軸承在現今社會當中是一種不可或缺的機械元件，傳統軸承是由內圈、外圈、滾珠、保持架組合而成。用於承受作用在轉子上的負載和維持軸於中心的功能元件，從最初傳統的滾珠軸承，圓柱軸承，圓錐滾子軸承，滾針軸承，滑動軸承，都要藉由滾子接觸式內外圈的方式來達到馬達運轉，輪胎滾動的一種作動方式，到現在運用電磁感應原理藉由磁浮控制器傳遞訊號至功率放大器，功率放大器在傳遞電流使電磁鐵產生磁場，帶動軸承轉子懸浮達到的非接觸式使主軸運轉的磁浮軸承，這篇我們將詳細介紹磁浮軸承的相關概念以及磁懸浮的應用。
傳統滾動軸承vs磁浮軸承
傳統滾動軸承，如圖1，是由外部負載通過滾動體從軸傳遞至外殼接觸的機械元件，傳統軸承通常是由如圖2的各部件所組成，例如內圈，外圈，滾珠(有些軸承會因為不同需求產業用到滾針軸承或滾柱軸承，保持架，滾珠軸承或滾子軸承這類型傳統的滾動軸承，都需要有潤滑脂的輔助下，才可以順利運作，否則由於滾動接觸摩擦力過大的情形之下，在沒有潤滑或潤滑不足時，會導致軸承快速損壞，有些軸承需要額外增加油封，目的是避免潤滑油在滾動過程中，潤滑油被離心力甩出，導致機台及軸承的損壞及潤滑油耗盡。在運轉過程中，也會因為摩擦接觸的作用導致噪音很大，以及在持續旋轉摩擦接觸導致軸承磨損的狀況，傳統滾動軸承使用的壽命相對磁浮軸承還要來的低。傳統軸承在旋轉運動時使用潤滑脂的過程中，會因為油的蒸發，以及廢油的產生，導致環境造成部分汙染，以及空氣中的
汙染。
磁浮軸承如圖3，是由轉子，定子，軸承位置感測器如圖4等結構組合而成，藉由外部負載通過電磁力從軸傳遞到外殼，此軸承並不是接觸式，也因為非接觸式，所以軸承不需要潤滑脂來潤滑，也不需要考慮到是否有油封密合的問題，不會有廢油及油氣的產生，對環境保護上相對來的好，磁浮軸承有徑向軸承及軸向軸承如圖5，徑向軸承負責承受徑向所受到的負載，軸向軸承則是承受軸向推力及維持轉子位置。轉子則是利用電磁感應原理藉由控制器傳系訊號使電流通過電磁鐵，產生磁場，讓轉子受到磁力的影響使其懸浮，所以不會有接觸及摩擦的問題，也不會因為轉子與軸承的摩擦接觸作用產生噪音，以及額外的磨損造成轉子軸承上的損壞，但相對來說所需要的成本比起傳統式的軸承要來的更高。這也是目前磁浮軸承上的一個蠻大缺點。
為什麼我們要選擇磁浮軸承？
表1為傳統滾動軸承及磁浮軸承優缺點比較表，由比較表我們可以更進一步的得知，傳統軸承需要潤滑，產生噪音較大，在摩擦時磨損造成的一些汙染物，可能造成軸承的壽命降低，但是磁浮軸承在使用的壽命，沒有額外的潤滑脂可以減少生態環境的破壞，低耗損低噪音的情況下，使用上的優點都比傳統軸承來的高。
磁浮軸承簡介
磁浮軸承運用可以是一套電子控制系統，是由位置感測器、控制器、功率放大器、電磁鐵、轉子組合而成，如圖6所示，經由控制器使電磁鐵通電，電流產生磁場，電磁感應原理使轉子浮起，功率放大器的功率取決於電磁體的力、氣隙以及受控系統的響應時間。
一個轉子軸通常有五個自由度，如圖7所示，通常轉子至少需要有兩個徑向軸承及一個軸向軸承來支撐維持轉子的位置，w1、w3為徑向一個自由度，v1、v3為一個自由度，z1、z2為軸向的自由度，以此類推…磁浮軸承可用磁浮軸承控制器的軟體來控制轉子的位置，假如轉子受到任何內外在因素，導致軸心偏離位置改變，可以立即性的使軸承回到標準位置。
徑向軸承
電子控制系統通過使用位置傳感器產生的信號調製流經電磁體的電流來控制轉子位置。
徑向軸承的轉子配備有鐵磁疊片，這些疊片通過放置在定子上的電磁體產生的磁場固定到位，如圖8所示，轉子懸浮在中心，不接觸定子。可變電感傳感器監控轉子的位置。這些位置感測器器檢測與標準位置的任何偏差，並發出信號，命令電磁體中的電流將轉子返回到其標準位置。
更多內容，請見《機械新刊》雜誌
