径向永磁轴承磁力计算与刚度分析：平行与交叉轴线效应

本文主要探讨了一种径向永磁轴承的设计与性能分析，由杨安全在机械电子工程领域完成的硕士学位论文。论文的核心内容围绕磁力计算和刚度分析展开，针对磁悬浮轴承这一技术热点，其优点包括无摩擦、无磨损、免润滑、寿命长以及在多个工业应用领域的潜力，特别是在航空航天、发电机组、高精度加工设备和机器人技术中的应用广泛。 磁轴承系统中的径向永磁轴承，采用磁荷理论作为基础，通过构建数学模型，精确地表达了当两磁环轴线平行和相交时的磁相互作用力。作者创新性地提出了一种基于积分理论的数值计算方法，利用VC++ 6.0编程工具开发了相应的计算程序，实现了对实际磁环参数下的磁力分析。研究发现，当两磁环沿同一轴向均匀磁化且磁化方向一致时，具有以下特性： 1. 当磁环轴线平行时，在偏心距较小的情况下，径向磁作用力促使轴承表现出自动对心的能力。随着偏心距的增加，磁力增长趋势基本保持线性，这是磁轴承设计中重要的稳定性和控制特性。 2. 当偏心距不变，但轴向间隙增大时，磁力的变化情况也被深入研究，这关系到轴承的动态性能和载荷分布，对轴承的实际应用性能有着重要影响。 此外，论文还包含了关于磁轴承的刚度特性分析，即轴承在受力时的变形和抵抗变形的能力。通过对磁力的计算，作者能够评估轴承在不同工况下的稳定性，这对于优化设计和确保设备运行的可靠性至关重要。 这篇论文提供了一种实用的方法来理解和预测径向永磁轴承的磁力行为，对于提高磁悬浮轴承的设计精度和性能优化具有重要的理论价值。同时，其研究方法和结果对于相关领域的工程师和研究人员来说，具有很好的参考和指导作用。