Rotorët e motorit me shpejtësi të lartë (që veprojnë në 10,000 rpm deri në 100,000+ rpm ) kërkojnë teknologji të përparuara të mbajtjes për të minimizuar fërkimin, dridhjen dhe veshin. Kushinetat mekanike tradicionale (p.sh., kushinetat e topit ose rulit) përballen me kufizime me shpejtësi ekstreme për shkak të gjenerimit të nxehtësisë, kërkesave të vajosjes dhe lodhjes mekanike . Dy alternativa kryesore- kushineta magnetike (MBS) dhe kushineta ajri (ABS) -ofroni mbështetje pa kontakt, duke bërë të mundur funksionimin me shpejtësi ultra të lartë. Ky artikull vlerëson se cila teknologji është më e përshtatshme për rotorët me shpejtësi të lartë duke krahasuar parimet e tyre të punës, avantazhet e performancës, kufizimet dhe përshtatshmërinë e aplikacionit.
1. Parimet e punës
(1) kushineta magnetike (aktive dhe pasive)
> Kushineta magnetike aktive (Ambs): Përdorni mbështjellje elektromagnetike dhe kontroll të reagimit në kohë reale (sensorë dhe kontrollues) për të levituar rotorin pa kontakt.
> Kushineta magnetike pasive (PMBS): mbështeteni në magnet të përhershëm ose materiale superpërçuese për levitacionin pasiv (pa fuqi ose kontroll të nevojshëm).
(2) kushineta ajri (aerodinamike dhe aerostatike)
> Kushineta aerodinamike: Përdorni një film ajror të vetë-gjeneruar nga rotacioni me shpejtësi të lartë (nuk kërkohet presion i jashtëm).
> Kushineta aerostatike: Kërkoni ajër me presion të jashtëm për të krijuar një hendek lubrifikues midis rotorit dhe statorit.
2. Krahasimi i Performancës
(1) Shpejtësia dhe Stabiliteti
| Kushineta magnetike të faktorit | (MBS) | kushineta ajri (ABS) |
| Shpejtësi maksimale | shumë e lartë (100,000+ rpm e mundshme) | E lartë (50,000-150,000 rpm, varet nga dizajni) |
| Stabiliteti me shpejtësi të lartë | E shkëlqyeshme (Kontrolli aktiv kompenson dridhjet) | E mirë (por e ndjeshme ndaj ndryshimeve të ngarkesës dhe furnizimit me ajër) |
| Fillimi/Mbyllja | Kërkon kushineta rezervë (pa levitacion me shpejtësi zero) | Kërkon furnizim të jashtëm të ajrit (aerostatik) ose lëvizje fillestare (aerodinamike) |
Përfundim: MBS ofron një stabilizim më të mirë aktiv me shpejtësi ultra të lartë, ndërsa ABS varet nga stabiliteti i filmit ajror.
(2) Fërkimi dhe Efikasiteti
> MBS: Fërkimi gati-zero (pa kontakt), duke zvogëluar humbjen e energjisë.
> ABS: Fërkimi jashtëzakonisht i ulët (filmi ajror), por kërkon energji për kompresimin e ajrit (lloji aerostatik).
Fituesi: MBS (nuk ka nevojë për furnizim të vazhdueshëm të ajrit).
(3) Kapaciteti i ngarkesës dhe ngurtësia
> MBS: Kapaciteti i moderuar i ngarkesës; Ngurtësia varet nga sistemi i kontrollit.
> ABS: Kapaciteti më i ulët i ngarkesës, por llojet aerostatike ofrojnë ngurtësi më të lartë se aerodinamika.
Më e mira për ngarkesa të rënda: As nuk është ideale; Mund të jenë të nevojshme sisteme hibride (kushineta rezervë MB +).
(4) Mirëmbajtja dhe jetëgjatësia
> MBS: Pa veshje, jetëgjatësi e gjatë (20+ vjet), por elektronika mund të kërkojë mirëmbajtje.
> ABS: Nuk ka veshje mekanike, por filtrat e ajrit dhe kompresorët kanë nevojë për mirëmbajtje.
Fituesi: MBS (besueshmëri më e thjeshtë afatgjatë).
(5) Menaxhimi termik
> MBS: Gjeneroni nxehtësi në mbështjellje; mund të kërkojë ftohje.
> ABS: Rrjedha e ajrit siguron ftohje natyrale.
Më e mira për ftohje: ABS (veçanërisht në mjediset me temperaturë të lartë).
3. Përshtatshmëria e Aplikimit
(1) kushinetat magnetike janë më të mira për:
Rot Rotors me shpejtësi ultra të lartë (p.sh., turbomachinery, ruajtje e energjisë së fluturave)
Systems Sistemet e Kontrollit të Precisionit (p.sh., prodhimi gjysmëpërçues, pajisje mjekësore)
✔ Mjedise të ashpra (p.sh., vakum, kriogjenike ose aplikime me rreze të lartë)
(2) Kushinetat e ajrit janë më të mira për:
Rot Rotors me shpejtësi të lartë, me ngarkesë të ulët (p.sh., stërvitje dentare, gishta të vegjël)
Applications Applications për dhomë të pastër dhe për kontaminim të ulët (nuk nevojiten lubrifikantë)
Systems Sistemet me shpejtësi të lartë të ndjeshme ndaj kostos (më të thjeshta se MBS aktive)
4. Sfidat kryesore
| teknologjisë | Sfidat kryesore të |
| Kushineta magnetike | Kostoja e lartë, sistemi kompleks i kontrollit, kërkon kopje rezervë të energjisë |
| Kushineta ajrore | E ndjeshme ndaj pluhurit, kërkon furnizim me ajër të pastër, kapacitet më të ulët të ngarkesës |
5. Trendet e ardhshme
> Kushinetat hibride: Kombinimi i MBS (për levitim) dhe ABS (për stabilizim) mund të optimizojë performancën.
> Materialet e përparuara: Superpërçuesit e temperaturës së lartë (HTS) mund ta bëjnë MBS pasive më të zbatueshëm.
> Kushinetat e zgjuara: Kontrolli parashikues i bazuar në AI mund të përmirësojë stabilitetin MB dhe efikasitetin AB.
Përfundim: Cila është më e mirë për rotorët me shpejtësi të lartë?
> Për shpejtësi ekstreme (> 100,000 rpm) dhe kontroll aktiv → kushineta magnetike (stabilitet superior, pa fërkime).
> Për shpejtësi të moderuar (<150,000 rpm) dhe zgjidhje me kosto të ulët → kushineta ajri (më të thjeshta, vetë-sigurimin).
Zgjedhja varet nga kërkesat e shpejtësisë, kushtet e ngarkesës, faktorët mjedisorë dhe buxheti . Ndërsa MBS mbizotëron në aplikime industriale dhe hapësinore me performancë të lartë , ABS mbetet e njohur në pajisjet mjekësore dhe instrumentet precize . Përparimet e ardhshme mund të mjegullojnë më tej linjat midis këtyre teknologjive.
