如何使用EMS for SolidWorks模擬磁軸承設(shè)計(jì)

軸承

軸承是限制運(yùn)動（旋轉(zhuǎn)或平移）部件相對運(yùn)動的裝置。它們還有助于減少摩擦。當(dāng)我們想到軸承時，我們通常只會想到機(jī)械軸承（見圖），因?yàn)樗亲畛Ｓ玫妮S承類型。

軸承在機(jī)器設(shè)計(jì)、汽車、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有許多應(yīng)用。它們普遍存在于任何有運(yùn)動的設(shè)備中。在這篇簡短的說明中，我將討論一些不同類型的軸承——磁力軸承，并強(qiáng)調(diào)其與機(jī)械軸承相比的優(yōu)勢。

機(jī)械軸承的局限性

機(jī)械軸承由于磨損而壽命有限，需要潤滑。在許多高速應(yīng)用中，它們可能還需要特殊類型的冷卻。然而，它是一個可耗盡的組件，需要在其父設(shè)備的生命周期內(nèi)多次更換。

磁軸承

磁性軸承通過采用永磁體的磁性陣列來促進(jìn)與機(jī)械軸承相同的功能。簡而言之，有兩組同心磁陣列，它們通過磁力保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｓ捎跊]有接觸，因此沒有磨損，從技術(shù)上講，磁軸承的使用壽命很長。此外，它可以以零摩擦處理非常高的速度和大負(fù)載。這使得磁力軸承成為機(jī)器設(shè)計(jì)、船舶、汽車、航空航天和醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的絕佳選擇。最近，各行各業(yè)對磁力軸承的使用激增。下面是在 SoldiWorks 中設(shè)計(jì)的軸向磁軸承的圖像。在這種設(shè)計(jì)中，外軸承是靜止的，而內(nèi)軸承連接到軸上并旋轉(zhuǎn)。

使用 EMS for SolidWorks 模擬的磁軸承設(shè)計(jì)

SolidWorks 的 EMS 可幫助軸承設(shè)計(jì)人員確定其磁性陣列的大小，以支持軸的各種設(shè)計(jì)（基本上不同的重量）。這樣軸承可以確保最佳性能。磁性軸承的另一個優(yōu)點(diǎn)是它可以支持內(nèi)圓柱陣列相對于靜止的外圓柱的偏移。

EMS 軟件可以準(zhǔn)確預(yù)測作用于內(nèi)軸承上的各種偏移位置的力。

根據(jù)下圖組裝磁性裝置。每個磁鐵的 NS 方向由黑色箭頭表示。這種類型的排列可以很容易地在 EMS 中創(chuàng)建，并且可以分別可視化和計(jì)算作用在內(nèi)部陣列上的磁通量分布和軸向力。

作用在內(nèi)部磁體陣列上的軸向力隨偏移量的變化如下所示，由 EMS 自動計(jì)算。請注意，隨著偏移量的增加，軸向力也會增加，但在某個點(diǎn)之后力會減小。超過 18 毫米的偏移量，力會反轉(zhuǎn)方向并拉回內(nèi)部陣列。使用這些軸向力值，我們可以計(jì)算軸向磁剛度系數(shù)