(1)適用范圍
磁粉
離合器適用于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主、從動(dòng)端離合和控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩牡借、調(diào)節(jié)速度、張力控制、空載啟動(dòng)膊节、過(guò)載保護(hù)咨桶、伺服驅(qū)動(dòng)、測(cè)試加載疲飘、換向等自冷式钳雄、風(fēng)冷式伶段、液冷式、電風(fēng)扇冷卻式
離合器匀枪。
(2)型式
1)按從動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式
①柱形轉(zhuǎn)子離合器汞坚,代號(hào)省略。
②杯形轉(zhuǎn)子離合器凿栅,代號(hào)B梦立。
③筒形轉(zhuǎn)子離合器,代號(hào)T涝露。
④盤(pán)形轉(zhuǎn)子離合器港遇,代號(hào)P。
2)按聯(lián)接安裝型式
①軸輸入参咙、軸輸出龄广,單面或雙面止口支撐式,代號(hào)省略蕴侧。
②軸輸入择同、軸輸出,機(jī)座支撐式净宵,代號(hào)J敲才。
③軸輸入、軸輸出择葡,單面直角板支撐式归斤,代號(hào)M。
④法蘭盤(pán)輸入刁岸,空心軸輸出脏里,空心軸(或單止口)支撐式,代號(hào)K虹曙。
⑤法蘭盤(pán)輸入迫横,單側(cè)或雙側(cè)軸輸出,單面止口支撐式露您,代號(hào)D飘缨。
⑥齒輸(或帶輪、鏈輪)輸入烙欧,軸輸出很洽,單面止口支撐式,代號(hào)C耙侵。
3)按冷卻方式
①自然空氣冷卻(簡(jiǎn)稱自冷式)川痛,代號(hào)省略,
②強(qiáng)制通風(fēng)冷卻(簡(jiǎn)稱風(fēng)冷式),代號(hào)F都炮,
③液(水或油)冷卻(簡(jiǎn)稱液冷式)瘸酒,代號(hào)Y。
④電風(fēng)扇冷卻(簡(jiǎn)稱扇冷式)听谓,代號(hào)S钙幼。
4)按應(yīng)用類別
①聯(lián)接(一般離合)代號(hào)省略。
②調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩血庐、轉(zhuǎn)速(控制系統(tǒng)用)仿村,代號(hào)A。
③快速離合兴喂,代號(hào)G蔼囊。
(3)離合器基本性能參數(shù)和主要尺寸
1)離合器參數(shù)為額定轉(zhuǎn)矩Tn (N·m)系列為0.1*,0.25*,0.5,1,2.5,5,10,25,50,100,200,400,
630,1000,2000,4000*,6300*,1000*,20000*,40000*,63000*。
2)離合器基本性能參數(shù)如表所列瞻想。
離合器基本性能參數(shù)
型 號(hào) |
額定轉(zhuǎn)矩
Tn (N·m) |
最大電壓
Um(V) |
最大電流
Im(A) |
時(shí)間常數(shù)
Tir(s) |
許用同步轉(zhuǎn)速
{n}(r/min) |
FL0.5□ |
0.5 |
24 |
≤0.40 |
≤0.035 |
1500 |
FL1□ |
1 |
≤0.54 |
≤0.040 |
FL2.5□ |
2.5 |
≤0.64 |
≤0.052 |
FL5□ |
5 |
≤1.2 |
≤0.066 |
FL10□ |
10 |
≤1.4 |
≤0.11 |
FL25□. □/□ |
25 |
≤1.9 |
≤0.11 |
FL50□. □/□ |
50 |
≤2.8 |
≤0.12 |
FL100□. □/□ |
100 |
≤3.6 |
≤0.23 |
1000 |
FL200□. □/□ |
200 |
≤3.8 |
≤0.33 |
FL400□. □/□ |
400 |
≤5.0 |
≤0.44 |
FL630□. □/□ |
630 |
80 |
≤1.6 |
≤0.47 |
FL1000□. □/□ |
1000 |
≤1.8 |
≤0.57 |
750 |
FL2000□. □/□ |
2000 |
≤2.2 |
≤0.80 |
型 號(hào) |
飛輪矩
GD2(N·m2) |
自冷式 |
風(fēng) 冷 式 |
液 冷 式 |
許用滑差
功率{P}(W) |
許用滑差
功率{P}(W) |
風(fēng)量
(m3/min) |
許用滑差
功率{P}(W) |
液 量
(L/min) |
FL0.5□ |
4×10-4 |
≥8 |
—— |
—— |
—— |
—— |
FL1□ |
1.7×10-3 |
≥15 |
—— |
—— |
—— |
—— |
FL2.5□ |
4.4×10-3 |
≥40 |
—— |
—— |
—— |
—— |
FL5□ |
10.8×10-3 |
≥70 |
—— |
—— |
—— |
—— |
FL10□ |
2×10-2 |
≥110 |
≥200 |
0.2 |
—— |
—— |
FL25□. □/□ |
7.8×10-2 |
≥150 |
≥340 |
0.4 |
—— |
—— |
FL50□. □/□ |
2.3×10-1 |
≥2620 |
≥400 |
0.7 |
1200 |
3.0 |
FL100□. □/□ |
8.2×10-1 |
≥420 |
≥800 |
1.2 |
2500 |
6.0 |
FL200□. □/□ |
2.53 |
≥720 |
≥1400 |
1.6 |
3800 |
9.0 |
FL400□. □/□ |
6.6 |
≥900 |
≥2100 |
2.0 |
5200 |
15 |
FL630□. □/□ |
15.4 |
≥1000 |
≥2300 |
2.4 |
—— |
—— |
FL1000□. □/□ |
31.9 |
≥1200 |
≥3900 |
3.2 |
—— |
—— |
FL2000□. □/□ |
94.6 |
≥2000 |
8300 |
5.0 |
—— |
—— |
磁粉離合器的工作原理压真、特點(diǎn)與應(yīng)用
磁粉離合器超脫了常規(guī)
離合器的摩擦實(shí)質(zhì)娩嚼,而實(shí)現(xiàn)了磁粒子設(shè)計(jì)蘑险。工作原理如圖下圖所示,它是在主動(dòng)件(轉(zhuǎn)子)6和件3岳悟、7佃迄、8組成的從動(dòng)件外殼之間的氣隙內(nèi),填有磁粒子5贵少,磁粒子是一些體積微泻乔巍(大約40μm)、導(dǎo)磁率高滔灶、矯頑力低普碎、耐磨損的磁粉。作為磁粉原材料的有FeCoNi粉拿翠、FeALCr粉陡顶、Crl3粉等。將原料粉加入潤(rùn)滑劑加以跑合制成馬鈴薯狀磁粒允合。線圈未通電時(shí)段鲜,磁粒子處于松散狀態(tài),靠離心力作用甩在外殼的內(nèi)壁泌盒,主動(dòng)件潦寂、從動(dòng)件處于脫離狀態(tài),如下圖(a)所示筛密。安裝在磁軛2中的勵(lì)磁線圈1通電后捡路,在磁場(chǎng)作用下磁粒子形成鏈狀,連接轉(zhuǎn)子與外殼,如下圖(b)所示糊批。
磁粉離合器依靠磁粒子的結(jié)合力和磁粒子與工作面間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩拧移。該裝置的特點(diǎn)主要有以下幾方面。
①轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電流在5%~95%范圍內(nèi)成線性關(guān)系叛赚,當(dāng)勵(lì)磁電流保持不變時(shí)澡绩,轉(zhuǎn)矩會(huì)穩(wěn)定的傳遞。
②轉(zhuǎn)矩僅取決于勵(lì)磁電流的大小俺附,而與主肥卡、從動(dòng)側(cè)的滑差無(wú)關(guān),其他轉(zhuǎn)矩與靜轉(zhuǎn)矩相同事镣。
③快速響應(yīng)步鉴,轉(zhuǎn)矩上升、下降時(shí)間都極短璃哟,因此可以用于頻繁啟停氛琢、換向場(chǎng)合。
④控制功率小随闪,功率放大倍數(shù)高阳似,可用很小勵(lì)磁電流控制很大的傳遞功率,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制铐伴。
⑤運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)撮奏,無(wú)振動(dòng),無(wú)沖擊当宴,低噪聲珠校,可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
⑥與摩擦片式電磁離合器相比栓授,無(wú)摩擦部件络蟋,壽命長(zhǎng),可靠性高死发,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單络跷,易于維護(hù)。
其缺點(diǎn)是在離合制動(dòng)期間粒子之間的摩擦要產(chǎn)生熱量李联,導(dǎo)致穩(wěn)定性下降页本,再現(xiàn)性差,以至于出現(xiàn)殘余拖拉睬够。磁粉作為一種磨料壮才,產(chǎn)生微細(xì)粉末通過(guò)轉(zhuǎn)子密封處泄漏到軸承或其他間隙部位,對(duì)工藝過(guò)程會(huì)造成污染枯瞒。
鑒于上述特點(diǎn)
磁粉離合器在多種領(lǐng)域得到應(yīng)用口箭。如機(jī)械的快速離合、制動(dòng);試驗(yàn)裝置的加載器念秧,如發(fā)電機(jī)淤井、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)摊趾、液壓元件轉(zhuǎn)矩測(cè)量時(shí)的加載币狠;尤其適用于恒張力控制系統(tǒng),如印刷機(jī)砾层、造紙機(jī)漩绵、拉絲機(jī)、染布機(jī)肛炮、繞線機(jī)止吐、金屬板材帶材加工設(shè)備。
(1)形式
磁粉離合器按從動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分為:柱形侨糟、杯形碍扔、筒形、盤(pán)形秕重。
按連接安裝形式分為:
①軸輸入不同,軸輸出,單面或雙面止口支承式脏貌、機(jī)座支承式泡煌、單面直角支承式扭皿;
②法蘭盤(pán)輸入站绑,空心軸輸出,空心軸(或單止口)支承式澄锉。
③法蘭盤(pán)輸入季佣,單側(cè)或雙側(cè)軸輸出,單止口支承式驮屑;
④齒輪(或帶輪溪茶、鏈輪)輸入,軸輸出论稠,單止口支承式徊极。
按冷卻方式分為:自然空氣冷卻、強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻经融、液冷卻狡秋、電風(fēng)扇冷卻。
(2)三種典型結(jié)構(gòu)
如下圖所示為復(fù)隙式線圈旋轉(zhuǎn)
磁粉離合器雏节。主動(dòng)殼體4和線圈6等與齒輪7固連安裝在滾動(dòng)軸承上胜嗓,組成
離合器的主動(dòng)部分,轉(zhuǎn)子2與從動(dòng)軸10連接。主動(dòng)殼體與從動(dòng)轉(zhuǎn)子裝在同一支承軸9上辞州。在轉(zhuǎn)子和主動(dòng)部分的工作間隙中充填以導(dǎo)磁率高怔锌、耐熱性好的磁粉5,為防止漏磁变过,殼體兩側(cè)的一個(gè)零件應(yīng)采用非導(dǎo)磁材料制成埃元。當(dāng)電流經(jīng)滑環(huán)8通入線圈,在主動(dòng)殼體媚狰、杯形從動(dòng)轉(zhuǎn)子和工作間隙間形成閉合磁通亚情,磁粉被磁化,形成磁粉鏈哈雏,于是通過(guò)磁粉顆粒間磁的連接力楞件,主動(dòng)殼體就帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈斷電后磁通消失裳瘪,磁粉處于松散自由狀態(tài)土浸。由于主動(dòng)件旋轉(zhuǎn),磁粉在離心力作用下甩到工作間隙外側(cè)熟央,主交豪、從動(dòng)件脫離。這種結(jié)構(gòu)緊湊體積小冗宠,質(zhì)量輕善占,一端固定,安裝調(diào)試也比較方便抄蔬,但因有滑環(huán)遮英,整個(gè)結(jié)構(gòu)又是懸臂布置,故不宜承受較大載荷音共,主要用于控制系統(tǒng)厅瘩。
如下圖所示為單隙式線圈旋轉(zhuǎn)
磁粉離合器。較大慣性的轉(zhuǎn)子2用鍵與從動(dòng)軸1連接宗恩,轉(zhuǎn)子外緣的環(huán)槽中安裝著線圈8并用隔磁環(huán)5封閉紊尺,殼體4和端蓋3、9連接組成的主動(dòng)件领姨,可在滾動(dòng)軸承上傳動(dòng)达吞。磁粉6充填在殼體和轉(zhuǎn)子的間隙中。為防止磁粉漏出荒典,在轉(zhuǎn)子兩端面固定著很薄的擋環(huán)7酪劫,并用橡膠油封防止磁粉進(jìn)入滾動(dòng)軸承。線圈旋轉(zhuǎn)式供電需導(dǎo)電滑環(huán)种蝶、電刷及觸頭契耿,安裝在固定支架上瞒大。這種結(jié)構(gòu)形式供電可靠性差,且觸頭與滑環(huán)之間的接觸電阻易隨著磨損及周?chē)h(huán)境變化而改變搪桂,而給整機(jī)性能帶來(lái)影響透敌。
如下圖所示為單隙式線圈靜止
磁粉離合器。線圈6安裝在定子7的槽內(nèi)踢械,定子兩側(cè)與支承蓋2連接酗电,組成一閉式的固定殼體。主動(dòng)轉(zhuǎn)子4處在定子與從動(dòng)轉(zhuǎn)子8之間内列,與定子內(nèi)表面之間具有適量的非工作間隙撵术,磁粉9充填在主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子間的間隙中话瞧,為防止磁短路邪盼,在主動(dòng)轉(zhuǎn)子上嵌有隔磁環(huán)5。此外鹅媒,在主動(dòng)轉(zhuǎn)子的端蓋上裝有風(fēng)扇葉片3梗擅,以適應(yīng)在有滑差下工作時(shí),可加速熱量的散發(fā)矛郁。這種無(wú)滑環(huán)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生火花和磨損意苞,供電可靠,空載轉(zhuǎn)矩小蒜座,但因有非工作間隙美域,故勵(lì)磁功率比線圈旋轉(zhuǎn)式大,因而其體積較大叽渡。
①導(dǎo)磁體茧纵。對(duì)構(gòu)成磁路的各個(gè)零件,一般都應(yīng)選用磁導(dǎo)率高绪痘,矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度大的軟磁材料制成鹉奸,常用軟磁材料有工業(yè)純鐵(含碳量0.02%~0.025%)笙寻、硅鋼钱雷、鐵鎳合金、鐵鋁合金吹零、鐵鈷合金及軟磁鐵氧體等罩抗。對(duì)中小尺寸的低速離合器可用10鋼,而對(duì)傳遞轉(zhuǎn)矩大的
離合器灿椅,則用15鋼或20鋼套蒂。這些材料均須適當(dāng)?shù)臒崽幚砑氨砻嫣幚硪缘玫搅己玫拇判阅堋?duì)于不太重要的離合器茫蛹,也可用鑄鐵做導(dǎo)磁體操刀。
②隔磁體烁挟。隔磁體的作用是阻止磁通泄漏,確保磁通構(gòu)成回路骨坑,增加磁場(chǎng)強(qiáng)度撼嗓。它必須具有很低的磁導(dǎo)率,可用銅欢唾、鋁且警、工程塑料等作為原料。
③磁粉缅含。磁粉是作為傳遞轉(zhuǎn)矩的介質(zhì)阿钞,是
磁粉離合器中最重要的材料,對(duì)其要求有脓擅;具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力篇张,力求傳遞轉(zhuǎn)矩能力而電流斷開(kāi)后的剩余轉(zhuǎn)矩小嚣僚;耐熱性好审鸿,在高溫(300~500℃)下無(wú)明顯氧化,不燒結(jié)成團(tuán)好侈,耐腐蝕超茎,能保持
離合器的性能穩(wěn)定;流動(dòng)性好瞻聪,保證
離合器在線圈斷電后通迅速脫開(kāi)标霎。
目前采用的磁粉主要有以下幾種。
①鐵鈷鎳基合金磁粉椎崎。耐磨性和抗氧化性較好铡说,可不經(jīng)熱處理,混入適量的潤(rùn)滑劑加以跑合即可使用缰犁。
②不銹鋼系磁粉淳地。它是一種耐腐蝕,抗氧化的高導(dǎo)磁磁粉帅容,并有較好的磁性能颇象、耐熱性和耐磨性。
③羰基鐵粉并徘。其磁性能較好遣钳,但不耐熱,高溫易氧化并燒結(jié)成團(tuán)麦乞,流動(dòng)性差蕴茴,使用壽命低,只能用于溫度不高的場(chǎng)合姐直。
④鐵鋁鉻系和鐵硅鉻系磁粉倦淀。其磁性能蒋畜、耐熱性和耐磨性也都比較好。
此外撞叽,鐵氧體磁粉的耐熱性最高百侧,但磁性能差,可用于某些特殊場(chǎng)合呛米。
在磁粉中加入各種不同成分的添加劑惕仪,可以改善磁粉在某方面的性能,如加入潤(rùn)滑劑洒已,可使磁粉微粒在退磁和弱磁化情況下界贮,仍具有良好的流動(dòng)性,從而保持其性能的穩(wěn)定性受贫。
磁粉顆粒的球形度和流動(dòng)性密切相關(guān)驾萄,球形度愈高,其流動(dòng)性愈好浴蝉,有利于快速離合亥戒,還可減少
離合器的滑差工況下工作面的磨損。德國(guó)科比(KEB)有限公司生產(chǎn)的三菱磁粉離合器及制動(dòng)器的磁粒子尺寸只有40μm冗腐,形狀與土豆相似率偏。國(guó)外產(chǎn)品70%呈土豆?fàn)睿?0%呈球形。
磁粉粒度的分布對(duì)離合器傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩有一定影響蚊患,這與磁粉在工作間隙中排列的密集度(充填率)有關(guān)浙于。顆粒小的球形細(xì)粉末,在工作間隙中的充填率高挟纱,而形狀不規(guī)則的粗磁粉粒的充填率低羞酗,只能用于工作間隙大,對(duì)磁性能要求不高的場(chǎng)合紊服。用作磁粉的微粒直徑最好在0.004~0.08mm檀轨,片狀微粒一般不宜作為磁粉使用。