電磁軸承

孫曉雪+黃俊科

摘 要：電磁軸承作為新時期新穎的軸承，其特點打破了最為原始的損耗、機動性、壽命短等缺點，這一項新穎的電磁軸承備受世人所關注，越來越多的人群注意到，直到目前，各課題都在研究電磁軸承與新型電磁材料。本文概括了電磁軸承的原理、應用、歷史、優越性以及研究現狀。電磁軸承在未來工業應用和數字控制技術方面相信會有一番成就。

關鍵詞：電磁懸浮 電磁軸承 傳感器

中圖分類號：TH133 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（b）-0051-02

21世紀可謂是科技非常發達的時期，隨著科技的發展，淘汰了許多的舊產品，新穎的產品就像春雨過后的萬物，突然復蘇了起來。比如這次要說的軸承，當代大部分機械設備中不可缺少的一部件。在生活中，軸承是比較的常見的，小到儀表，大到航母，可能在不起眼的角落里就藏著一枚軸承，原始軸承有著大大小小的缺點，摩擦對我們來說是非常頭疼的一件事，每年因為摩擦報廢的軸承數不勝數，然而在我國更是一種壓力，我們要怎么解決這個問題，廢物利用還是用新型產品代替，許多學者、專家專注于研究這件事，現在已有可選的目標，電磁軸承剛好打破了原始的軸承種種缺點，電磁軸承剛好與原始軸承相反，沒有了直接接觸，不需要潤滑等方面的著想，達到了更快速、更方便的使用，也為國家提供了便利。

眾所周知，中國是世界上較早使用軸承的國家之一，在中國的歷史中，關于車軸軸承的使用可以追溯到秦朝甚至更遠。從歷史文物文獻中可以清楚找到，早在秦朝時期一個小村莊里就有使用軸承的記載，那時候的各種雄偉的建筑，單單靠人力是無法完成的，就好比修建長城，蠻力是沒法解決問題。那時候的軸承很簡單，直線運動軸承，就是在翹板下擺放一排圓木，利用圓木的滾動來實現省力搬運，可見古人的智慧出類拔萃。再后來新中國成立后，憑借著改革開放的強大推動力下，軸承工業進入一個前所未有的迅速發展期，中國也因此走上了新道路。

軸承在工業上的作用不可小視，機械傳動中達到固定和減少摩擦力，其他構件在軸上產生相對運動，軸承的作用就體現出來，降低了摩擦系數與固定軸中心。到現在，我們已經離不開軸承，軸承的種類也是各種各樣，例如：深溝球軸承、調心球軸承、組合滾針軸承、調心滾子軸承、圓錐滾子軸承等，這些軸承已經與我們的生活息息相關。小到儀表儀器，大到航空母艦，都在使用軸承，但是由于使用的過程中摩擦系數大、功率損耗多、加工精度不高、載荷與轉速和工作溫度適應范圍窄等一系列的缺點，讓我們想到能不能改善他們，于是便有了電磁軸承的研究。電磁技術在20世紀中期已有了不小的成就，借著靜電力與磁場力使軸完全的漂浮起來，實現了無接觸的一種電磁軸承，它剛好克服了原始軸承的一系列缺點，遠遠超越了原始軸承，人類對電磁的軸承研究又一步的進展，說明新時期也在進步，技術也沒有落后。

1 基本原理

自從人們發現電磁現象以來，對電與磁各種現象進入了深入的研究，探索出了電與磁的關系與運動關系，形成了今天的電磁學，更推動了社會發展科學的一大躍步，今天的人們更是利用電磁使軸懸浮的軸承。我們之前對電與磁都是有相應的研究，但是具體把他們結合起來的之前是沒有的，把靜電力與磁場力完美的結合使之應用軸承上，形成一種新的軸承，新軸承剛度比原始軸承要高，達到最大力點的時候相對位移卻很小。

2 應用

如果我們把電磁技術比作成參天大樹，那么電磁軸承會是樹上飄香的碩果，目前來說，衡量電磁軸承的標準確定為：承載能力、剛度、最高轉速、阻尼等性能指標都將為以后的應用做好了基礎。由于電磁軸承沒有直接的接觸，省掉了起初的潤滑等多余的步驟，在真空中不會受到速度與阻力的限制等優越的條件，被利用于高速高精度的超高速列車、超高速離心機、水輪發電機、流量計、密度計等。但是應用場合需要很大的磁場支持，應用就比較受到限制，不適合大批量的生產應用到生活中。風能是可再生綠色能源，可以作為軸承發展的去向，便有了風力機渦輪軸承，應用在各風力發電站，為國家帶來了巨大的利益。未來，軸承可能會使用于各種綠色能源中，讓地球無污染，科技不會停步不前，也會不間斷進步，伴隨著磁性材料與電子技術的不斷進步，電磁軸承的技術也在日益更新。

3 研究現狀

正是電磁軸承獨特的優勢，已經倍受世界人民關注。在1988年舉辦的第一次磁軸承會議，直到現在已經有了6次關于軸承的大型會議，從目前現狀來看，電磁軸承的研究主要集中于瑞士、美國和日本，其他國家的相關研究也日漸蓬勃發展起來。我國也應該緊跟時代的步伐，研究電磁軸承，畢竟是我國也是較早使用軸承的國家之一，不能因此而落后。目前，電磁軸承尤其是主動電磁軸承的研究已從科學研究走向工業化、商業化，其工業應用包括壓縮機、泵、鼓風機、飛輪、離心機等。電磁軸承的應用場合主要分為兩類：旋轉與非旋轉應用。第六次國際會議期間，磁軸承在高溫環境的使用更是吸引了眾多參與者的注意，在這之前，高溫影響著電磁軸承的正常運轉，此會后，會有越來越多的問題被解決。電磁軸承在往后的研究中，會克服種種困難，走向成功。

4 結語

電磁軸承作為一項新穎的支承部件，自身種種超越其他軸承的優勢，它的研究是穩步向越好的趨勢的發展。希望也可以讓學校也去研究，年輕憑借著一股不怕輸的勁，年輕的我們腦洞是比較大的，想法思維能想到的也是千奇百怪，有時候奇怪的想法就可以制勝，也更好地讓學生了解到科學的偉大，讓他們有一個定的經驗，未來畢業后，可以省去培訓就可以直接投入研究中心，這樣大學生就不會在寢室游戲里荒廢時間了。隨著新型磁性材料的應用、電子技術的發展，更為準確地為電磁軸承打下了堅實的基礎更好的開辟市場。越來越多的國內外專家、學者以及企業界關注它，同時也需要我們不斷努力和創新，電磁技術等待我們去更新。不論以后在工業化還是商業化都是具有重大的現實意義。最后也期望具有巨大的經濟效益，推動著國家的發展與世界的進步。endprint