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                                                        景德鎮市中玲窯業有限公司 歡迎您的光臨
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                                                        總經理 :萬中玲 13507985312

                                                        座機:0798-8271366

                                                        地址:江西省景德鎮市珠山區南門頭臨景綜合大樓404室

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                                                        建陶寬體窯爐之輥棒

                                                        現狀    

                                                        輥道窯,經過我國科研單位多年的努力,輥棒的材料高溫平直度以及生產工藝終于取得突破。我國的金剛輥棒為代表(還有金環、三英等自主知識品牌)的輥道窯輥棒,暢銷國內外,同時在輥道窯窯爐寬體化的發展進程中也發揮了重要作用。

                                                        盡管異形輥棒在窯爐產品高溫傳輸過程中取得了重大突破,但是毫無疑問地,隨著輥道窯爐的進一步寬體化,異形輥棒始終要面對輥棒間隙的設計上限以及輥棒材料的高溫荷重極限的問題。是的,現階段碳化硅等新型材料在輥棒的廣泛應用無疑是一個可行的解決方案,但是是否沒有其他路徑可選呢?

                                                        努力域外關注......   

                                                        電磁懸浮軸承是典型的機械電子學產品, 機械電子學是融機械工程、電氣工程、計算機科學于一體的跨學科工程領域。電磁懸浮軸承是利用磁力實現無接觸的新型軸承,具有無接觸、不需要潤滑和密封、振動小、使用壽命長、維護費用低等一系列優點,屬于高技術領域。電磁懸浮軸承技術的發展是由于現代工業對新一代支承技術的需求推動的。隨著現代工業的發展,對旋轉機械提出了各種越來越苛刻的性能要求。在能源化工機械中,要求轉子的旋轉速度和精度越來越高、轉子和定子之間的間隙越小越好以追求更高的效率。而對另一些工作在極端高溫或低溫環境下的軍工、航空航天領域的旋轉機械來說,除了要求能夠承受嚴酷的環境考驗之外,對于支承的可控性、安全及可靠性的考慮往往是第1位的。

                                                        據筆者了解到得相關電磁懸浮軸承技術顯示,磁浮軸承系統主要由被懸浮物體、傳感器、控制器和執行器四大部分組成 , 見上圖  。其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。上圖 是一個簡單的磁浮軸承系統,電磁鐵繞組上的電流為 I ,它對被懸浮物體產生的吸力和被懸浮物體本身的重力( mg )相平衡,被懸浮物體處于懸浮的平衡位置,這個位置也稱為參考位置。假設在參考位置上,被懸浮物體受到一個向下的擾動,它就會偏離其參考位置向下運動,此時傳感器檢測出被懸浮物體偏離其參考位置的位移,控制器將這一位移信號變換成控制信號,功率放大器使流過電磁繞組上的電流變大,因此,電磁鐵的吸力也變大,從而驅動被懸浮物體返回到原來的平衡位置。如果被懸浮物體受到一個向上的擾動并向上運動,此時控制器和功率放大器使流過電磁鐵繞組上的電流變小,因此,電磁鐵的吸力也變小,被懸浮物體也能返回到原來的平衡位置。

                                                        使勁延伸猜想吧   

                                                        能否將軍工、航天領域的電磁懸浮軸承應用于輥道窯爐的輥棒中呢?畢竟,這是迄今為止,能夠同時滿足輥棒高溫荷重性要求,并可投入實際工程應用的支承技術當推被動控制的電磁軸承(被動磁浮軸承( passive magnetic bearing ),簡稱 PMB)啊。懸浮系統的剛度、阻尼以及穩定性由控制規律決定。剛度和阻尼可在物理極限范圍內廣泛地變動,亦可根據技術要求進行調節,甚至可以在運行過程中加以改變。因此,電磁懸浮軸承擁有許多傳統軸承所不具備的優點。

                                                        (1) 可以達到較高的轉速:理論上講,電磁懸浮軸承支承的轉子至高轉速只受到轉子材料的限制。通常,在相同的軸頸直徑下,電磁懸浮軸承所達到的轉速比滾動軸承大約高5倍,比流體動壓滑動軸承大約高2.5倍。

                                                        (2) 摩擦功耗較小:曾對一臺壓縮機采用不同支承時的功耗做過比較,在10000r/min時,其功耗大約只有流體動壓滑動軸承的10% ~ 20%。

                                                        (3) 壽命長、可靠性高:由于電磁懸浮軸承依靠磁場力懸浮轉子,因此在相對運動表面之間不接觸,沒有磨損和接觸疲勞所帶來的壽命問題。電子元器件的可靠性大大高于機械零部件,所以電磁懸浮軸承的壽命和可靠性均高于傳統軸承。

                                                        (4) 無需潤滑 : 電磁懸浮軸承不存在潤滑劑對環境所造成的污染問題,省去了潤滑油的存儲、過濾、加溫、冷卻及循環等成套設備。因此從整體上講,電磁懸浮軸承在價格和空間上完全可以和常規軸承技術相競爭。

                                                        (5) 適應性好:對極端高溫、極端低溫運行環境都具有很好的適應性。

                                                        (6) 可控性 : 電磁懸浮軸承的靜態及動態性能都是在線可控的。

                                                        (7) 可測試、可診斷、可在線工況監測: 事實上,電磁軸承懸浮本身就是集工況監測、故障診斷和在線調節于一體的。

                                                        現狀很殘酷喔

                                                        1、輥棒中電磁懸浮軸承的斷電保護

                                                        假如PMB(被動磁浮軸承 passive magnetic bearing )能夠安裝在輥棒內支撐窯爐輥棒正常轉動,那么在這些輥棒中的電磁懸浮軸承,如何保護軸承占有十分重要的地位。也就是說軸承斷電或者故障時如何啟動應急軸承。在系統發生故障時,對轉子的應急保護主要由備用保護軸承來提供。在電磁懸浮軸承突然斷電后,高速旋轉的轉子迅即進入“無支撐”狀態,這時需要通過信號反饋啟動相鄰的另外一個電磁懸浮軸承,以確保寬體輥道窯爐的正常運作不受到影響。

                                                        2、電磁懸浮軸承的國內外現狀

                                                        (1)、國外現狀

                                                        西方已有十幾家電磁懸浮軸承的新公司誕生,幾十家已有的公司在生產與電磁懸浮軸承有關的產品,并且有公司開始將產品向中國市場推進,在磁軸承技術領域,國外的公司主要有S2M公司和瑞士的Mecos公司。當前,上對電磁懸浮軸承的研究工作也非常活躍。1988 年召開了第1屆磁懸浮軸承會議,此后每兩年召開一次。1991年,美國航空航天管理局還召開了第1次磁懸浮技術在航天中應用的討論會。現在美國、法國、瑞士、日本和我國都在大力支持開展磁懸浮軸承的研究工作。上的這些努力,推動了磁懸浮軸承在工業上的廣泛應用。

                                                        (2)、國內現狀

                                                        國內對電磁懸浮軸承的研究工作起步較晚,剛剛走出實驗室階段,落后國外約20年。我國有關磁懸浮軸承研究的進展較緩慢。不過,由于電磁懸浮軸承在一些特殊場合具有突出的優勢,據了解,相關研究一直在清華大學,西安交通大學,南京航空航天大學,上海大學等高校開展,也取得了許多研究成果,但是主要在理論方面進行分析和研究,工業應用目前還幾乎沒有。

                                                        空想一下行嗎(電磁懸浮軸承在輥道窯輥棒中應用的技術性和經濟性分析)

                                                        1、技術性分析  

                                                        隨著電子元件的集成化以及控制理論和轉子動力學的發展,經過多年的研究工作,國內外對電磁懸浮軸承技術的研究都取得了很大的進展。但是不論是在理論還是在產品化的過程中,該項技術都存在很多的難題,磁懸浮軸承在窯爐輥棒中得到應用所需解決的難題則主要表現在控制系統上和軸承在輥棒內的絕熱保護上(因為從目前的技術水平看,國內的電磁懸浮軸承技術應用在常溫的設備上應該已經具備了條件)。

                                                        2、經濟性分析

                                                        目前在工業領域得到廣泛應用的基本上都是傳統的電磁懸浮軸承 ( 需要位置傳感器的磁懸浮軸承 ) ,這種軸承需要 5 個或 10 個非接觸式位置傳感器來檢測轉子的位移。由于傳感器的存在,使電磁懸浮軸承系統的軸向尺寸變大,而且成本高、可靠性低。由于結構的限制,傳感器還不能裝在電磁懸浮軸承的中間,使系統的控制方程相互耦合,控制器設計更為復雜。此外,由于傳感器的價格較高,從而導致電磁懸浮軸承的售價很高,肯定會限制了它在陶瓷窯爐領域的推廣應用。 如何降低磁懸浮軸承的價格,將是是上的熱點研究課題。


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