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磁悬浮轴承间隙传感器

浏览次数: 日期:2013年6月17日 11:13

一. 背景

磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术(高新技术)。随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展,磁悬浮技术得到了长远的发展。目前国内外研究的热点是磁悬浮轴承,而悬浮间隙传感器则是磁悬浮应用当中最为重要的组成部分。

磁浮轴承是利用磁力实现无接触的新型轴承、具有无接触、不需要润滑和密封、振动小、使用寿命长、维护费用低等一系列优良品质、属于高技术领域。轴承是机电工业的基础产业之一,其性能好坏直接影响到机电产品的科技含量及其在国际上的竞争力。磁浮轴承可以带动机电行业的很多相关企业进行产品结构调整,形成新的经济增长点。此外,磁浮轴承具有重要的国防应用价值,可为我国研制以磁浮轴承支撑的新一代航空发动机储备先进的科学技术。

二.国内外研究现状与发展趋势

1.国外相关技术的研究方向、发展方向:

1969年,法国军部科研实验室开始对磁悬浮轴承研究;1972年,将第一个磁悬浮轴承用于卫星导向轮的支撑上,从而揭开了磁悬浮轴承发展的序幕。此后,磁悬浮轴承很快被应用到国防。航天等各个领域。美国在1983年11月搭载抗天飞机上的欧洲空间实验舱里采用了磁悬浮轴承真空泵;日本将磁悬浮轴承列为80年代新的加工技术之一,1984年,S2M公司与日本精工电子工业公司联合成立了日本电磁轴承公司,在日本生产、销售涡轮分子泵和机床电磁主轴等。经过30多年的发展,磁悬浮轴承在国外的应用场合进一步扩大,从应用角度看,在高速旋转和相关高精度的应用场合,磁悬浮轴承具有极大的优势并已逐渐成为应用研究的主流,也带动了其配套磁悬浮轴承间隙传感器的发展与应用。

2. 国内相关技术的研究方向、发展方向:

国内在磁悬浮轴承的研究方面,国内多所知名大学以及其他多家单位早期进行过很多卓效的研究,近几年我国研究磁悬浮轴承的单位开始增多,在各位科研工作者的共同努力下,取得了很大的进步,从实验室到实际应用的研究取得了实质性的发展。在国家789计划的支持下,山东省磁悬浮工程技术研究中心重点研究了用于高速数控磨床的磁悬浮电主轴,并成功进行了磨削试验。磁悬浮轴承因其具有无摩擦、无磨损、寿命长、可主动控制并且不会引起相关的污染等优点,符合现代机床发展的趋势,所以该项技术的应用将对我国机床行业的振兴及长远发展具有重要意义。

三.应用

磁悬浮轴承的基本工作原理:当转轴处于轴套内径中心位置时,转轴与轴套中的各个电磁铁下的气隙长度相等,此状态称为磁悬浮轴承的平衡状态。如果磁悬浮轴承的转轴处于平衡状态并稳定运行时,转轴上的负载突然有一变化,原来处于平衡的状态被破坏,每个电磁铁下的气隙长度发生了变化,此时电磁铁下的间隙传感器立即反映出这一变化,电磁力控制器根据这一变化调节各个电磁铁线圈中的电流来改变各个电磁铁的电磁力,使得轴承回到原来的平衡状态。由此可见,磁悬浮轴承的电磁铁与转轴间气隙的精确有效的检测是磁悬浮轴承设计的关键技术之一。针对磁悬浮轴承间隙测量精度高,输出量大,线性度好等高要求我们采取的措施:运用电涡流原理,同轴多点检测总体结构设计,研制悬浮轴承间隙传感器的基本结构。一般一个主动型磁悬浮轴承需要十多个间隙传感器,我们将传感器嵌入在非金属材料传感器环上,解决其安装空间狭小的问题;保证将目前研制试验阶段的磁悬浮轴承间隙传感器能够满足现场安装的基本功能并且保证研制产品的性能、寿命,使其在高温和强磁场下能长期正常工作;相对传统电涡流传感器线性度的提升、工作温度范围扩展的情况下,温漂特性提升数倍;保证全密封设计符合IP67防水防尘的规定等。为达到上述基本要求,在今后的试验使用当中持续改进完善,满足主机厂家对磁悬浮轴承间隙传感器提出新的各种性能和可靠性要求,使传感器具备高可靠性的结构,真正成为一种成熟的、高可靠性的磁浮轴承关键组成部分,保障这项新型技术在各个领域的应用。

所属类别: 行业新闻

该资讯的关键词为:磁浮间隙传感器  间隙测量  电涡流传感器