氣體動壓軸承與電磁軸承的優缺點對比分析
2022-01-01近年來,我國的軸承技術已經取得了長足進步,尤其是國內在彈性波箔式氣體動壓軸承和電磁懸浮軸承領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展,同時也推動了永磁同步電機技術的發展,開創了高端高速高效旋轉機械和工程應用,諸如高速離心式鼓風機、離心式蒸汽壓縮機、飛輪儲能、微型燃氣輪機、氫燃料電池壓縮機等。
伴隨著這種新型支承技術的成功應用,有不少企業開發產品或者用戶選擇產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核心問題,有必要講清楚這兩種支承軸承的性能優缺點。
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量級,大約為105N/M,也就是說承載剛度差不多。
3、軸承結構
彈性波箔式氣體軸承結構復雜,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構體積要比氣體軸承大許多,而且還有一大套測控電源系統。因此在微小功率機組電磁懸浮軸承不占優勢。
4、安全可靠性
彈性波箔式氣體軸承在使用中需要靜態提供一個工藝預緊,也就是在轉子系統旋轉之前,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子的安全起浮。新機組啟動成功率比較高,問題是在工業運行過程中那些不可預計的突然停車,會造成承載表面上固體潤滑劑的損壞,導致再啟動困難,甚至是機組轉子軸系破壞,甚至發生毀機事件。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,是在靜態將轉子懸浮起來后,轉子系統才拖動加速旋轉投入工作,工作氣隙是氣體軸承的百倍之多,工作溫度和環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,因此適應性強。由此可以說電磁懸浮軸承的安全可靠性要遠高于氣體軸承。
(來源:西安修遠機電科技有限責任公司)