磁気ベアリングは、磁界力によって荷重またはサスペンションローターをサポートするサポート形式の一種です。これらの軸受は、特に高速、低摩擦、高(低)温度および真空用途において、近年急速に発達しています。他の支持形態と比較して、磁気軸受は独特の利点を有し、明るい未来を持っている。いくつかの典型的な磁気軸受
1.永久磁石型磁気ベアリング
永久磁石型磁気軸受は永久磁石製で、様々な形状にすることができる。軸受の軸受け能力と剛性は、永久磁石材料の種類、形状、面積、磁極の厚みと構成、軸受けクリアランス、軟磁性鋼部品のサイズによって決まります。この軸受の理論計算は非常に難しく、構造設計には「実験的類似性法」がよく用いられている。実験により、いくつかの典型的な軸受構造が決定され、その軸受容量と剛性が測定されます。新しい設計の方位が同じ材料を取る限り、構造形態とサイズは比例して決定され、その性能は、軸受の特性サイズの二乗に比例する軸受容量等の比例して計算することができる。
2.パッシブ AC 駆動磁気ベアリング
スラストベアリングは通常、ペアで組み合わされ、各軸受は電磁石として機能します。鉄心の幾何学的形状は、一般的にE-形状、U-形状または円形である。チューニングモードには、シリーズとパラレルの2種類があります。
I. 特性と分類
1.の特徴
小さな摩擦、低消費電力、超高速動作を実現することができます。
高精度、安定した作業、信頼性をサポートします。
(3)高温、低温、真空環境で動作することができます。
複雑な構造、厳しい条件、環境への磁気干渉が、他の汚染はありません。
2.分類
磁気ベアリングは、制御モード、磁気エネルギーの供給源、構造に応じて分類されます。また、磁場の種類に応じて永久磁石型、電磁石型と永久磁石-電磁石ハイブリッド型に分割することができる。軸受懸濁力の種類に応じて吸引型と反発型に分けることもできます。超伝導磁気軸受は、低温超伝導と高温超伝導の2種類に分かれています。
上記のカテゴリの異なるタイプ間には特別な制限があり、特に注意が必要です。
(1)永久磁石軸受は受動(受動)のみであり、かつ受動軸受は3方向に安定であり得ない、少なくとも1つの方向がアクティブタイプで使用されるべきである。
DC駆動軸受は、アクティブタイプ(アクティブタイプ)のみとなります。
純粋な電磁石軸受は5自由制御軸受けにしかならないが、その容積、質量および電力消費は比較的大きい。
反発型磁気軸受は、磁力の低利用に起因して、構造が吸引型よりも複雑であり、一般にはほとんど使用されない。
磁気ベアリングの応用例
1.工作機械の紡錘における工作機械の適用は限られており、試験的な性質に属する。
(1)精密機械スピンドル
フランスのS2M会社は5dof制御磁気ベアリングによって支えられて精密紡錘を製造した。ラジアルベアリングのdn値は4X106mm ·r/分、ジャーナル速度は200m/s、スラストベアリングのdn値は8X106mm ·r/分、および推力ジャーナル速度は400m / sです。
(2)超精密レンズ旋ラー
フランスのS2M社の活性磁気ベアリングがサポートする超精密レンズ旋回のスピンドルは、2000r/minの速度、lkWのパワー、加工精度0.05ttmです。
2.精密機器のアプリケーション
英国の国立物理研究所は、マグレフガイドレールを使用して自動分解能測定器を開発しました。lkHzの周波数帯域では、支持剛性は175N/gmで、解像度は最大0.1nmです。
3.ポンプクラスのアプリケーション
(1) 血液ポンプ
東京大学とNTN株式会社が開発した磁気ベアリング血液ポンプ。紡錘は5dofの活動制御磁気軸受によって支えられている。インポートされたラジアルベアリングの軸受容量は18N、輸出軸受の径方向軸受容量は22N、スラストベアリングのベアリング容量は9.2nです。
(2)循環ポンプフランスSEP社は、ロケットエンジン用液体酸素および液体水素循環ポンプを開発するためにS2M社の活性磁気ベアリングを採用。
4.宇宙技術における応用
日本のNAL&MELCOとNAL&TOSIBAは、アクティブ磁気ベアリングを使用して、宇宙姿勢制御慣性ホイールをサポートしています。
5.物理実験における応用
(1)高精度粒子ビームコンバータドイツウラニット社は、ロータを支える磁気ベアリングを備えた3種類の粒子ビームコンバータを導入しました。
(2)中性子選択
ドイツのKFAによって製造された中性子の選択器は36000r/minの回転速度の回転子を支える単一の自由度の受動磁気軸受を採用する。