立式离心泵磁悬浮轴承的性能分析与应用.pdf

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1、第30卷第11期机械设计Vol．30No．112013年11月JOUＲNALOFMACHINEDESIGNNov．2013*立式离心泵磁悬浮轴承的性能分析与应用122纪平，陈君辉，杨逢瑜(1．甘肃广播电视大学，甘肃兰州730030;2．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050)摘要:导轴承是立式离心泵的关键部件。当前使用的橡胶轴承及赛龙轴承由于磨损和泥沙嵌入而导致主轴损坏，从而缩短立式离心泵运行周期。提出使用磁悬浮轴承，研究立式离心泵的运行工况及故障点，设计了立式离心泵的磁悬浮轴承装置。通过Ansoft仿真分析磁悬浮

2、轴承的磁场、磁能分布、磁力大小等，并在ANSYS上做了应力分析，研究最大工作点变形情况，以UG设计系统三维模型，在Adams与MATLAB上仿真系统动力特征，进行优化设计。试验中在CodeComposerStudio2上调试DSP控制程序，设计出离心泵磁悬浮轴承控制系统。试验结果表明:设计的磁悬浮轴承运行效率较橡胶轴承立式离心泵提高了4%～6%，延长导轴承的无故障使用周期6～8倍;相对赛龙轴承立式离心泵运行效率提高了3%～5%，延长导轴承的无故障使用周期3～4倍。关键词:导轴承;磁悬浮轴承;离心泵;赛龙轴承;橡胶轴承中图分类号:

3、TH311文献标识码:A文章编号:1001－2354(2013)11－0052－05目前，在国内已建的大中型泵站的机组中，导轴承磁悬浮轴承是利用磁力实现无接触的新型轴承，可靠性不高、使用寿命短、维修工作量大是普遍性的问具有无接触、无需润滑和密封、振动小、使用寿命长、维［1］［3］题。水润滑橡胶轴承具有使用寿命长、抗冲击、抑护费用低等一系列优点。磁悬浮轴承在实际应用振、噪声低等优点，但是，由于橡胶材料的变形比较大、中，还要依据工况，针对具体问题，提出设计方案。文运行精度不高、承载力低、干运行性能比较差，尤其在中设计的磁悬浮轴承，主

4、要是在立式离心泵的运行故转速较低、频繁起动的情况下，容易发生磨损和烧焦等障区域，结合主轴的动力特性，约束主轴径向摆动，从现象。由赛龙材料制成的轴承，大大弥补了橡胶轴承而在不同的工况下采用不同的磁悬浮轴承装置，如被［4－5］的不足。赛龙材料是由三次元交叉结晶热凝性树脂制动与主动磁悬浮轴承相结合等方式，其目的主要造而成的均质聚合物，它具有出色的抗磨损性和自恢通过仿真及试验结果优化设计。复弹性，能够承受高压和冲击荷载，自润滑性好，可在干摩擦状态下运转，并能减小噪声和振动，但由于其1载荷力特性及分析热传导性能比较差，以及对水温及PH值有

5、一定的要［2］求，当处于比较复杂的环境中时，容易失效，且夹杂立式离心泵导轴承的径向荷载主要由电机不平衡的泥沙易对主轴产生磨砺磨损。离心泵导轴承的故障磁拉力、转动部件偏心质量旋转惯性离心力和水力不很大一部分是由于润滑和密封使用不当及磨损引平衡力引起。不平衡磁拉力和水力不平衡力分别与主［6］起的。轴转矩、电机转子外径及定子铁芯长度有关。欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍Abstract:Anovelnosewheelliftingmechanismoftowbarless

6、dinatealternationisadoptedtoseektheoptimalsolutionoftheeval-aircrafttowingtractorispresented．Thecompoundmotionoftheuationfunction．Theinfluencelawofscaleparameterstomanipula-carryingbucket，whichincludingshiftandrotation，iscontrolledbybilityofthemechanismisdiscussed．So

7、theeffectivenessofthethemechanism．Manipulabilityistakenasevaluatingindexanddi-methodisproved．mensionaloptimizationoftheliftingmechanismisstudied，whichKeywords:towbarlessaircrafttowingtractor;nosewheellift-basedoninversekinematicsandvelocitymappingmodelandtheingmechan

8、ism;kinematicsmodelsingularvaluetheoryofJacobinmatrix．Constraintmethodofcoor-Fig12Tab0Ｒef12“JixieSheji”2684*收稿日期:2012－12－05;修订日期:20