軸承知識
氣體動壓軸承與電磁軸承的優(yōu)缺點對比分析
2022-01-01近年來,我國的軸承技術(shù)已經(jīng)取得了長足進步,尤其是國內(nèi)在彈性波箔式氣體動壓軸承和電磁懸浮軸承領(lǐng)域的研究和制造能力上達到了工程實用化的高度,不僅推動高端裝備的發(fā)展,同時也推動了永磁同步電機技術(shù)的發(fā)展,開創(chuàng)了高端高速高效旋轉(zhuǎn)機械和工程應(yīng)用,諸如高速離心式鼓風(fēng)機、離心式蒸汽壓縮機、飛輪儲能、微型燃?xì)廨啓C、氫燃料電池壓縮機等。
伴隨著這種新型支承技術(shù)的成功應(yīng)用,有不少企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品或者用戶選擇產(chǎn)品時就提出這樣的疑問,到底該如何選擇支承軸承形式?是選擇彈性波箔式氣體軸承好呢?還是選擇電磁懸浮軸承好呢?這就觸及到了一個技術(shù)核心問題,有必要講清楚這兩種支承軸承的性能優(yōu)缺點。
1、承載能力
彈性波箔式氣體動壓軸承不如電磁懸浮軸承的承載能力來得大。一般來說150kW以上機組不建議采用氣體軸承。
2、承載剛度
彈性波箔式氣體動壓軸承和電磁懸浮軸承的承載剛度在一個數(shù)量級,大約為105N/M,也就是說承載剛度差不多。
3、軸承結(jié)構(gòu)
彈性波箔式氣體軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜,軸承以及軸系加工制造精度高。電磁懸浮軸承相對來說制造精度低一些。但是電磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)體積要比氣體軸承大許多,而且還有一大套測控電源系統(tǒng)。因此在微小功率機組電磁懸浮軸承不占優(yōu)勢。
4、安全可靠性
彈性波箔式氣體軸承在使用中需要靜態(tài)提供一個工藝預(yù)緊,也就是在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)之前,軸承承載表面是緊緊地抱住軸頸。機組啟動時,依靠承載表面上涂敷的固體潤滑劑完成轉(zhuǎn)子的安全起浮。新機組啟動成功率比較高,問題是在工業(yè)運行過程中那些不可預(yù)計的突然停車,會造成承載表面上固體潤滑劑的損壞,導(dǎo)致再啟動困難,甚至是機組轉(zhuǎn)子軸系破壞,甚至發(fā)生毀機事件。另外需要注意的是其工作氣隙非常小,一般都在微米級,因此軸承溫升和環(huán)境溫度也會對其正常工作帶來不利的影響。
相比較而言,電磁懸浮軸承安全性就要高出氣體軸承許多。電磁懸浮軸承工作時,是在靜態(tài)將轉(zhuǎn)子懸浮起來后,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)才拖動加速旋轉(zhuǎn)投入工作,工作氣隙是氣體軸承的百倍之多,工作溫度和環(huán)境溫度變化帶來的影響很小,加之電磁懸浮軸承的靜動性能都是主動可控的,因此適應(yīng)性強。由此可以說電磁懸浮軸承的安全可靠性要遠(yuǎn)高于氣體軸承。
(來源:西安修遠(yuǎn)機電科技有限責(zé)任公司)