磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中,使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直,轴芯与磁浮线是平行的,所以转子的重量就固定在运转的轨道上,利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。随着科技的不断进步,智能化、高端化的轴承及其专用装备将成为未来行业发展的重要趋势。这将促进行业的技术创新,提升产品的品质和效率,为行业的可持续发展奠定坚实基础。
磁悬浮轴承主要用于高速设备, 其控制器的高速运算速度是非常必需的,传统控制器已不能满足磁悬浮轴承高速运算的要求,采用数字信号处理器DSP作磁悬浮轴承控制器是一种发展方向, 采用DSP作控制器有如下优点: 容易实现较复杂的、运算量较大和控制算法, 控制器参数容易修改; 乘法和加法由硬件实现, 运算速度非常快; 控制脉冲频率大大提高, 系统性能得到很好的改善; 容易实现信号处理和滤波电路, 减少外围电路。
磁悬浮轴承在医疗、城市轨道交通、中央空调、电力系统、航空航天等领域应用广泛。目前,我国航空航天领域为磁悬浮轴承最大需求端,主要用于生产航空发动机主轴支承、磁悬浮储能飞轮、高速磨削机床主轴等产品。
磁悬浮轴承的应用前景无比广阔,不仅在通用机械领域,还有例如动力机械领域的汽轮机、燃气轮机,航空领域的航空发动机等,这些领域的市场规模,仅国内就有几百亿元甚至上千亿元之巨。随着磁悬浮轴承技术的日益成熟,有望逐步带领整个机电行业走向一个没有损耗、没有限速的崭新境界。
2021 年中国轴承市场规模突破 2000 亿。自 2006 年以来我国轴承市场规 模逐步扩大,据中国轴承工业协会,2021 年中国轴承市场规模为 2278 亿元/+8%。无论是从市场规模还是销售收入来看,我国都已经是世界第 三大轴承生产大国。
在全球市场,磁悬浮轴承生产技术被瑞士、美国、德国及日本垄断。美国沃喀莎Waukesha、瑞士苏尔寿SULZER、德国赛特勒斯ZEITLOS、德国路斯特LTIMOTION、日本精工株式会社NSK为全球主要磁悬浮轴承供应商,以上企业占据全球市场近75.0%的份额。
近年来,随着我国经济快速发展以及工业化程度不断提高,磁悬浮轴承市场需求不断释放,行业发展态势较好。但目前我国磁悬浮轴承市场仍以中低端产品为主,在高端领域缺乏竞争优势。我国为轴承生产大国,但受技术壁垒高等因素限制,在高端磁悬浮轴承市场缺乏竞争优势。天津亿昇科技、天津飞旋科技、南京磁谷科技、广东磁瑞磁悬浮科技、山东省章丘鼓风机为我国高端磁悬浮轴相关企业,以生产中低端磁悬浮轴承产品为主。目前,我国磁悬浮轴承产品同质化问题较为严重,导致行业发展受阻。
伴随我国磁悬浮轴承核心技术突破创新,未来高端磁悬浮轴市场占比将有所提升。一批新型轴承及其专用装备,将为行业的未来发展注入新的动力。这些新型轴承及其专用装备,不仅在技术上有了突破,而且在应用领域也有了更广泛的应用。