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清華大學(xué)是我國(guó)最早從事磁軸承研究的單位之一。 主要從事工業(yè)應(yīng)用型電磁軸承的研究。 該校的磁浮軸承已基本脫離了實(shí)驗(yàn)室階段,在 10MW 高溫氣冷堆氦氣透平發(fā)電項(xiàng)目中應(yīng)用了自行研制的磁軸承。該透平壓縮機(jī)的工作轉(zhuǎn)速為 15000r/min , 功率為 2500kW 。
可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速:理論上講,電磁懸浮軸承支承的轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)速只受到轉(zhuǎn)子材料的限制。通常,在相同的軸頸直徑下,電磁懸浮軸承所達(dá)到的轉(zhuǎn)速比滾動(dòng)軸承大約高5倍,比流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承大約高2.5倍。
摩擦功耗較小:曾對(duì)一臺(tái)壓縮機(jī)采用不同支承時(shí)的功耗做過(guò)比較,在10000r/min時(shí),其功耗大約只有流體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的10% ~ 20%。
壽命長(zhǎng)、可靠性高:由于電磁懸浮軸承依靠磁場(chǎng)力懸浮轉(zhuǎn)子,因此在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間不接觸,沒有磨損和接觸疲勞所帶來(lái)的壽命問(wèn)題。電子元器件的可靠性大大高于機(jī)械零部件,所以電磁懸浮軸承的壽命和可靠性均高于傳統(tǒng)軸承。
無(wú)需潤(rùn)滑 : 電磁懸浮軸承不存在潤(rùn)滑劑對(duì)環(huán)境所造成的污染問(wèn)題,省去了潤(rùn)滑油的存儲(chǔ)、過(guò)濾、加溫、冷卻及循環(huán)等成套設(shè)備。因此從整體上講,電磁懸浮軸承在價(jià)格和空間上完全可以和常規(guī)軸承技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng)。
目前在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用的基本上都是傳統(tǒng)的電磁懸浮軸承 ( 需要位置傳感器的磁懸浮軸承 ) ,這種軸承需要 5 個(gè)或 10 個(gè)非接觸式位置傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位移。由于傳感器的存在,使電磁懸浮軸承系統(tǒng)的軸向尺寸變大、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能降低,而且成本高、可靠性低。由于結(jié)構(gòu)的限制,傳感器不能裝在電磁懸浮軸承的中間,使系統(tǒng)的控制方程相互耦合,控制器設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。此外,由于傳感器的價(jià)格較高,從而導(dǎo)致電磁懸浮軸承的售價(jià)很高,大大限制了它在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。 如何降低磁懸浮軸承的價(jià)格,一直是國(guó)際上的熱點(diǎn)研究課題。
電磁懸浮軸承的高價(jià)格主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上,控制系統(tǒng)中的主要部件控制器包括以下三大塊:一是傳感器;二是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用;三是功率放大器。
采用電磁懸浮軸承可以節(jié)省一些裝置:如齒輪傳動(dòng)裝置、油站供油系統(tǒng),這些系統(tǒng)的價(jià)格如果折算成電磁懸浮軸承的費(fèi)用,應(yīng)該還是可以節(jié)約費(fèi)用的。
在廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中,必須合理協(xié)調(diào)進(jìn)、排氣口面積,力求進(jìn)氣口面積不小于或大于排氣口面積,這應(yīng)該是提高自然通風(fēng)效果的極為重要和有效的技術(shù)措施。然而。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,某些熱加工主體廠房,由于缺乏精心的合理規(guī)劃,造成公輔設(shè)施建筑和生活福利建筑,把主體廠房圍得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)、水泄不通,使廠房失去了大片可開設(shè)進(jìn)氣口的寶貴位置,而廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中。又未認(rèn)真進(jìn)行研究推敲,只是遷就于既定的建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,不管合理與否,消極的拼命加大天窗面積,將天窗高度加大至8m左右,結(jié)果導(dǎo)致進(jìn)氣口面積不足排氣口面積的13,使廠房自然通風(fēng)模式形成極不合理的狀況.雖然為廠房自然通風(fēng)天窗增加了大量建設(shè)投資,卻未獲取應(yīng)有的通風(fēng)效果。
總之,廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì),絕對(duì)不能停留在只是根據(jù)既定的建筑布局,單純的通過(guò)通風(fēng)計(jì)算來(lái)決定天窗開口面積。可以說(shuō)這只是消極的設(shè)計(jì)。積極的設(shè)計(jì)應(yīng)該是認(rèn)真地進(jìn)行分析研究,反復(fù)試算、修改。合理協(xié)調(diào)進(jìn)、排氣口面積,力求以最低的經(jīng)濟(jì)投資,獲取最佳的通風(fēng)效果。具體而言,就是在進(jìn)行廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí),首先要在滿足通風(fēng)量需要的前提下,力求取得較低的中和面位置,即爭(zhēng)取將進(jìn)風(fēng)口面積集中開設(shè)在下部作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)。也就是說(shuō),要盡最大努力將堵靠在廠房側(cè)墻部位的輔助建筑移位,為進(jìn)風(fēng)口讓出寶貴的下部側(cè)墻面。因某種原因?qū)嵲诎岵蛔叩?,則要將其下部架空,為主廠房留取進(jìn)風(fēng)口位置。這樣做表面上看出也許要多花一些投資,但與提高廠房?jī)?nèi)環(huán)境質(zhì)量相比是值得的。而且即使在經(jīng)濟(jì)上,最終也不見得多花錢。因?yàn)槿绻氯藦S房進(jìn)氣口,造成F1和F2的比例失調(diào),中和面位置提高,勢(shì)必顯著降低排氣壓力而導(dǎo)致天窗面積大增,而抬高天窗所花費(fèi)的投資,完全有可能高于輔助建筑下部架空的投資。