磁悬浮技术在压缩机上的应用分析

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3、而磨损所造成的损失更是惊人。在失效的机器中，大约有75％是由于摩擦副的磨损造成。对于一个高度工业化国家，每年因摩擦和磨损所造成的经济损失大约占其国民经济年产值的1—2％。因此，如何降低机械零部件的磨损，尤其是大型往复机械零部件的磨损，提高其使用寿命成为人们日益关注的问题。传统大型往复式机械设备(例如大型压缩机)中活塞自身质量(M)很大，活塞对钢体底座的正压力(N)很大。根据摩擦学第一定律：摩擦力与载荷成正比，即：f=uN=uMgⅣ一一摩擦系数N一一正压力由于无法消除摩擦力，造成活塞衬套的磨损很快。以炼油设备的压缩机为例，平均每三个月需要更换一次活塞

4、衬套，由此导致压缩机的维修周期短，备用设备增加，提高了公司的生产成本。1．1．2减小摩擦的主要措施目前，人们为了减小机械磨损，主要从以下几方面研究：1．合理地选择材料与研制耐磨材料正确地选择摩擦副的配对材料是减少摩擦、磨损的重要途径。选择摩擦副材料则主要根据磨损的类型来选择。此外，还应大力开展各种耐磨材料的研制工作，以适应现代科技对新型耐磨材料的需求。如近年来开发研究的水润滑材料，不仅节省了大量油料和贵重的有色金属，而且避免了因油泄露污染水环境的状况。2．润滑润滑也是减少磨损的有效方法之一。为此，要根据不同工况条件正确地选用润滑剂。同时，应加速开发

5、研制性能优良的润滑剂，并设计出可靠性高、能满足使用要求的润滑系统。3．表面处理为了降低磨损，提高摩擦副的耐磨性，可采用摩擦工程中的各种表面处理。4。改进结构设计磁悬浮技术存斥缩机卜的麻用研究正确的机构设计可以减少摩擦副的磨损。为此，设计出来的结构应该有利于表面膜的形成与恢复，压力的分布应当是均匀的，而且还应有利于散热和磨屑的排出。1．1．3作者提出的解决办法以上四个方面都不可能达到理想的状态。如何使f减到最小，是人们长期以来一直追求的目标。而采用磁悬浮技术，利用磁场力(F)支承压缩机活塞的重力(部分或全部)，对活塞由物体受力平衡条件可知：N—Mg—

6、F在

7、‘一定的情况下，要使f达到最小，只须Ⅳ达到最小，根据上式，当Mg—F哒．N=0此时，一0。理论上摩擦力为零，即磁场力等于活塞的重力是本课题研究的目的。在能源日益短缺的今天，减小能耗、降低污染是人们迫切需要解决的问题。而磁悬浮压缩机摩擦副(活塞与缸体)间在运动过程中无接触，因而它无需润滑，节约了能源，减少了械润滑部分污染排放，保护了环境；理论上达到摩擦副间无磨损或磨损极小，提高了零件的使用寿命，增加了企业的经济效益。1．2磁悬浮技术综述磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。磁悬浮的作用是利用磁场力使物体沿着或绕着某一基

8、准框架的一轴或几轴保持固定位置。由于悬浮体和支撑之间没有任何接触，克服了由摩擦带来的能量消耗和速度限制，具有寿命长、能耗低、无污染、无噪声、不受任何速度限制、安全可靠等优点，因此目前世界各国已广泛开展磁悬浮控制系统的研究。随着控制理论的不断完善和发展，采用先进的控制方法对磁悬浮系统进行的控制和设计，使系统具有更好的鲁棒性。随着电子技术的发展，特别是电子计算机的发展，带来了磁悬浮控制系统向智能化方向的快速发展。目前，关于磁悬浮技术的研究与开发在国内外都处于快速发展之中。磁悬浮技术从原理上来说不难理解，但是真正将其产业化却是近二十几年才开始的。1．2．

9、1磁悬浮方式的分类产生宏观磁场的代表性物体有永久磁铁、常导电磁铁以及超导电磁铁三种：与之相互作用产生磁力的则有超导体、金属