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本文紧密结合国内汽车覆盖件喷涂工艺过程中的实际工况以及存在的技术问题,主要研究高速磁气混合离心式喷涂涡轮系统中由气浮止推轴承和永磁轴承组成的磁气混合轴承的结构设计理论和动态特性。取得了以下研究成果:建立了径向永磁轴承的力学模型,分析了轴向、极性异向布置的双环径向永磁轴承的结构特性,进而推导了其轴向磁吸力计算表达式;通过双磁环结构磁路分析,讨论了涡轮中永磁轴承径向力的起因,并推导出径向承载能力及其刚度。根据流体三大方程着重研究了气浮止推轴承的工作原理,并结合实际工况,对气浮止推轴承的承载能力和耗气量及其影响因素(节流孔孔径和轴承间隙等)的内在关系进行模拟仿真。 结合涡轮实际工况,从涡轮失效可能性的角度着重分析高速磁气混合离心式喷涂涡轮动力学特性,包括轴向瞬时扰动响应以及径向扰动动力学响应,获得了转子的运动轨迹,从而直观地得出了转子系统的稳定性。通过对喷涂涡轮承载能力的模拟仿真,找出了喷涂涡轮中整个磁气混合轴承的轴向工作点。通过设计永磁轴承轴向磁吸力的试验,验证了力学模型的合理性和仿真计算结果的正确性。以上研究成果为指导国内厂家对高速磁气混合离心式喷涂涡轮系统的设计、维修和维护提供了理论依据,极大地丰富了永磁轴承、磁气混合轴承的设计和制造理论,具有重要的工程现实意义。