保护轴承是磁悬浮轴承系统的重要组成部分,在系统失效后可以对设备提供保护。传统滚动轴承用作保护轴承时,在转子跌落的巨大冲击之下很容易损坏,而四点接触球轴承具有极限转速高、承载能力强的特点。因此,本文提出将四点接触球轴承应用到磁悬浮轴承系统的保护轴承中,并对其结构及保护性能展开一系列研究。首先,对四点接触球轴承进行设计。从轴承的内部结构出发,建立了单个滚珠-沟道的受力模型以及轴承的摩擦力矩计算模型。通过分析各个结构参数对于轴承内部应力应变以及摩擦力矩的影响,得到了轴承内部结构参数的选取范围。随后在此基础上对四点接触球轴承进行了力学特性分析,并与角接触球轴承进行对比,发现同样的载荷下四点接触球轴承内部的最大应力小于角接触球轴承。其次,基于本文所用试验台建立了转子跌落的动力学模型,仿真分析了跌落过程中的转子轴心轨迹以及碰撞力变化,并将四点接触球轴承与角接触球轴承的保护效果进行了对比。结果表明:四点接触球轴承内部最大应力相较于角接触球轴承减小了10.8%。最后,搭建了磁悬浮转子跌落试验台,进行了四点接触球轴承与角接触球轴承保护下的转子跌落试验。发现转子跌落在四点接触球轴承上时,碰撞更加明显,弹跳范围更广,但是碰撞时内部的最大应力更小。试验结果说明四点接触球轴承用作保护轴承时,在减小碰撞力,抑制转子跳动等方面不如传统保护轴承,但是在提高轴承承载能力与寿命方面更具优势。