免維護(hù)磁控式無軸承電動機(jī)

河北省邢臺市二十冶綜合學(xué)校小學(xué)二分校 金楊宇爍 岳曉東

一、問題提出

我們經(jīng)常見到軸承損壞的情況，比如在電動自行車上會出現(xiàn)，在汽車上也會出現(xiàn)軸承磨損的情況，甚至由于軸承的磨損會釀成嚴(yán)重的交通事故。那么軸承的磨損是什么原因造成的呢？我們能不能減少摩擦呢？

我們了解到有一種磁懸浮列車，它的時速可達(dá)400千米。為什么磁懸浮列車能跑得那么快呢？難道磁懸浮列車在行駛的過程中摩擦最小嗎？它又是怎樣減小摩擦的呢？

針對這些疑問，我們開始了如何減少電機(jī)軸承磨損，甚至設(shè)計一種新型電機(jī)的探究之旅。

二、材料搜集

通過搜集相關(guān)資料，我們知道了磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力（即磁體的吸力和排斥力）來推動的列車，由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時不同于其他列車，它的車輪不需要直接撞觸地面，因此只受來自空氣的阻力。磁懸浮列車的速度可達(dá)每小時400千米以上，比時速達(dá)380多千米的輪軌高速列車的運動速度還要快。磁懸浮列車之所以能達(dá)到這么高的速度，主要是靠磁力使列車懸浮于空中。那么，是不是也可以利用磁體之間這種力的作用來實現(xiàn)無軸承運轉(zhuǎn)的電機(jī)呢？

三、設(shè)計方案

兩個物體接觸才會產(chǎn)生摩擦，如果讓兩個物體不接觸就會消除摩擦（不考慮空氣造成的摩擦力）。因此我們具體的設(shè)計方案包括如下幾部分：

1.磁體之間的相互作用可以使物體之間免除接觸從而消除摩擦，這樣選擇電機(jī)并去掉軸承部分。

2.選擇磁鐵，制作電機(jī)軸承的延長桿。

3.研究固定支架部分。

4.準(zhǔn)備組裝并調(diào)試磁鐵及電機(jī)的位置。

5.固定它們的最佳位置并布置線路。

具體設(shè)計方案示意圖如圖1所示，實物如圖2所示。

四、設(shè)計原理

這個項目應(yīng)用了磁體之間相互作用的原理（同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引）以及物體平衡時受力的大小和方向的關(guān)系。

圖1

圖2