高速机床主轴轴承预紧技术分析

比较论述了机床主轴轴承轴向预紧与径向预紧的优缺点，分析了轴承外载荷与轴向预紧的关系以及配对方式所引起的附加载荷问题。对机床主轴轴承设计和应用人员有一定的参考价值。     

双吸离心泵转子动态变形计算分析

以单级双吸离心泵为研究对象,分析计算叶轮口环间隙处的压降、主轴上的作用力、变形及其影响。与传统设计法的不同在于充分考虑了双吸离心泵蜗壳造成的轴向力,为防止水泵运行过程中因主轴挠度过大而发生叶轮口环磨损或口环咬死现象,在兼顾叶轮口环间隙和泵效率的情形下,在泵填料腔前设置水导轴承,并通过主轴挠度和临界转速计算,分析水泵运行状态和可靠性。     

高速主轴离心膨胀及对轴承动态特性的影响

以高速主轴系统为对象,将主轴转子和轴承内圈分别等效为等截面梁和空心圆盘,计算离心力作用下主轴转子和轴承内圈的径向弹性变形,并分析主轴转子与轴承连接状态随转速升高的变化趋势。考虑旋转部件的离心膨胀变形,建立高速主轴轴承动力学模型并进行试验验证。在此基础上,研究离心效应对主轴轴承径向预紧状态的影响,揭示高速主轴轴承动态特性随转速的变化规律。研究结果表明,离心力引起的径向膨胀变形使滚动体与轴承内、外圈之间的接触角减小,接触力增加。主轴轴承的轴向刚度和径向刚度均随转速的升高而降低。轴承内圈的离心膨胀变形对轴承轴向刚度的影响可以忽略不计,而能在一定程度上提高轴承的径向刚度。     

反渗透海水淡化提升泵轴向力和径向力平衡的研究

针对反渗透海水淡化提升泵的入口压力高,存在较大的轴头力的情况,通过分析提升泵中轴向力与径向力产生的原因,提出了针对不同规模的反渗透海水淡化用提升泵轴向力的平衡方法.对于2500 t/d反渗透海水淡化的提升泵,采用调整叶轮口环直径,叶轮前盖板加副叶片的方法可以增加前后盖板的作用力以平衡轴向力,而通过降低转速增加叶轮尺寸的方法来平衡轴向力则可使结构更趋合理;采用双蜗壳结构平衡径向力.通过轴承寿命的计算得出其寿命均大于25000h,从理论上证明了该方法的可行性.     

超精密空气静压主轴静态性能的数值分析

为了对超精密空气静压主轴静态性能进行数值分析，利用有限元法求解空气静压轴承内的压力分布，计算径向和止推轴承的承载、刚度和供气流量。研究轴承参数对轴承静态性能的影响，提出空气静压轴承的设计准则。推导出精密主轴承载、径向刚度、轴向刚度和角刚度的计算公式。实验证明数值分析是正确的。     

测力轴承的原理及应用

测力轴承可由一般轴承作微小改动而成。装在机床主轴上,能测量主轴的轴向力、径向力和预紧力,监控刀具的磨损、断刀、卡刀和崩刃。文中主要介绍机床常用角接触球轴承改制成测力轴承的原理、制作、数据处理及应用。附图7幅,参考文献3篇。     

对旋风机电动机轴承的失效分析及结构改进

由于对旋轴流式风机电动机轴承要承受大的轴向负荷和径向负荷，实际使用过程中常发生电动机轴承损坏的现象。这里针对此问题，通过对比对旋风机电动机输出轴安装叶轮前后的受力情况，对电动机轴承进行受力分析，查明电动机轴承损坏的机理。并在对电动机轴承组进行结构分析的基础上，给出两种有效的轴承组结构。     

精密主轴轴承的选用及装配方法

角接触球轴承的结构特点是可以同时承受径向载荷和一个方向的轴向载荷,在合理预紧力作用下,可使轴承获得良好的精度及刚度,并达到较高的极限转速。介绍了机床主轴轴承的选用和配对安装方法。附图5幅,参考文献2篇。     

单吸式离心通风机轴向推力及止推性能试验对比

简要分析了单吸式高压离心通风机叶轮工作时产生轴向推力的原因及危害.通过对模型试验风机叶轮增加后盘附叶片前后,介质气体对叶轮及主轴和轴承所产生的轴向推力的检测,明确了增加附叶片对减小风机轴向推力的作用及对产品性能优化改造的实际意义.     

永磁体磁浮叶轮血泵的研制和试验研究

旋转血泵磁浮轴承的定子和转子之间没有机械接触,所以其内部不会发生机械磨损或产生血栓。然而,现有的磁浮轴承均采用电磁铁来实现磁浮,不仅控制复杂,而且自身消耗能量。事实上,叶轮血泵要做到用电磁铁来实现磁浮,势必要影响其装置的简易性、可靠性和可植入性。采用永久磁铁研制出磁浮叶轮血泵。泵的转子径向由永久磁铁磁力支撑,转子的一端紧固叶轮,另一端镶嵌磁钢;与转子磁钢相对,驱动磁钢连接在电动机转轴上。这样,电动机通过磁偶合来驱动转子。在实验室用生理盐水试验,当转子静止或低于4 000r/min旋转时,转子磁钢在轴向与位于转子和定子之间的隔板有一点接触,接触点位于转子的轴线上。当转子转速逐渐增加至4 000r/min以上,转子在轴向与定子脱离,从而实现完全磁浮。由于转子轴向磁浮由液动力产生,且转子磁钢有陀螺效应,所以转子在浮起的过程中运转非常平稳。作为左心室辅助装置,叶轮血泵工作转速范围在5 000～8 000r/min之间,所以实用时转子完全磁浮是不成问题的。永磁体磁浮叶轮泵保持了旋转血泵的优点,而且克服了用电磁铁来实现磁浮的诸多缺点,能够满足人工心脏叶轮血泵应用的大多数技术要求,从而更具实用价值。     

Permanent Magnetic Bearing for Spacecraft Applications

A passive permanent magnetic bearing rig prototype was designed and constructed. The suspension of the rotor was provided by two sets of radial permanent magnetic bearings operating in the repulsive mode. The axial support was provided by jewel bearings on both ends of the rotor. Preliminary testing led to successful operation of the bearing prototype to speeds of 5500 rpm using an air impeller. Radial and axial stiffnesses of the permanent magnetic bearings were experimentally measured and then compared to finite element results. The natural damping of the rotor was measured and a damping coefficient was calculated.     

基于ANSYS的径向永磁轴承承载特性研究

文章介绍了径向永磁轴承的特点及结构分类,分析了影响径向永磁轴承承载特性的因素,然后对构成径向永磁轴承的磁环的装配和磁化方向进行了分析,最后利用ANSYS软件通过理论计算对轴向磁化径向永磁轴承承载特性进行了研究,为径向永磁轴承的工程应用提供了依据。     

飞轮储能磁轴承系统结构及其悬浮特性

介绍了一种由径向永磁轴承与电磁推力轴承组成的单轴主动控制的飞轮储能磁轴承系统结构 ,径向永磁轴承提供径向恢复力与轴向悬浮力 ,电磁推力轴承提供轴向恢复力。并对系统的结构参数计算及其磁悬浮特性进行了分析与讨论。研究结果表明 ,永磁轴承动、静磁环轴向位移对系统承载力与刚度有明显影响 ,采用多对磁环永磁轴承 ,有利于提高系统承载力与径向刚度     

永磁磁轴承数学模型的研究

对永磁磁轴承的5种建模方法及所建立的数学模型进行了比较,并以径向磁轴承为例进行了计算。发现在形状、尺寸和磁化强度相同的情况下,磁环轴向磁化与径向磁化所得的径向刚度及轴向力均存在差异;将环形磁体作为无限长条形磁体处理,忽略磁环曲率影响,建立的通用模型仅适用于磁环直径相比磁环截面而言非常大,且磁环截面尺寸比气隙小或相等的情况:采用等效磁荷法,按磁化方向不同建立的数值积分模型,能够较好地描述磁轴承径向力及轴向力随动、静磁环相对位置变化而变化的特性。     

Design and parameter estimation of hybrid magnetic bearings for blood pump applications

This paper discusses the design and parameter estimation of the dynamics characteristics of a high-speed hybrid magnetic bearings (HMBs) system for axial flow blood pump applications. The rotor/impeller of the pump is driven by a three-phase permanent magnet (PM) brushless and sensorless DC motor. It is levitated by two HMBs at both ends in five-degree-of-freedom with proportional-integral-derivative (PID) controllers; among which four radial directions are actively controlled and one axial direction is passively controlled. Test results show that the rotor can be stably supported to speeds of 14,000 rpm. The frequency domain parameter estimation technique with statistical analysis is adopted to validate the stiffness and damping coefficients of the HMBs system. A specially designed test rig facilitated the estimation of the bearing's coefficients in air—in both the radial and axial directions. The radial stiffness of the HMBs is compared to the Ansoft's Maxwell 2D/3D finite element magnetostatic results. Experimental estimation showed that the dynamics characteristics of the HMBs system are dominated by the frequency-dependent stiffness coefficients. The actuator gain was also successfully calibrated and may potentially extend the parameter estimation technique developed in the study of identification and monitoring of the pump's dynamics properties under normal operating conditions with fluid.     

轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承轴向磁力研究

为了解决轴向磁化永磁轴承磁力偏小的问题,该文设计了能充分利用磁能、具有更大轴向磁力的轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承新结构。基于分析磁环气隙磁导及稀土永磁材料特性,结合磁通连续原理和线性叠加原理,用虚位移法对气隙磁能求偏导,得到了该型永磁轴承轴向磁力解析模型。模型表明:轴向放置轴向磁化的多个永磁环轴承轴向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比;轴向磁力随磁环的径向宽度、平均直径、磁环数及磁路总磁导的增大而增大,随磁环轴向平均间隙、径向平均间隙增大而减小。在一定轴向尺寸内,单个永磁环磁化方向的长度小,则磁环数增多,轴向磁力增大。经验证,模型计算值和实验值基本吻合。     

轴流通风机叶轮内部流动损失数学模型的研究

研究了轴流通风机叶轮内部压力损失沿径向分布的不均匀性,提出了一种叶轮内部压力损失分布数学模型.     

轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力研究

为了解决轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承缺乏径向磁力解析数学模型等问题，在分析双磁环气隙磁导的基础上，结合稀土永磁材料特性和磁通连续原理，用虚位移法得出轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力解析数学模型。模型表明：该型永磁轴承径向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比；径向磁力近似与磁环的平均直径成正比；磁环径向磁力随磁环径向宽度、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大，随磁环相对磁导率及轴向间隙的增大而减小。模型计算值和试验值基本吻合。     

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。     

飞轮储能系统中径向永磁轴承的设计研究

为解决飞轮系统中因轴承摩擦导致的能量损耗问题,设计了一种可以应用于飞轮系统的径向永磁轴承.分别利用Yonnet简化数学模型和有限元分析软件ANSYS Workbench,对轴承中的磁环进行了承载能力的计算和分析.结果表明,磁环所受径向力随磁环厚度、径向偏移量增加而增加,但其增加关系有所不同;另外,随着轴向偏移的增大,径向力逐渐减小、轴向力迅速增大.