提出一种新型的磁液轴承,以电磁悬浮支承为主、静压支承为辅,实现双重支承,并可以实时调控。通过建立磁液轴承的有限元分析模型,对其进行流-固-热耦合求解,得到轴承的流场、温度、应力及应变分布云图。通过调整轴承系统的结构参数(进油孔直径和线圈匝数)及运行参数(输入电流、进油流量、转子转速)分别进行有限元建模,利用ANSYS软件进行仿真分析,求解不同参数对轴承温升及定子热变形的影响规律。结果表明流体造成的压力在进油孔内最高为1 MPa,流体在油膜处流速最高为0.8 m/s;轴承定子温度分布对称,有利于散热。研究结果为磁液轴承系统的优化设计提供理论依据。

为了提升磁液轴承的稳定性以及使用寿命,建立磁液轴承的涡流损耗仿真模型,分析初始条件下磁液轴承的磁场、温度场及热变形的分布,利用Ansoft Maxwell软件仿真求解轴承转子产生的涡流损耗,基于多场耦合作用分析输入电流、转速、进油流量变化对导磁套涡流损耗及传热率的影响,探索转子散热规律的变化,并进行试验验证。试验结果表明:随着电流和转速的增加,进出油口温差逐渐增大,试验值与仿真值趋势一致,误差在可接受范围内,验证了仿真结果的可靠性。