如何使用EMS for SolidWorks模拟磁轴承设计

轴承

轴承是限制运动（旋转或平移）部件相对运动的装置。它们还有助于减少摩擦。当我们想到轴承时，我们通常只会想到机械轴承（见图），因为它是最常用的轴承类型。

轴承在机器设计、汽车、交通运输、石油和天然气、医疗器械等领域有许多应用。它们普遍存在于任何有运动的设备中。在这篇简短的说明中，我将讨论一些不同类型的轴承——磁力轴承，并强调其与机械轴承相比的优势。

机械轴承的局限性

机械轴承由于磨损而寿命有限，需要润滑。在许多高速应用中，它们可能还需要特殊类型的冷却。然而，它是一个可耗尽的组件，需要在其父设备的生命周期内多次更换。

磁轴承

磁性轴承通过采用永磁体的磁性阵列来促进与机械轴承相同的功能。简而言之，有两组同心磁阵列，它们通过磁力保持在适当的位置。由于没有接触，因此没有磨损，从技术上讲，磁轴承的使用寿命很长。此外，它可以以零摩擦处理非常高的速度和大负载。这使得磁力轴承成为机器设计、船舶、汽车、航空航天和医疗设备行业的绝佳选择。最近，各行各业对磁力轴承的使用激增。下面是在 SoldiWorks 中设计的轴向磁轴承的图像。在这种设计中，外轴承是静止的，而内轴承连接到轴上并旋转。

使用 EMS for SolidWorks 模拟的磁轴承设计

SolidWorks 的 EMS 可帮助轴承设计人员确定其磁性阵列的大小，以支持轴的各种设计（基本上不同的重量）。这样轴承可以确保最佳性能。磁性轴承的另一个优点是它可以支持内圆柱阵列相对于静止的外圆柱的偏移。

EMS 软件可以准确预测作用于内轴承上的各种偏移位置的力。

根据下图组装磁性装置。每个磁铁的 NS 方向由黑色箭头表示。这种类型的排列可以很容易地在 EMS 中创建，并且可以分别可视化和计算作用在内部阵列上的磁通量分布和轴向力。

作用在内部磁体阵列上的轴向力随偏移量的变化如下所示，由 EMS 自动计算。请注意，随着偏移量的增加，轴向力也会增加，但在某个点之后力会减小。超过 18 毫米的偏移量，力会反转方向并拉回内部阵列。使用这些轴向力值，我们可以计算轴向磁刚度系数