常見(jiàn)磁性聯(lián)軸器及應(yīng)用

1、1常見(jiàn)常見(jiàn)磁性聯(lián)軸器磁性聯(lián)軸器及應(yīng)用及應(yīng)用聯(lián)軸器（coupling），是機(jī)械傳動(dòng)中重要的部件。除了常見(jiàn)的機(jī)械式剛性和柔性聯(lián)軸器外，還有一類靠磁場(chǎng)傳動(dòng)的聯(lián)軸器，即磁力聯(lián)軸器。磁力傳動(dòng)，就是通過(guò)磁場(chǎng)NS極耦合相互作用傳遞動(dòng)力的方式。常見(jiàn)的磁力傳動(dòng)，包括同步傳動(dòng)，磁滯傳動(dòng)和渦流傳動(dòng)三種類型。由于其各自特點(diǎn)，被應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。同步傳動(dòng)器同步傳動(dòng)器同步傳動(dòng)器，顧名思義，就是輸出與輸入同步。常見(jiàn)的同步傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)有兩種：平面性傳動(dòng)器和同軸（或圓筒）

2、型傳動(dòng)器。平面型同步傳動(dòng)器平面型同步傳動(dòng)器平面型傳動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)：在兩個(gè)相同直徑的圓盤上，按照NS極交叉的方式安裝磁鐵。使用時(shí)，把兩個(gè)圓盤分別安裝到主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，中間留有一定氣隙。由于A磁體的N極吸引對(duì)面B磁體的S極，同時(shí)排斥B磁體兩側(cè)的N極，從而保證在一定力矩范圍內(nèi)，從動(dòng)軸與主動(dòng)軸保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖：圖中，A為氣隙。實(shí)際工作中，真正NS相對(duì)的狀態(tài)，只存在于無(wú)力矩輸出的狀態(tài)下。只要有力矩產(chǎn)生，從動(dòng)盤就會(huì)與主動(dòng)盤存在一定的相位夾角。這

3、種角向的錯(cuò)動(dòng)，一直保持并增加到力矩足夠大到N極與對(duì)面的N極相對(duì)，然后傳動(dòng)器發(fā)生“打滑”，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)錯(cuò)動(dòng)，跳向下一對(duì)耦合狀態(tài)。由于上述特性，磁力傳動(dòng)雖然可以做到同步，但是不能實(shí)現(xiàn)精密的同步傳動(dòng)。這種平面性傳動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝時(shí)對(duì)兩個(gè)軸的同軸度要求不高。由于是采用平面相吸的原理，因此氣隙越小，扭矩越大。但同時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下，軸向力（互相吸引）也成正比變化。軸向力是這種平面型傳動(dòng)器的主要缺點(diǎn)。另外，由于傳遞的扭矩大小與圓盤面積有關(guān)，因此

4、，這種傳動(dòng)器的扭矩不能做的太大，否則會(huì)導(dǎo)致尺寸過(guò)大，安裝困難。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，是平面型傳動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)。因此在某些微型隔離傳動(dòng)方面有成功應(yīng)用。目前，常用的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)平面型傳動(dòng)器，扭矩一般都在10Nm以下。3料有奧氏體不銹鋼，鈦合金，哈氏合金等。以不銹鋼為例，在離心泵1900rpm工況下，渦流損失高達(dá)15%20%。哈氏合金電阻率高，強(qiáng)度高，可有效降低渦流損失。但是材料成本過(guò)高，限制了應(yīng)用。非金屬材料可以減小甚至完全避免渦流損失。如果工作

5、壓力不高，可以選用高強(qiáng)度的工程塑料。國(guó)外有采用陶瓷材料制造隔離套，渦流損失為零。但陶瓷材料易碎，耐機(jī)械沖擊和熱沖擊性能不好，加工復(fù)雜，價(jià)格高，裝配困難，因此并未得到廣泛應(yīng)用。限制磁力傳動(dòng)應(yīng)用的另一個(gè)問(wèn)題是溫度。所有的磁性材料，都有高溫退磁的問(wèn)題。目前，應(yīng)用最廣泛的釹鐵硼磁體制成的傳動(dòng)器，工作溫度一般不超過(guò)140攝氏度。釤鈷磁體傳動(dòng)器，一般不超過(guò)300攝氏度。特殊工藝配方的釤鈷磁體，最高工作溫度可以達(dá)到350攝氏度。更高的溫度，可以采用內(nèi)

6、轉(zhuǎn)子非磁體的結(jié)構(gòu)。一般使用導(dǎo)磁性能好的軟鐵。如超高真空設(shè)備上使用的磁力傳動(dòng)系統(tǒng)。以上兩種磁體，國(guó)內(nèi)都有量產(chǎn)。磁力傳動(dòng)，屬于柔性非接觸式傳動(dòng)。傳動(dòng)過(guò)程中，輸入與輸出沒(méi)有直接接觸，而是靠磁場(chǎng)傳遞力矩。目前，同步磁力傳動(dòng)，主要應(yīng)用于磁力泵，磁力攪拌釜等產(chǎn)品上，用于替代動(dòng)密封，實(shí)現(xiàn)真正意義上得零泄漏。在非密封傳動(dòng)方面，可實(shí)現(xiàn)隔離主動(dòng)和從動(dòng)軸的震動(dòng)等效果。另外，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，磁力傳動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)直角、交叉?zhèn)鲃?dòng)，實(shí)現(xiàn)類似斜齒齒輪、傘齒輪傳動(dòng)等功能

7、。在傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，磁力傳動(dòng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)。此類結(jié)構(gòu)可應(yīng)用在真空室等領(lǐng)域。如，在真空室外，通過(guò)磁力傳動(dòng)，控制真空室內(nèi)的機(jī)械動(dòng)作等。與國(guó)外相比，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，磁力傳動(dòng)的應(yīng)用并不廣泛，雖然，中國(guó)是磁性材料的生產(chǎn)大國(guó)。磁滯傳動(dòng)器磁滯傳動(dòng)器磁滯傳動(dòng)，就是應(yīng)用磁滯原理進(jìn)行傳動(dòng)的方式。常見(jiàn)的磁滯傳動(dòng)器，一般是類似同步傳動(dòng)器的同軸結(jié)構(gòu)。不同的地方是，內(nèi)外轉(zhuǎn)子采用不同的磁性材料。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)轉(zhuǎn)子（主動(dòng)軸）使用高矯頑力高剩磁的材料，如釹鐵硼。外轉(zhuǎn)子（

8、從動(dòng)軸）采用低矯頑力的磁性材料，如鋁鎳鈷。主動(dòng)軸上的磁鐵，根據(jù)按照NS極交叉排列。當(dāng)負(fù)載不大于額定扭矩時(shí)，從動(dòng)軸與主動(dòng)軸同步旋轉(zhuǎn)；當(dāng)負(fù)載超過(guò)額定值時(shí)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子打滑，只有額定的扭矩被傳遞到從動(dòng)軸上。多余的能量，以熱的方式，在內(nèi)磁體對(duì)外磁體的充退磁過(guò)程中釋放掉。磁滯傳動(dòng)器有固定扭矩型的，也有可調(diào)扭矩型的。前者扭矩不可調(diào)，相當(dāng)于帶過(guò)載保護(hù)的傳動(dòng)器；后者扭矩可調(diào)，一般用在收放線結(jié)構(gòu)里，用于控制收、放線過(guò)程中的漲緊力。另外，在旋蓋機(jī)構(gòu)中也可以見(jiàn)到