مطالعه ياتاقان‌هاي مغناطيسي و ارتجاعيت آنها

Study of Permanent Magnet Bearings and their Stiffness

در اين مقاله در ابتدا ياتاقان مغناطيسي غير فعال مورد تحليل قرار گرفته و سپس مشخصه‌هاي عملكردي آن مطالعه شده‌است. ياتاقان مغناطيسي كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفت شامل محور، لايه داخلي مغناطيسي مستقر در اطراف محور و يك حلقه خارجي مغناطيسي است. بررسي جامعي درباره نيروي اعمال شده توسط مغناطيس دايمي ياتاقان كه بر روي محور وارد مي‌شود تا آن را به حالت توازن اوليه‌اش برگرداند، انجام گرفته است. رابطه بين نيروي اعمال شده و اندازه جابه‌جايي محور از حالت تعادل مطالعه شده است تا بتوان اندازه سفتي را تعيين كرد. مطالعه پارامتري براي پيش‌بيني تاثيرات خواصي مانند جنس مغناطيس، اندازه خارجي و ضخامت مغناطيس بر عملكرد ياتاقان مغناطيسي انجام گرفته است. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه تغييرات شعاعي قسمت چرخشي يعني محور و مغناطيس داخلي حلقه، باعث ايجاد نيرويي مي‌شود كه تمايل دارد قسمت چرخشي را به موقعيت تعادل اوليه خود برگرداند. همچنين تغييرات جنس مواد مغناطيس، تاثير بيشتري نسبت تغييرات شعاعي در مقدار مغناطيس دارد. وقتي شعاع محور بيشتر مي‌شود، فنريت آن كمتر مي‌شود. در ضخامت كمتر از مدل اصلي، ديده شد كه فنريت ياتاقان مغناطيسي كاهش مي‌يابد. به نظر مي‌رسد كه افزايش ضخامت حالت ارتجاعي ياتاقان را بهبود مي‌بخشد. همچنين مشاهده شد كه تعداد ياتاقان‌هاي چيده شده در كنار هم، باعث افزايش فنريت مي‌شود. اما واقعيت اين است كه محدوديت‌هايي براي تعداد ياتاقان‌هاي چيده شده روي هم وجود دارد.

A typical passive magnetic bearing has been modeled and analyzed for its performance characteristics. The magnetic bearing studied in this work comprised of a Shaft, inner magnets sleeved over the shaft, and outer magnetic rings. A detailed analysis has been perform on the force exerted by a permanent magnet on the shaft nurture to restore the shaft to its equilibrium position when an eccentricity is induced between the magnet and the shaft . A relation between the force exerted and the displacement of the shaft from its equilibrium position has been developed hence determining a specific stiffness value.