常见磁性联轴器及应用
磁力泵介绍

滑动轴承及推力轴承: 永磁体 • 碳石墨 • 钕铁硼 • 增强聚四氟乙烯 • 钐钴2:17 • 陶瓷碳化硅 • 硬质合金
安全保护装置
电子监控系统 1.温度监控
2.轻载过载(电流)监控
3.压力监控
4.轴承磨损监控
外转子的安全辅助设计
无火花型联轴器罩
磁力泵的主要特点:
磁力泵无泄漏,零污染
磁力泵的诞生
磁力驱动泵是替代 原有普通机械密封泵和其 它无泄漏泵的首选产品。 可以广泛的应用于石油、 化工、制药、印染、环保 工程、生物工程等各个领 域的易燃、易爆、有毒、 有害介质的输送,是创建 “无泄漏工厂”和“无泄 漏车间”的理想用泵。
磁力泵的发展史
无泄漏磁力泵的历史可以追溯到1943年,这一年英国将 这项专利授予查尔斯.霍华德和杰弗里.霍华德兄弟俩。磁力泵 的早期工业开发是霍华德兄弟通过他们的公司——霍华德机 械发展有限公司(后缩写为HMD)开始的。在40年代末,即 1947 年 制 造 了 世 界 上 第 一 台 磁 力 泵 , 几 乎 与 其 同 时 , 在 1947~1948年间西德的弗朗兹.克劳斯也成功的开发了磁力泵。 上述两家公司均已有50年制造磁力泵的历史。世界上率先使 用磁力泵的公司,也有两家:一是英国的帝国化学公司;二 是德国的拜尔公司。在磁力泵问世至今60年内,其发展大体 上可以分为前30年和后30年两个阶段。在最初的30年里(即 40年代末至70年带中期),磁力泵无论在制造领域,还是在 应用领域,可以说是暗淡的30年,即未形成规模生产,也未 形成广泛的应用市场。为什么呢?
磁力泵的主要性能参数
本公司拥有大型水泵试验站,设有开式和闭式两套实 验设备。采用数字传感器采集数据,仪器仪表自动显示, 计算机自动数据处理,并将检验结果即时打印出来,避 免了人为采集数据和处理数据的误差和失误,使得试验 人员能以旁观者的角度去着重评价泵的参数和性能,确 保泵检验过程和结果准确无误。 以常温清水作为试验介质,进行泵的可靠性、全性 能检验,可准确检验泵的流量、扬程、轴功率、效率、 汽蚀余量、振动、噪音、温升等方面的参数,并将检验 结果及时存档以备查。依照成品泵出厂性能试验率100%、 出厂合格率100%的原则,充分保证了泵在使用时的性能 的准确性和运行可靠性。
联轴器的类型及特点

(二)有弹性元件联轴器6、星形弹性联轴器结构:两个半联轴器上均制有凸牙,用橡胶等材料制成星形弹性元件,放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时,星形弹性元件受压冰传递扭矩。应用范围:允许两轴的相对径向位移约为:0.2 mm,偏角位移约为:1˚- 30’
四、挠性联轴器
(二)有弹性元件联轴器7、其它金属弹性元件的挠性联轴器
(一)无弹性元件联轴器4、滚子联轴器结构:利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接。特点:结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉。优点:结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉,有一定的补偿性能和缓冲性能。缺点:因链条的套筒与链轮之间存在间隙,不适于逆向传动和启动频繁或立式轴传动。同时受离心力的影响不适于高速传动。
α
y
四、挠性联轴器
(一)无弹性元件联轴器3、滑块联轴器结构:与十字滑块联轴器结构相似,只是沟槽很宽,中间为不带凸牙的方形滑块,其材料为夹布胶木。工作特点:由于中间滑块质量小,且有弹性,故允许较高的极限转速。优点:结构简单、尺寸紧凑。应用:适用于小功率,高转速而无剧烈冲击的场合。
四、挠性联轴器
1、套筒联轴器
三、刚性联轴器
结构:用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定螺钉来实现轴向固定。
套筒联轴器
型式:
半圆键
普通平键
特点:结构简单、使用方便、传递扭矩较大,但不能缓冲减振 。
应用:用于载荷较平稳的两轴联接 。
2、凸缘刚性联轴器
结构:半联轴器通过键与轴相联,用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。
型式:
有对中榫的凸缘联轴器
普通凸缘联轴器
---靠铰制孔螺栓对中。
磁性联轴器的设计与仿真

径向充磁联轴器的设计与仿真摘要径向永磁联轴器利用稀土永磁体之间的相互作用,无需机械连接就能进行机械能量的传递,是一种新型联轴器。
径向永磁联轴器主要由内、外转子组成,实现了无机械连接传动,解决了过载保护、主从动轴对中、软启动的问题,同时也解决了一些机械传动装置中密封性要求等问题,从根本上消除了传动泵密封处泄漏的问题,现已在化工机械、仪表及食品、真空等行业中得到广泛的应用。
对于永磁联轴器的研究,随着科技的发展,研究方法在不断改进和完善,种类也不断增加。
对于径向力和力矩的计算,国内外己经有很多种方法,包括经验法、有限元法和磁路法等等。
由于有限元法的计算相对其它几种算法精度较高,所以本文将采用此种方法对主、从动磁环之间的轴向力、传递的力矩进行计算分析,然后利用Ansoft有限元软件进行仿真。
本文以径向磁性联轴器为研究对象,主要讲述几个问题:(1)计算径向永磁联轴器力矩,分析影响力矩的主要因素。
(2)用有限元法分析气隙磁场,建立径向永磁联轴器气隙磁场的有限元分析模型,利用Ansoft软件对径向永磁联轴器气隙磁场进行分析,得出正确的结果。
(3)设计一个简单的径向磁性联轴器,用Ansoft软件的模拟分析,验证理论知识的正确性。
关键词径向磁性联轴器;Ansoft有限元法;磁场;力矩1 引言近年来永磁传动技术已从泵类向其它密封机械扩展,技术上集中于提高设备的可靠性、抗介质腐蚀新材料的研究,流体技术及制造装配的精度。
磁力泵代表着一个国家制造技术的水平,近年来工业发达国家的磁力泵在效率、寿命、制造周期、成本及可靠性等方面有了突破性的进展。
永磁传动技术逐渐应用到各个领域,将原动机的动力通过其轴上的外磁部件传递给工作轴上的内磁部件,内外磁部件由隔离罩分开,从而工作轴无须伸出所要封闭的空间,取消了动密封,实现无密封、零泄漏。
永磁传动技术发展的时间不长,还存在一些的问题:永磁传动[1]有些因为制造困难,性价比低,往往还只停留在理论研究上;永磁传动的设计目前还没有一套系统和完善的设计方法,磁路的设计、转矩的计算均建立在实验、半实验基础上,研制周期长,代价高,重复性劳动多;在磁路设计方面,多体渐变技术未能充分利用;磁场计算多成用上述的一些方法,由于多是近似计算,精度有待进一步提高。
联轴器

主要内容1、联轴器的功用与分类;几种常用联轴器的结构、工作原理、特点以及选择和计算方法。
2、离合器的功用与分类;几种常用离合器的结构、工作原理、特点以及选择和设计方法。
基本要求1、掌握联轴器联接的两轴间位置补偿原理,联轴器与离合器在功能上的异同点。
2、掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方法。
重点难点联轴器、离合器的种类、工作原理、结构、特点及选用。
§10-1 联轴器一、联轴器的功能与类型1、联轴器功能用来把两轴联接在一起,机器运转时两轴不能分离,只有机器停车并将联接拆开后,两轴才能分离。
2、联轴器的类型联轴器所联接的两轴,由于制造及安装误差,承载后的变形以及温度变化的影响等,会引起两轴相对位置的变化,往往不能保证严格的对中。
如图10-1所示。
(a)轴向位移x(b)径向位移y(c)角位移α(d)综合位移x、y、α图10-1 轴线的相对位移根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力,即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等,联轴器可分为刚性联轴器,挠性联轴器和安全联轴器。
联轴器的主要类型、特点及其在作用,详见表10-1。
表10-1 联轴器类型1、刚性联轴器类型:套筒式、夹壳式和凸缘式等。
本章只介绍较为常用的凸缘联轴器。
凸缘联轴器结构型式有两种:(1)普通凸缘联轴器(图10-2a):用铰制孔螺栓来联接两个半联轴器,靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩。
(2)对中榫凸缘联轴器(图10-2b):用普通孔螺栓来联接两个半联轴器,靠接合面的摩擦力来传递转矩。
一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中。
为了运行安全,凸缘联轴器可作成带防护边的(图10-2c)。
图10-2d描述了凸缘联轴器的装配过程。
材料:灰铸铁或碳钢,重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或锻钢。
特点:构造简单、成本低、可传递较大转矩,但不能补偿两轴间的相对位移,对两轴对中性的要求很高。
常用联轴器的种类

常用联轴器的种类
联轴器是用来将两个机械轴连接在一起的装置,它能使得两个轴之间断开,但二者仍能保持在某个位置上的联络,以达到转动的连接。
它的功能是传递一个轴的动能到另一个轴,以实现机械系统的平衡。
联轴器的种类众多,常见的有齿轮联轴器、轴承联轴器、椭圆键联轴器、流体联轴器等。
下面来介绍几种常用的类型:齿轮联轴器是用齿轮间隙整合机械轴之间转动情况,以避免轴之间发生摩擦和抖动,从而实现机械轴的连接。
它主要由蜗轮、伞齿轮、球磨机等部件组成,是用来连接平行的轴的。
它的主要特点是能够抵抗轴系的轴向偏转,具有良好的平衡性。
轴承联轴器是用轴承勾连机械轴之间的连接,使得轴系能够自由的转动。
它的主要部件为轴承和定位套,它的结构简单,体积小,受力均匀,能够避免摩擦和抖动,可以抵抗轴向偏转。
椭圆键联轴器是用椭圆键连接机械轴之间的连接,具有很大的承受力,可以抵抗轴心轴向偏转,而且在运行过程中不会发生摩擦,可以有效降低振动和噪音。
流体联轴器是用流体连接机械轴之间的连接,它通常是由流体分配器、导向环、密封环等组成的。
它的特点是易于安装,使用方便,受力均匀,抗冲击性强,且它能够抵抗轴向偏转,输出功率大。
以上就是常用的联轴器的种类介绍,当需要轴之间互换动能时,需要考虑使用联轴器来达到平衡,以此达到机械轴联络的目
标。
选择合适的联轴器类型可以极大的提升机械的性能,因此,在使用联轴器时一定要选择正确的类型和规格,以承受不同的工况荷载,在满足机械系统的使用要求的前提下,使用的联轴器安全可靠,长久耐用。
联轴器

模块十三联轴器、离合器和制动器在生产、生活中,有许多机器设备需要利用联轴器、离合器或制动器才能保证正常工作.如卷扬机、汽车、运输机械、重型机械等项目一联轴器的结构、特点及应用项目目的:了解联轴器的功用、结构特点及应用项目内容:联轴器是机械传动中的常用部件,其功用是连接两传动轴,使其一起转动并传递转矩,有时也可作为安全装置。
例如卷扬机传动系统中,联轴器将电动机轴与减速器连接起来并传递转矩及运动。
用联轴器连接的两传动轴在机器工作时不能分离,只有在机器停止运转后,用拆卸的方法才能将它们分开。
联轴器按结构特点的不同,可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。
挠性联轴器可分为无弹性元件联轴器和有弹性元件联轴器两类。
常用联轴器的类型、结构特点及应用见表13—1。
表13-1 常用联轴器的类型、结构特点及应用凸缘联轴器个上凹而对中。
简单,方便,较大的转矩。
适对中性好、速、及的场合套筒联轴器单,小,的时移动。
于较小的场合,被直径一般60弹联万向联轴器轴的角位移,递转矩较大,但产载荷,不平稳。
成对使用,泛用于汽车、拖属中滑块联轴器齿轮联轴器具补偿性,有综合位移。
可在高速、载工作,正频率高、频繁的场合弹联结联轴器相似,只橡的了连接螺栓。
制造容易、装方便、较低,寿命短。
于载荷平稳,启动频繁,速中、场合弹联轴器简单,制造容易,护方便。
于量较大、转的载的场合项目二离合器项目目的:了解联轴器的功用、结构特点及应用项目内容:在机器运转过程中,用联轴器连接的两轴不能分开,所以在一些应用中会受到制约。
例如汽车从启动到正常行驶过程中,需要根据具体情况换挡变速,为保持换挡时的平稳,减少冲击和振动,需要暂时断开发动机与变速箱的连接,待换挡变速后再逐渐接合。
显然,联轴器不能满足这种要求。
若采用离合器即可解决这个问题,离合器类似开关,能方便地接合或断开动力的传递。
与联轴器相同,离合器主要用来连接两轴,使其一起转动并传递转矩。
但用离合器连接的两轴,在机器运转过程中可以随时进行接合或分离。
联轴器型号大全
联轴器型号大全联轴器是机械传动中常用的一种装置,它可以连接两个轴并传递动力。
在工业生产中,联轴器的选择对于设备的正常运行和效率起着至关重要的作用。
因此,选择适合的联轴器型号是非常重要的。
本文将为您介绍一些常见的联轴器型号,希望能对您的选择提供一些帮助。
1. 弹性联轴器。
弹性联轴器是一种常见的联轴器类型,它通过弹性元件(如橡胶、聚氨酯等)来连接两个轴,具有良好的减震和缓冲效果,能够有效地保护设备。
在选择弹性联轴器时,需要考虑转矩传递、轴向位移和角位移等因素,以确保其能够适应实际工作条件。
2. 齿轮联轴器。
齿轮联轴器是利用齿轮传递动力的一种联轴器类型,它具有传递效率高、承载能力大的特点,适用于高转速和大功率传递的场合。
在选择齿轮联轴器时,需要考虑齿轮的材质、齿轮参数的匹配以及润滑方式等因素,以确保其稳定可靠地工作。
3. 联轴器型号大全。
除了上述两种常见的联轴器类型外,还有许多其他类型的联轴器,如蜗杆联轴器、弹簧联轴器、液体联轴器等。
每种类型的联轴器都有其特定的适用场合和优缺点,因此在选择时需要根据实际需求进行综合考虑。
4. 如何选择合适的联轴器型号。
在选择合适的联轴器型号时,首先需要了解设备的工作条件,包括转速、转矩、轴向位移和角位移等参数。
其次,需要根据这些参数来确定联轴器的基本要求,如承载能力、减震效果、传递效率等。
最后,可以根据实际情况选择适合的联轴器型号,或者向专业的联轴器制造厂家进行咨询。
5. 结语。
联轴器作为机械传动中重要的连接装置,其选择对于设备的正常运行和传动效率至关重要。
在选择联轴器型号时,需要充分考虑设备的工作条件和要求,以确保其能够稳定可靠地工作。
希望本文介绍的一些常见联轴器型号能够对您有所帮助,谢谢阅读!。
(word完整版)磁性藕合器的设计与计算
磁力耦合器的设计及应用概要:磁力耦合器也称磁力联轴器、永磁传动装置。
永磁涡流传动装置主要由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成。
一般,铜转子与电机轴连接,永磁转子与工作机的轴连接,铜转子和永磁转子之间有空气间隙(称为气隙),没有传递扭矩的机械连接。
这样,电机和工作机之间形成了软(磁)连接,通过调节气隙来实现工作机轴扭矩、转速的变化.因气隙调节方式的不同,永磁涡流传动装置分为标准型、延迟型、限矩型、调速型等不同类型.磁力耦合器在超高真空实验设备-滑动摩擦系数测定实验机上的具体应用和设计;并结合应用扼要介绍了磁力耦合器的工作理、主要功能、磁力传动转矩的计算、磁路的排列形式、结构特点等,以及在制造中需要注意的工艺问题。
随着科学技术的不断进步和发展,对有关物理量测定设备的性能要求越来越高,对测试结果要求更加精确和准确;从而得出的数据更加真实和有效,这极大地促进了科研事业的迅速发展,同时也为工业技术经济的腾飞发挥着巨大推动作用,充分体现了科学技术是第一生产力;我们设计制造的磁力耦合器应用到超高真空设备—滑动摩擦系数测定实验机上。
由于磁力耦合器在传动负载转矩的同时,能够彻底解决设备的全密封问题;滑动摩擦系数测定实验机在分子泵连续抽真空48h 后,测量室的真空度达到10—6Pa 以上,满足了实验室测试要求;足见其全密封的有效性和可靠性;这为科学研究提供了设备保障,为科研事业的发展起到了促进作用。
1、磁力耦合器的工作原理和主要功能1.1、工作原理根据磁体磁极的异性相吸、同性相斥原理及其磁力线能够穿过非铁磁性物质的特性;当电动机拖动外磁转子旋转时,通过磁力作用,外磁转子带动密封套内的内磁转子同步旋转,从而实现转矩的非直接接触传动;同时,通过密封套实现了传动转矩时轴端的静态全密封,把传统轴端的动态密封变为安全、可靠的静态密封,从根本上解决了动态轴封“跑、冒、滴、漏"的技术难题.其原理结构如图1 所示。
1.2、主要功能磁力耦合器的主要功能是传动转矩,同时,把轴端传统的机械动密封变为安全、可靠的静密封;当负载转矩超过磁力耦合器的最大传动转矩时,磁力耦合器内、外磁转子会自动脱开耦合状态,起到过载保护的作用;由于磁力耦合传动属于非直接接触的软连接,隔振、减振作用明显。
标准联轴器的性能与应用场合
标准联轴器的性能与应用场合联轴器分为刚性联轴器、挠性联轴器、安全联轴器、非机械式联轴器等。
常用的联轴器已标准化,主要标准联轴器有以下各种:一、刚性联轴器凸缘联轴器(GB/T5843-1986):无补偿性能,也不能缓冲减振。
结构简单、成本低、装拆和维护较简便,但安装时需保证两轴有较高的对中精度。
适于载荷平稳、高速或传动精度要求较高的场合。
夹壳联轴器(FJ165-1979):无补偿性能,也不能缓冲减振。
结构工艺性较差,平衡精度低,但装拆方便。
适于载荷平稳且低速场合。
立式夹壳联轴器(HG5-213-1965):无补偿性能,也不能缓冲减振。
结构工艺性较差,平衡精度低,但装拆方便。
适于载荷平稳且低速场合。
平行轴联轴器(JB/T7006-1993):无补偿性能,也不能缓冲减振。
偏心并不影响转速与转矩的传递。
加工简单、安装方便,不会引起振动。
适用于两水平平行轴传动系统的联接。
各种联轴套(JB/GQ443-1980~JB/GQ446-1980):无补偿性能,也不能缓冲减振。
结构简单,径向尺寸小,装拆时必须轴向移动。
适于载荷平稳、两轴对中精度较高、低速、轻载场合。
二、无弹性元件挠性联轴器滚子链联轴器(GB/T6069-1985):稍有补偿两轴相对偏移的能力。
结构简单,制造、维修、装拆方便,重量较轻,工作可靠,适于潮湿、高温、多尘、有一定腐蚀性的环境,不宜于高速、起动频繁或正反转变化多以及剧烈冲击振动场合。
鼓形齿式联轴器(ZBJ19012-1989、ZBJ19013-1989、ZBJ19014-1989):有一定的两轴相对偏移的补偿能力,不能缓冲减振。
外廓小而传力大,制造较复杂,且需润滑,有噪声。
适于低速重载水平轴间的联接,经仔细加工并经动平衡后亦可用于较高速度,但起动或正、反转转换频繁工况下不宜采用。
在冶金机械、重型机械中常用。
有电动机轴伸型、基本型(宽或窄型)、中间轴型等。
鼓形齿式联轴器(JB/T5514-1991):内齿圈采用尼龙材料。
磁滞联轴器工作原理
磁滞联轴器工作原理
磁滞联轴器是一种将磁滞现象应用于传动装置中的一种装置,其工作原理如下:
1. 磁滞现象:当磁性材料遭受外加磁场时,磁化强度并不正比于外加磁场的大小,而是具有一定的延迟和饱和的特性。
这种延迟和饱和的特性即为磁滞现象。
2. 磁滞联轴器的结构:磁滞联轴器由两个磁性圆柱组成,分别固定在两个不同的轴上,并通过磁场相互耦合。
3. 工作原理:当输入轴上的轴承带动其中一个磁性圆柱旋转时,该磁性圆柱在磁化时会受到磁滞效应的影响,导致其磁场产生滞后,从而与另一个磁性圆柱之间出现转矩差异。
4. 转矩传递:由于磁滞效应的存在,输入轴旋转的力矩将被部分转移到输出轴上,使输出轴发生旋转。
当输入轴停止转动时,磁性圆柱的磁场也会立即消失,使得输出轴停止旋转。
5. 耦合调节:通过调节输入轴和输出轴上的磁性圆柱之间的距离和磁化强度,可以实现对磁滞联轴器的耦合程度的调节,从而控制输出轴的旋转速度和转矩。
综上所述,磁滞联轴器利用磁滞效应,通过两个磁性圆柱的磁场相互耦合,实现了输入轴的力矩传递到输出轴上的转动。
其工作原理可通过调节耦合程度来实现对输出轴的转速和转矩的控制。
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常见磁性联轴器及应用
联轴器(coupling),是机械传动中重要的部件。
除了常见的机械式刚性和柔性联轴器外,还有一类靠磁场传动的联轴器,即磁力联轴器。
磁力传动,就是通过磁场NS极耦合相互作用传递动力的方式。
常见的磁力传动,包括同步传动,磁滞传动和涡流传动三种类型。
由于其各自特点,被应用在不同的领域。
同步传动器
同步传动器,顾名思义,就是输出与输入同步。
常见的同步传动器结构有两种:平面性传动器和同轴(或圆筒)型传动器。
平面型同步传动器
平面型传动器的基本结构:在两个相同直径的圆盘上,按照NS极交叉的方式安装磁铁。
使用时,把两个圆盘分别安装到主动轴和从动轴上,中间留有一定气隙。
由于A磁体的N极吸引对面B磁体的S极,同时排斥B磁体两侧的N极,从而保证在一定力矩范围内,从动轴与主动轴保持同步转动。
如图:
图中,A为气隙。
实际工作中,真正NS相对的状态,只存在于无力矩输出的状态下。
只要有力矩产生,从动盘就会与主动盘存在一定的相位夹角。
这种角向的错动,一直保持并增加到力矩足够大到N极与对面的N极相对,然后传动器发生“打滑”,两个转盘旋转错动,跳向下一对耦合状态。
由于上述特性,磁力传动虽然可以做到同步,但是
不能实现精密的同步传动。
这种平面性传动器,结构简单,安装时对两个轴的同轴度要求不高。
由于是采用平面相吸的原理,因此气隙越小,扭矩越大。
但同时,在磁场的作用下,轴向力(互相吸引)也成正比变化。
轴向力是这种平面型传动器的主要缺点。
另外,由于传递的扭矩大小与圆盘面积有关,因此,这种传动器的扭矩不能做的太大,否则会导致尺寸过大,安装困难。
结构简单,成本低廉,是平面型传动器的主要优点。
因此在某些微型隔离传动方面有成功应用。
目前,常用的简单结构平面型传动器,扭矩一般都在10Nm以下。
同轴型传动器
同轴型传动器,是目前应用最广的同步传动器。
典型的应用,就是磁力泵。
如图,是同轴型传动器的结构
一般来说,同轴型传动器包括如下几个部分:外转子,内转子,隔离套,轴承系统。
其中,隔离套和轴承系统主要用于磁力传动密封的结构中。
在内转子的外圆周部分,和外转子的内圆周部分,分别装上磁体。
磁体为偶数极,按照NS交叉方式圆周排列。
将内外转子的磁体工作面对齐,即自动耦合。
内外转子之间有一定的气隙,用于隔离主动和从动部件。
气隙的大小多在2mm-8mm之间。
气隙越小,磁体的有效利用越高,同时隔离也越困难;气隙越大,越方便隔离,但是磁体磁场的有效利用越差。
气隙所处的半径位置,就是这种结构传动器的工作半径。
因此,设计时,可以通过调整气隙的半径的大小,来得到所需传动器的扭矩。
气隙不变的情
况下,增加耦合磁体的轴向长度(即偶合面积),也可以近似等比增加扭矩。
一般来说,此类传动器的工作扭矩为传动器最大扭矩的60%左右。
当负载超过最大扭矩时,传动器开始“打滑”,即磁体从当前的偶合状态,圆周错动跳转到下一个耦合状态。
在这种打滑过程中,气隙内的磁场迅速变化,内外转子的磁体同时被对方充退磁,产生热量。
短时间内温度即可迅速上升到100摄氏度以上,从而导致磁体退磁,传动器报废。
因此,此类传动器虽然可以起到过载保护的作用,但一般来说并不作为过载保护装置来使用。
目前,同轴型磁力传动的扭矩范围,大都在3Nm-500Nm
之间,比较大的,可以做到2000Nm,本人知道的,最大的可以做到6000Nm。
在内外转子之间,安装一个隔离套,可以将内转子或者外转子封闭起来。
扭矩仍然可以传递。
这就是利用磁力传动进行密封的原理。
磁力传动结构,将动密封,转变成为静密封,这也是磁力传动的最大优点。
隔离套,出于强度的考虑,一般由金属材料制成。
由于隔离套在高速交变磁场中工作,因此产生严重的“发电”效应,即涡流损失。
材料的导电性能越好,截面积越大,转速越高,涡流损失就越大。
因此,隔离套尽量选择非铁磁性的电阻率比较高的材料。
常用的金属材料有奥氏体不锈钢,钛合金,哈氏合金等。
以不锈钢为例,在离心泵1900rpm工况下,涡流损失高达15%-20%。
哈氏合金电阻率高,强度高,可有效降低涡流损失。
但是材料成本过高,限制了应用。
非金属材料可以减小甚至完全避免涡流损失。
如果工作压力不高,可以选用高强度的工程塑料。
国外有采用陶瓷材料制造隔离套,涡流损失为零。
但陶瓷材料易碎,耐机械冲击和热冲击性能不好,加工复杂,价格高,装配困难,因此并未得到广泛应用。
限制磁力传动应用的另一个问题是温度。
所有的磁性材料,都有高温退磁的问题。
目前,应用最广泛的钕铁硼磁体制成的传动器,工作温度一般不超过140摄氏度。
钐钴磁体传动器,一般不超过300摄氏度。
特殊工艺配方的钐钴磁体,最高工作温度可以达到350摄氏度。
更高的温度,可以采用内转子非磁体的结构。
一般使用导磁性能好的软铁。
如超高真空设备上使用的磁力传动系统。
以上两种磁体,国内都有量产。
磁力传动,属于柔性非接触式传动。
传动过程中,输入与输出没有直接接触,而是靠磁场传递力矩。
目前,同步磁力传动,主要应用于磁力泵,磁力搅拌釜等产品上,用于替代动密封,实现真正意义上得零泄漏。
在非密封传动方面,可实现隔离主动和从动轴的震动等效果。
另外,通过合理的结构设计,磁力传动也可实现直角、交叉传动,实现类似斜齿齿轮、伞齿轮传动等功能。
在传递转动的同时,磁力传动可同时实现轴向运动。
此类结构可应用在真空室等领域。
如,在真空室外,通过磁力传动,控制真空室内的机械动作等。
与国外相比,
目前国内市场,磁力传动的应用并不广泛,虽然,中国是磁性材料的生产大国。
磁滞传动器
磁滞传动,就是应用磁滞原理进行传动的方式。
常见的磁滞传动器,一般是类似同步传动器的同轴结构。
不同的地方是,内外转子采用不同的磁性材料。
一般来说,内转子(主动轴)使用高矫顽力高剩磁的材料,如钕铁硼。
外转子(从动轴)采用低矫顽力的磁性材料,如铝镍钴。
主动轴上的磁铁,根据按照NS极交叉排列。
当负载不大于额定扭矩时,从动轴与主动轴同步旋转;当负载超过额定值时,内外转子打滑,只有额定的扭矩被传递到从动轴上。
多余的能量,以热的方式,在内磁体对外磁体的充退磁过程中释放掉。
磁滞传动器有固定扭矩型的,也有可调扭矩型的。
前者扭矩不可调,相当于带过载保护的传动器;后者扭矩可调,一般用在收放线结构里,用于控制收、放线过程中的涨紧力。
另外,在旋盖机构中也可以见到这种磁滞传动结构,即磁力旋盖器,以保证瓶盖得到足够的拧紧力,同时又不至损坏瓶盖或其他机械结构。
相同功能可以采用弹簧加摩擦片的方式得到。
不过相对来说,磁滞传动部件中没有直接摩擦,多余能量以热的方式散发掉,具有保养更简单,无粉尘产生等优点。
涡流传动器
把上述的任意一种传动器的从动部分的永磁材料,更换成导电性能良好的非铁磁性材料,如铜、铝材料,都可以实现涡流传动,虽然传动效率不一定很高。
简单的盘式涡流传动结构如图所示:
主动盘上,按照NS交叉的方式安装高性能磁体。
从动盘由导电性能良好的铜材制成。
磁力线穿过铜盘。
主动盘旋转,涡流带动从动铜盘跟随转动。
涡流传动,可以是同步或非同步两种状态。
确切地说,同步的涡流传动,一般存在少量(5%)的不同步。
如,输入1000rpm,输出950rpm。
这种不同步,可以被接受为是传动损失。
非同步的涡流传动,典型的应用是收放线的涨紧力控制系统。
通过特殊的控制,可以通过涡流传动实现一定范围内的调速功能。
推荐范围为80%-100%之间的速度控制,用以替代变频调速。
特别是这个变速范围内的大功率电机调速,成本要低于变频调速的方式。
这种可调转速的传动器,最大扭矩可达到6000Nm。
这种大扭矩的传动器,可以简单实现软启动,这也是其重要特点之一。
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