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常见磁性联轴器及应用
编辑:诸暨和创电机科技有限公司   发布时间:2020-04-28

  磁性联轴器,是机械传动中重要的部件。除了常见的机械式刚性和柔性磁性联轴器外,还有一类靠磁场传动的磁性联轴器,即磁力磁性联轴器。.磁力传动,便是经过磁场NS极耦合相互作用传递动力的方法。

  常见的磁力传动,包含同步传动,磁滯传动和涡流传动三种类型。因为其各自特色,被运用在不同的领域。

  同步传动器

  同步传动器,顾名思义,便是输出与输入同步。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

  平面型传动器的根本结构:在两个相同直径的圆盘上,依照NS极穿插的方法装置磁铁。运用时,把两个圆盘别离装置到自动轴和从动轴上,中心留有必定气隙。因为A磁体的N极招引对面B磁体的S极,一起排斥B磁体两侧的N极,然后确保在一一定力矩规模内,从动轴与自动轴坚持同步滚动。

  实践工作中,真实NS相对的状况,只存在于无力矩输出的状况下。只需有力矩发生,从动盘就会与自动盘存在必定的相位夹角。这种角向的错动,一直坚持并增加到力矩满足大到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,跳向下一对耦合状况。因为上述特性,磁力传动虽然能够做到同步,可是不能完成精细的同步传动。这种平面性传动器,结构简略,装置时对两个轴的同轴度要求不高。由所以选用平面相吸的原理,因而气隙越小,扭矩越大。

  但一起,在磁场的作用下,轴向力(互相招引)也成正比改变。轴向力是这种平面型传动器的首要缺点。别的,因为传递的扭矩巨细与圆盘面积有关,因而,这种传动器的扭矩不能做的太大,否则会导致尺度过大,装置困难。结构简略,本钱低价,是平面型传动器的首要长处。因而在某些微型阻隔传动方面有成功运用。现在,常用的简略结构平面型传动器,扭矩一般都在10Nm以下。

  同轴型传动器

  同轴型传动器,是现在运用zui广的同步传动器。典型的运用,便是磁力泵。

  一般来说,同轴型传动器包含如下几个部分:外转子,内转子,阻隔套,轴承系统。其中,阻隔套和轴承系统首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,别离装上磁体。磁体为偶数极,依照NS穿插方法圆周摆放。将表里转子的磁体工作面对齐,即自动耦合。表里转子之间有必定的气隙,用于阻隔自动和从动部件。气隙的巨细多在2mm一8mm之间。气隙越小,磁体的有用运用越高,一起阻隔也越困难;气隙越大,越方便阻隔,可是磁体磁场的有用运用越差。气隙所在的半径位置,便是这种结构传动器的工作半径。因而,设计时,能够经过调整气隙的半径的巨细,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),也能够近似等比增加扭矩。一般来说,此类传动器的工作扭矩为传动器zui大扭矩的60%左右。当负载超越zui大扭矩时,传动器开端“打滑”,即磁体从当前的偶合状况,圆周错动跳转到下一个耦合状况。在这种打滑过程中,气隙内的磁场迅速改变,表里转子的磁体一起被对方充退磁,发生热量。短时间内温度即可迅速上升到100摄氏度以上,然后导致磁体退磁,传动器作废。因而,此类传动器虽然能够起到过载维护的作用,但一般来说并不作为过载维护装置来运用。现在,同轴型磁力传动的扭矩规模,大都在3Nm一500Nm之间,比较大的,能够做到2000Nm,本人知道的,zui大的能够做到6000Nm。在表里转子之间,装置一个阻隔套,能够将内转子或者外转子关闭起来。扭矩仍然能够传递。这便是运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zui大长处。阻隔套,出于强度的考虑,一一般由金属资料制成。因为阻隔套在高速交变磁场中工作,因而发生严峻的“发电"效应,即涡流丢失。资料的导电功用越好,截面积越大,转速越高,涡流丢失就越大。因而,阻隔套尽量挑选非铁磁性的电阻率比较高的资料。常用的金属资料有奥氏体不锈钢,钛合金,哈氏合金等。以不锈钢为例,在离心泵1900rpm工况下,涡流丢失高达15%一20%。哈氏合金电阻率高,强度高,可有用下降涡流丢失。可是资料本钱过高,约束了运用。非金属资料能够减小乃至完全避免涡流丢失。如果工作压力不高,能够选用高强度的工程塑料。国外有选用陶瓷资料制造阻隔套,涡流丢失为零。但陶瓷资料易碎,耐机械冲击和热冲击功用不好,加工复杂,价格高,装

  配困难,因而并未得到广泛运用。约束磁力传动运用的另一个问题是温度。一切的磁性资料,都有高温退磁的问题。现在,运用zui广泛的钕铁硼磁体制成的传动器,工作温度一般不超越140摄氏度。钐钴磁体传动器,一般不超越300摄氏度。

  特殊工艺配方的钐钴磁体,zui高工作温度能够达到350摄氏度。更高的温度,能够选用内转子非磁体的结构。一般运用导磁功用好的软铁。如超高真空设备上运用的磁力传动系统。

  以上两种磁体,国内都有量产。磁力传动,归于柔性非触摸式传动。传动过程中,输入与输出没有直触摸摸,而是靠磁场传递力矩。现在,同步磁力传动,首要运用于磁力泵,磁力搅拌釜等产品上,用于代替动密封,完成真实含义上得零走漏。在非密封传动方面,可完成阻隔自动和从动轴的轰动等作用。别的,经过合理的结构设计,磁力传动也可完成直角、穿插传动,完成相似斜齿齿轮、伞齿轮传动等功用。在传递滚动的一起,磁力传动可一起完成轴向运动。此类结构可运用在真空室等领域。如,在真空室外,经过磁力传动,操控真空室内的机械动作等。与国外比较,现在国内市场,磁力传动的运用并不广泛,虽然,中国是磁性资料的出产大国。

  磁滞传动器

  磁滞传动,便是运用磁滞原理进行传动的方法。

  常见的磁滞传动器,一般是相似同步传动器的同轴结构。不同的当地是,表里转子选用不同的磁性资料。一般来说,内转子(自动轴)运用高矫顽力高剩磁的资料,如钕铁硼。外转子(从动轴)选用低矫顽力的磁性资料,如铝镍钴。自动轴上的磁铁,根据依照NS极穿插摆放。当负载不大于额定扭矩时,从动轴与自动轴同步旋转;当负载超越额定值时,表里转子打滑,只有额定的扭矩被传递到从动轴上。多余的能量,以热的方法,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,相当于带过载维护的传动器;后者扭矩可调,一般用在收放线结构里,用于操控收、放线过程中的涨紧力。别的,在旋盖机构中也能够见到这种磁滯传动结构,即磁力旋盖器,以确保瓶盖得到满足的拧紧力,一起又不至损坏瓶盖或其他机械结构。相同功用能够选用绷簧加冲突片的方法得到。不过相对来说,磁滞传动部件中没有直接冲突,多余能量以热的方法散发掉,具有保养更简略,无粉尘发生等长处。

  涡流传动器

  把_上述的恣意一种传动器的从动部分的永磁资料,更换成导电功用杰出的非铁磁性资料,如铜、铝资料,都能够完成涡流传动,虽然传动功率不必定很高。

  自动盘上,依照NS穿插的方法装置高功用磁体。从动盘由导电功用杰出的铜材制成。磁力线穿过铜盘。自动盘旋转,涡流带动从动铜盘跟随滚动。涡流传动,能够是同步或非同步两种状况。切当地说,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,能够被接受为是传动丢失。

  非同步的涡流传动,典型的运用是收放线的涨紧力操控系统。经过特殊的操控,能够经过涡流传动完成必定规模内的调速功用。推荐规模为80%一百分百之间的速度操控,用以代替变频调速。特别是这个变速规模内的大功率电机调速,本钱要低于变频调速的方法。这种可调转速的传动器,zui大扭矩可达到6000Nm。这种大扭矩的传动器,能够简略完成软启动,这也是其重要特色之一。