙和结构参数对轴承性能的影响进行了研究。计算结果表明,对轴向永磁磁力轴承,两磁环之间的气隙和结构参数对悬浮力有明显的影响,它为永磁磁力轴承的设计优化提供了理论依据。     

新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性

研究一种集成转子径向扭转与轴向平动控制功能的新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性,以解决磁轴承系统的轴向尺寸和精度之间的矛盾。采用等效磁路法进行磁轴承的磁路建模,在建立磁极气隙表达式的基础上采用积分型方法进行磁阻计算以提高计算精度,并根据磁路模型给出磁轴承磁力的积分型计算公式,得到轴向磁轴承闭环系统的磁力特性曲线。对某飞轮用磁轴承系统的分析表明:磁轴承磁力与磁极气隙和控制电流间具有良好的线性关系,且各控制通道近似解耦,与典型磁轴承结构相比,利于磁轴承系统控制精度的提高和轴向尺寸的减小,适用于磁悬浮飞轮系统。     

永磁体形性特征对磁水复合支撑式艉轴承润滑特性的影响

螺旋桨重力会导致船舶推进轴系发生挠曲,造成艉轴承边缘润滑状态恶劣。采用一种磁水复合支撑形式的艉轴承,通过引入永磁体磁力作用,改善桨重因素对艉轴承边缘润滑状态的不利影响;构建永磁体三维磁力特性分析方法,探究不同永磁体材料磁性质和布置形式对磁力承载性能的影响规律;基于艉轴承弹性流体动压润滑分析方法,获取永磁体形性特征对润滑特性的影响规律。结果表明：磁承载力受永磁体材料剩磁的影响明显,材料剩磁越大,永磁体承载力越大,轴承润滑状态相对越好;沿周向增加磁块数目或增加永磁块轴向长度可以增大永磁体的承载力,但永磁体承载效率可能下降,设计时需综合考虑;磁体的布置形式也对磁力承载性能和润滑性能影响显著,在永磁体体积相同的情况下,更为合理的布置形式可使永磁体承载力与艉轴承最小水膜厚度明显增大。     

一种径向永磁轴承设计与研究

建立一种径向永磁轴承系统,永磁轴承的设计便被简化为单端径向永磁轴承设计与分析。采用ANSYS磁场求解方法,建立单端径向永磁轴承3D有限元模型,分别得出动静磁环轴向宽度、径向宽度、截面面积和间隙对其径向承载刚度的影响,这为此类径向永磁轴承的设计提供了优化依据。     

电动汽车用永磁同步电机的转子结构优化

为了改善电动汽车用V型内置式永磁同步电机的性能,通过使电机的转子外表面分段偏心得到不均匀气隙的转子结构,完成了电机的优化.基于二维电磁有限元仿真,得到最合适、最优的不均匀气隙转子结构;通过对转子外表面分段偏心的偏心距进行尺寸参数分析,得到不同的偏心距对电机的电磁性能的影响.优化后电机的齿槽转矩降低了55.04％,噪声降低了15.66 dB.结果表明转子外表面分段偏心的结构改善了电机气隙磁密的正弦性,提高了电机的空载反电势和输出转矩.     

永磁偏置型径向磁悬浮轴承参数设计方法研究

永磁偏置型磁悬浮轴承中既存在永磁磁场,又存在电磁磁场,其结构及磁场分布比较复杂,涉及的参数也较多,利用简单的等效磁路法无法对所有的参数进行精确设计。以一种结构形式的永磁偏置型径向磁悬浮轴承为例,在分析其工作原理及磁场分布的基础上,提出了一种基于磁通量计算的参数设计方法,给出了设计流程与计算实例。利用有限元分析软件对设计结果进行了电磁场仿真。实验结果表明:基于此方法设计出的永磁偏置型径向磁悬浮轴承具有良好的悬浮特性。给出了转轴在20 000 r/min时的径向位移波形及控制绕组中的电流波形。     

高速永磁电机转子护套过盈配合量计算及应力分析

高速永磁电机的永磁体抗拉强度很小,不能承受转子高速旋转产生的离心力,因此需要一个过盈配合的高强度防护套对永磁体进行保护。主要分析了转子护套和永磁体间过盈配合量及应力的计算方法,对一台额定转速60 000 r/mim的高速永磁电机,计算了过盈量的值以及护套和永磁体的应力,并根据计算的过盈量采用ANSYS Workbench12.1分析了护套和永磁体的应力。结果表明,理论计算值与ANSYS的仿真结果接近,能够满足高速下保护永磁体的要求。     

双风冷外转子永磁同步电机不同动密封结构的传热特性

为加强基于定转子双风冷外转子永磁同步电机内部小间隙处密封性的同时保障间隙的散热性,在考虑旋转因素下,利用计算流体力学的方法对电机小间隙处不同迷宫密封结构在不同工况下的流场和传热特性进行数值模拟,通过对间隙处压力、速度的分析,探讨上下间隙处不同迷宫密封结构对电机整体密封性能以及定子侧壁面散热性的影响,并使用泄漏量和努塞尔数作为评价因子对其密封性能和散热性进行评估。结果表明：轴流风扇工况为吸风时更有利于提升电机密封性并同时保障间隙处散热性;在上下定转子间隙处添加迷宫密封的方式可以有效提高电机在双风冷系统下的密封性,且上下间隙处密封结构的压降总和越大,泄漏量越小;间隙处定子侧壁面的平均努塞尔数因迷宫密封的添加会有所下降,并且当来流温度低于壁温时其下降程度随密封结构阻流效果的增大而增大,高于壁温时随密封结构阻流效果、凹槽漩涡强度的减小而增大;相较于无密封结构,定子侧双凹槽结构在提高电机整体密封性的同时有效保障了间隙的散热性,研究结果为外转子永磁同步电机内部间隙处密封和散热结构的设计提供了参考。