(1)適用范圍
磁粉
離合器適用于機(jī)械傳動系統(tǒng)主凶赁、從動端離合和控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩咧栗、調(diào)節(jié)速度、張力控制虱肄、空載啟動致板、過載保護(hù)、伺服驅(qū)動咏窿、測試加載斟或、換向等自冷式、風(fēng)冷式虫喝、液冷式肮插、電風(fēng)扇冷卻式
離合器晚惊。
(2)型式
1)按從動轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式
①柱形轉(zhuǎn)子離合器,代號省略宛蒲。
②杯形轉(zhuǎn)子離合器莉孽,代號B。
③筒形轉(zhuǎn)子離合器朋凰,代號T。
④盤形轉(zhuǎn)子離合器燥筷,代號P。
2)按聯(lián)接安裝型式
①軸輸入肆氓、軸輸出底瓣,單面或雙面止口支撐式,代號省略捐凭。
②軸輸入、軸輸出茁肠,機(jī)座支撐式患民,代號J。
③軸輸入垦梆、軸輸出匹颤,單面直角板支撐式,代號M托猩。
④法蘭盤輸入卡催,空心軸輸出,空心軸(或單止口)支撐式溶迹,代號K绘菲。
⑤法蘭盤輸入,單側(cè)或雙側(cè)軸輸出剩织,單面止口支撐式辱涨,代號D。
⑥齒輸(或帶輪激靡、鏈輪)輸入,軸輸出败民,單面止口支撐式娩纱,代號C。
3)按冷卻方式
①自然空氣冷卻(簡稱自冷式)坡驹,代號省略磨豁,
②強(qiáng)制通風(fēng)冷卻(簡稱風(fēng)冷式),代號F四爹,
③液(水或油)冷卻(簡稱液冷式)顾翼,代號Y投放。
④電風(fēng)扇冷卻(簡稱扇冷式),代號S适贸。
4)按應(yīng)用類別
①聯(lián)接(一般離合)代號省略灸芳。
②調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速(控制系統(tǒng)用)拜姿,代號A烙样。
③快速離合,代號G蕊肥。
(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*谒获。
2)離合器基本性能參數(shù)如表所列。
離合器基本性能參數(shù)
型 號 |
額定轉(zhuǎn)矩
Tn (N·m) |
最大電壓
Um(V) |
最大電流
Im(A) |
時間常數(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 |
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壁却、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)批狱,而實(shí)現(xiàn)了磁粒子設(shè)計(jì)。工作原理如圖下圖所示展东,它是在主動件(轉(zhuǎn)子)6和件3赔硫、7、8組成的從動件外殼之間的氣隙內(nèi)琅锻,填有磁粒子5竿饭,磁粒子是一些體積微小(大約40μm)肴泥、導(dǎo)磁率高不凳、矯頑力低、耐磨損的磁粉耻宋。作為磁粉原材料的有FeCoNi粉腿弛、FeALCr粉、Crl3粉等雁巾。將原料粉加入潤滑劑加以跑合制成馬鈴薯狀磁粒躬摆。線圈未通電時,磁粒子處于松散狀態(tài)岔霞,靠離心力作用甩在外殼的內(nèi)壁阻洋,主動件、從動件處于脫離狀態(tài)阵厨,如下圖(a)所示败芙。安裝在磁軛2中的勵磁線圈1通電后,在磁場作用下磁粒子形成鏈狀惫谤,連接轉(zhuǎn)子與外殼壁顶,如下圖(b)所示。
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傳遞轉(zhuǎn)矩。該裝置的特點(diǎn)主要有以下幾方面若专。
①轉(zhuǎn)矩與勵磁電流在5%~95%范圍內(nèi)成線性關(guān)系许蓖,當(dāng)勵磁電流保持不變時,轉(zhuǎn)矩會穩(wěn)定的傳遞调衰。
②轉(zhuǎn)矩僅取決于勵磁電流的大小膊爪,而與主、從動側(cè)的滑差無關(guān)窖式,其他轉(zhuǎn)矩與靜轉(zhuǎn)矩相同蚁飒。
③快速響應(yīng),轉(zhuǎn)矩上升萝喘、下降時間都極短淮逻,因此可以用于頻繁啟停、換向場合阁簸。
④控制功率小爬早,功率放大倍數(shù)高,可用很小勵磁電流控制很大的傳遞功率伏嬉,易于實(shí)現(xiàn)自動控制碟姓。
⑤運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無振動怕翘,無沖擊易传,低噪聲,可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)辞镇。
⑥與摩擦片式電磁離合器相比臭赃,無摩擦部件,壽命長忙甩,可靠性高尽舱,結(jié)構(gòu)簡單,易于維護(hù)揉罗。
其缺點(diǎn)是在離合制動期間粒子之間的摩擦要產(chǎn)生熱量元炭,導(dǎo)致穩(wěn)定性下降,再現(xiàn)性差掷情,以至于出現(xiàn)殘余拖拉软吐。磁粉作為一種磨料,產(chǎn)生微細(xì)粉末通過轉(zhuǎn)子密封處泄漏到軸承或其他間隙部位吟税,對工藝過程會造成污染关噪。
鑒于上述特點(diǎn)
磁粉離合器在多種領(lǐng)域得到應(yīng)用。如機(jī)械的快速離合乌妙、制動;試驗(yàn)裝置的加載器,如發(fā)電機(jī)藤韵、電動機(jī)虐沥、減速機(jī)、液壓元件轉(zhuǎn)矩測量時的加載泽艘;尤其適用于恒張力控制系統(tǒng)欲险,如印刷機(jī)、造紙機(jī)匹涮、拉絲機(jī)天试、染布機(jī)、繞線機(jī)然低、金屬板材帶材加工設(shè)備喜每。
(1)形式
磁粉離合器按從動轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分為:柱形、杯形拘挖、筒形找鹅、盤形。
按連接安裝形式分為:
①軸輸入挑画,軸輸出轩从,單面或雙面止口支承式、機(jī)座支承式猎肄、單面直角支承式融沟;
②法蘭盤輸入,空心軸輸出欠住,空心軸(或單止口)支承式浮烫。
③法蘭盤輸入,單側(cè)或雙側(cè)軸輸出屹请,單止口支承式枚鸭;
④齒輪(或帶輪、鏈輪)輸入癣臭,軸輸出饵较,單止口支承式。
按冷卻方式分為:自然空氣冷卻遭赂、強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻循诉、液冷卻、電風(fēng)扇冷卻撇他。
(2)三種典型結(jié)構(gòu)
如下圖所示為復(fù)隙式線圈旋轉(zhuǎn)
磁粉離合器茄猫。主動殼體4和線圈6等與齒輪7固連安裝在滾動軸承上,組成
離合器的主動部分困肩,轉(zhuǎn)子2與從動軸10連接划纽。主動殼體與從動轉(zhuǎn)子裝在同一支承軸9上脆侮。在轉(zhuǎn)子和主動部分的工作間隙中充填以導(dǎo)磁率高、耐熱性好的磁粉5勇劣,為防止漏磁靖避,殼體兩側(cè)的一個零件應(yīng)采用非導(dǎo)磁材料制成。當(dāng)電流經(jīng)滑環(huán)8通入線圈比默,在主動殼體幻捏、杯形從動轉(zhuǎn)子和工作間隙間形成閉合磁通,磁粉被磁化帅唬,形成磁粉鏈故弟,于是通過磁粉顆粒間磁的連接力,主動殼體就帶動轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動噪怜。線圈斷電后磁通消失又蝌,磁粉處于松散自由狀態(tài)。由于主動件旋轉(zhuǎn)提蕴,磁粉在離心力作用下甩到工作間隙外側(cè)誊批,主、從動件脫離灼镣。這種結(jié)構(gòu)緊湊體積小卦唇,質(zhì)量輕,一端固定丐浑,安裝調(diào)試也比較方便欢公,但因有滑環(huán),整個結(jié)構(gòu)又是懸臂布置卓据,故不宜承受較大載荷共胎,主要用于控制系統(tǒng)。
如下圖所示為單隙式線圈旋轉(zhuǎn)
磁粉離合器捅位。較大慣性的轉(zhuǎn)子2用鍵與從動軸1連接轧葛,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,殼體4和端蓋3艇搀、9連接組成的主動件尿扯,可在滾動軸承上傳動。磁粉6充填在殼體和轉(zhuǎn)子的間隙中焰雕。為防止磁粉漏出衷笋,在轉(zhuǎn)子兩端面固定著很薄的擋環(huán)7,并用橡膠油封防止磁粉進(jìn)入滾動軸承矩屁。線圈旋轉(zhuǎn)式供電需導(dǎo)電滑環(huán)辟宗、電刷及觸頭,安裝在固定支架上吝秕。這種結(jié)構(gòu)形式供電可靠性差泊脐,且觸頭與滑環(huán)之間的接觸電阻易隨著磨損及周圍環(huán)境變化而改變空幻,而給整機(jī)性能帶來影響。
如下圖所示為單隙式線圈靜止
磁粉離合器晨抡。線圈6安裝在定子7的槽內(nèi)氛悬,定子兩側(cè)與支承蓋2連接,組成一閉式的固定殼體慷抛。主動轉(zhuǎn)子4處在定子與從動轉(zhuǎn)子8之間,與定子內(nèi)表面之間具有適量的非工作間隙蚊霞,磁粉9充填在主睹协、從動轉(zhuǎn)子間的間隙中,為防止磁短路姆盲,在主動轉(zhuǎn)子上嵌有隔磁環(huán)5叁利。此外,在主動轉(zhuǎn)子的端蓋上裝有風(fēng)扇葉片3盒咪,以適應(yīng)在有滑差下工作時完各,可加速熱量的散發(fā)。這種無滑環(huán)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生火花和磨損瘟麻,供電可靠右婚,空載轉(zhuǎn)矩小,但因有非工作間隙钮咱,故勵磁功率比線圈旋轉(zhuǎn)式大耍才,因而其體積較大。
①導(dǎo)磁體航夺。對構(gòu)成磁路的各個零件蕉朵,一般都應(yīng)選用磁導(dǎo)率高,矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度大的軟磁材料制成阳掐,常用軟磁材料有工業(yè)純鐵(含碳量0.02%~0.025%)始衅、硅鋼、鐵鎳合金缭保、鐵鋁合金汛闸、鐵鈷合金及軟磁鐵氧體等。對中小尺寸的低速離合器可用10鋼涮俄,而對傳遞轉(zhuǎn)矩大的
離合器蛉拙,則用15鋼或20鋼。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艹骨住τ诓惶匾碾x合器孕锄,也可用鑄鐵做導(dǎo)磁體。
②隔磁體苞尝。隔磁體的作用是阻止磁通泄漏畸肆,確保磁通構(gòu)成回路宦芦,增加磁場強(qiáng)度。它必須具有很低的磁導(dǎo)率闺酬,可用銅哟口、鋁、工程塑料等作為原料瑟捡。
③磁粉棠雌。磁粉是作為傳遞轉(zhuǎn)矩的介質(zhì),是
磁粉離合器中最重要的材料占航,對其要求有旬城;具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力,力求傳遞轉(zhuǎn)矩能力而電流斷開后的剩余轉(zhuǎn)矩懈萁椤卒赖;耐熱性好,在高溫(300~500℃)下無明顯氧化村肯,不燒結(jié)成團(tuán)睡清,耐腐蝕,能保持
離合器的性能穩(wěn)定喊解;流動性好刨仑,保證
離合器在線圈斷電后通迅速脫開。
目前采用的磁粉主要有以下幾種绞呈。
①鐵鈷鎳基合金磁粉贸人。耐磨性和抗氧化性較好,可不經(jīng)熱處理佃声,混入適量的潤滑劑加以跑合即可使用艺智。
②不銹鋼系磁粉。它是一種耐腐蝕圾亏,抗氧化的高導(dǎo)磁磁粉十拣,并有較好的磁性能、耐熱性和耐磨性志鹃。
③羰基鐵粉夭问。其磁性能較好,但不耐熱曹铃,高溫易氧化并燒結(jié)成團(tuán)缰趋,流動性差,使用壽命低陕见,只能用于溫度不高的場合桶辉。
④鐵鋁鉻系和鐵硅鉻系磁粉。其磁性能指晾、耐熱性和耐磨性也都比較好杠尘。
此外哀揽,鐵氧體磁粉的耐熱性最高,但磁性能差酗裕,可用于某些特殊場合睬肮。
在磁粉中加入各種不同成分的添加劑,可以改善磁粉在某方面的性能弥禀,如加入潤滑劑匣诉,可使磁粉微粒在退磁和弱磁化情況下,仍具有良好的流動性骏芍,從而保持其性能的穩(wěn)定性辜色。
磁粉顆粒的球形度和流動性密切相關(guān),球形度愈高蚣殴,其流動性愈好,有利于快速離合政模,還可減少
離合器的滑差工況下工作面的磨損岗宣。德國科比(KEB)有限公司生產(chǎn)的三菱磁粉離合器及制動器的磁粒子尺寸只有40μm,形狀與土豆相似淋样。國外產(chǎn)品70%呈土豆?fàn)睿?0%呈球形耗式。
磁粉粒度的分布對離合器傳動轉(zhuǎn)矩有一定影響,這與磁粉在工作間隙中排列的密集度(充填率)有關(guān)趁猴。顆粒小的球形細(xì)粉末刊咳,在工作間隙中的充填率高,而形狀不規(guī)則的粗磁粉粒的充填率低儡司,只能用于工作間隙大娱挨,對磁性能要求不高的場合。用作磁粉的微粒直徑最好在0.004~0.08mm捕犬,片狀微粒一般不宜作為磁粉使用跷坝。