高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)自本世紀(jì)初面試以來，因其具有高效高能量密度、清潔無油、可測可控等優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用，磁懸浮電機(jī)行業(yè)在近10年內(nèi)取得爆發(fā)式的發(fā)展。

由于采用磁軸承支撐和高速直驅(qū)的工作方式，高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)相比于傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)可以顯著提高工作效率，具有清潔、靜音、維護(hù)費(fèi)用低，無需油膜潤滑等優(yōu)點(diǎn)，但是相對于傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)，高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)對渦輪葉片的鎖緊裝置有特殊的要求。

《高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)渦輪鎖緊裝置設(shè)計(jì)分析及試驗(yàn)》一文提出了一種全新的高功率高轉(zhuǎn)速渦輪的鎖緊方法，并在一臺額定功率為315 kW，額定轉(zhuǎn)速為30 000 r/min的高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明了本方法的有效性和可行性。 

試驗(yàn)方法

本文通過分析磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的特性，指出高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)渦輪鎖緊機(jī)構(gòu)所需要滿足的條件，即鎖緊可靠、渦輪高強(qiáng)度、高對中精度和渦輪可拆卸。并指出傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)渦輪安裝方式只能滿足其中的幾條要求，不能全部滿足。 

針對高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)渦輪鎖緊機(jī)構(gòu)的要求，我們設(shè)計(jì)了一個全新的高轉(zhuǎn)速渦輪的鎖緊方法，并應(yīng)用到一臺為315 kW，額定轉(zhuǎn)速為30 000 r/min的高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。具體過程為：首先通過徑向和軸向的全主動磁懸浮軸承懸浮起轉(zhuǎn)子，然后給電機(jī)升降速，看葉輪是否工作穩(wěn)定。在一次升速試驗(yàn)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到4 000 r/min時(shí)，磁軸承因?yàn)閿_動突然失去穩(wěn)定懸浮狀態(tài)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸以4 000 r/min的轉(zhuǎn)速跌落到備用機(jī)械軸承上。再一次升速時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的動平衡完全被破壞，拆機(jī)后發(fā)現(xiàn)葉輪已經(jīng)松動了。 

通過分析得出原有鎖緊機(jī)構(gòu)的抗沖擊載荷能力較弱的問題，針對這個問題對后續(xù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)結(jié)構(gòu)后的升速試驗(yàn)中，渦輪一直工作穩(wěn)定沒有再松動。

試驗(yàn)結(jié)果

本文中改進(jìn)后的高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)渦輪鎖緊機(jī)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中，已升速至21000rpm轉(zhuǎn)速，工作穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)故障。實(shí)際使用證明了結(jié)構(gòu)的有效性。 

重要結(jié)論

本文提出了高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)渦輪鎖緊機(jī)構(gòu)所需要滿足的條件，即鎖緊可靠、渦輪高強(qiáng)度、高對中精度和渦輪可拆卸。 

針對渦輪鎖緊裝置在加速過程、穩(wěn)速運(yùn)行過程、降速過程和意外跌落過程這四種工況下的受力分析來討論了其工作原理與可靠性。

通過應(yīng)用試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原有鎖緊機(jī)構(gòu)的抗沖擊載荷能力較弱的問題，并且通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使其滿足高速磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)所有工況下的有效鎖緊。本文的研究可以對相似機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析提供參考。 

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