永磁联轴器
通过永磁体的磁力将原动机与工作机联接起来的联轴器
永磁联轴器是通过永磁体的磁力将原动机与工作机联接起来的一种新型联轴器。
中文名永磁联轴器
零件组成主要由外转子、内转子和隔离套组成
永磁联轴器它无需直接的机械联接,而是利用稀土永磁体之间的相互作用,利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性,进行机械能量的传送。磁力联轴器的出现,彻底解决了某些机械装置中动密封存在的泄漏问题。这种产品广泛应用于化工、电镀、造纸、制药、食品、真空等行业的密封传动机械上。
磁性联轴器主要由外转子、内转子和隔离套组成。
永磁联轴器有的称磁力联轴器、磁力偶合器、同步偶合器、同步随动器等,是通过材料为永磁体的磁力将主动端半联轴器和从动端半联轴器联接起来。永磁联轴器与一般通常的机械式联轴器的区别是两半联轴器之间没有直接联接,也没有其他液态、粉末介质,而是由两组用永磁材料作成的磁体,中间用隔板分开,两组磁体靠磁力线联接,以实现传递转矩。
(1)永磁联轴器结构型式
(l)KTR联轴器,ROTEX联轴器圆筒型永磁联轴器磁板分布在半联轴器1的外环内表面和半联轴器2内环外表面,隔板成筒形,传动半径大于圆盘型永磁联轴器,可传递较大转矩,轴向力很小,是普遍采用的结构型式,缺点是磁块制造较复杂,其结构型式见图4一125。
(2)圆盘型永磁联轴器磁块布置在两个完全相同的平面圆盘上,制造工艺简单,由于两半联轴器之间的吸力,导致轴向力作用在轴承上,尤其是在启动、制动时,轴向力往往很大,此种结构较少采用,圆盘型永磁联轴器结构型式见图4一126。
(2)永磁联轴器的特点
(l)由于永磁联轴器(圆筒型)其中一个半联轴器位于另一半联轴器的内部,轴联接时,未伸出半联轴器,因此无需轴的密封,变动密封为静密封,可实现无泄漏或绝对密封;
(2)具有一定缓冲、减振性能;
(3)具有良好的轴向(△x)、径向(△y)、角向(△a)补偿性能;
(4)可限定转矩传动,实现过载保护,起到安全联轴器的作用;
(5)结构简单,不用润滑,装拆方便,维护简便;
(6)可应用于有水和其他液态介质,需动密封的传动装置。
(3)永磁联轴器的应用永磁联轴器在国内尚属一种新型联轴器,还未被人们所广泛认识,目前仅应用在离心泵上,被称之为磁力驱动离心泵,简称磁力泵,其实并非是磁力“驱动”,而是磁力联接,实为永磁联轴器在泵上的应用,利用其良好的密封性能,解决了机械密封难以解决的跑、冒、滴、漏的缺点,效果显著。
永磁联轴器的上述特点,使它具有广泛的推广价值。永磁联轴器还可应用于螺杆泵、齿轮泵等各种类型泵和搅拌机,均可采用永磁联轴器,实现无密封泵,以防止腐蚀性液态介质通过轴密封造成的损害。永磁联轴器亦可应用于电力潜水设备,如潜水泵,以及各种真空技术和深海石油钻机等设备中。
随着永磁联轴器的系列化、标准化,将作为一种新型通用基础部件之一,提供给各有关行业选用和配套。
永磁联轴器的种类有哪些?怎么选?
作者 至简磁传动阅读 533赞 2
联轴器是动设备系统不可缺少的联结零件,转动设备系统应用了大量的刚性联轴器,刚性联轴器安装对中费时费力,对中不好振动不可避免,从而影响整个动设备系统的寿命和可靠性,工程师为了解决对中和振动这个难题,发明了各种各样的联轴器。近几年出现了无机械连接的永磁联轴器,由于其具有很好的隔振和安装简单特性,受到了越来越广泛的欢迎。
永磁联轴器是近几年随着稀土永磁材料发展而兴起的、使主动端和被动端完全无机械联、通过磁场实现扭矩传递、可替代传统联轴器的一种新型联轴器。其特点:结构简单、安装简单、具有软启动和过载保护功能;特别是在系统故障后快速恢复方面优势明显。
目前市面上永磁联轴器主要的结构型式永为:套筒异步式、套筒同步式、圆盘异步式三种,如图1~3所示。
图1 套筒异步式 图2 套筒同步式 图3 圆盘异步式
1、套筒异步式永磁联轴器 结构为内外套筒,外转子为导体转子、通常与主动端联结;内转子为永磁转子,通常与被动端联结。原理是:内外转子相对运动时,在导体转子上产生感应磁场,感应磁场与永磁场啮合,从而实现能量无接触传递。
2、套筒同步式永磁联轴器 结构为内外套筒,外、内转子均为永磁转子,原理是:外永磁场与内永磁场直接啮合,实现能量无接触传递。
3、圆盘异步式永磁联轴器 结构为圆盘结构,左右两导体盘联为一个导体转子;中间为永磁盘,通常与被动端联结。原理是:中间与两边转子相对运动时,在导体转子上产生感应磁场,感应磁场与永磁场啮合,从而实现能量无接触传递。
上述三种结构形式都通过磁场啮合,实现能量无接触传递,因此减振和隔振效果都非常好,相对于传统的联轴器,这三种联轴器优势明显,替代传统联轴器,振动值通常可以减少一半。如何选择呢?以下从六个方便进行比较说明(仅供参考):
a、结构复杂程度:从上述剖面图可以看出,套筒异步式结构最简单,套筒同步式最复杂,其外磁转子永磁体的固定相对复杂。
b、对中复杂程度:套筒同步式,由于内外磁中心固定不变,轴向移动很困难,轴向对中好不易,其径向对中几乎没有要求;圆盘异步式永磁联轴器由于两边吸力很大,要将两边的气隙对均匀难度很大,其径向对中几乎没有要求。套筒异步式最简单,对中时内外相对运动沿着磁场切线方向,同时大部分吸引力沿圆周方向相互抵消,由于外导体转子在静止时没有磁场,因此无论轴向还是径向对中几乎都没有要求,最简单。
c、附加轴向力大小:附加轴向力小,原对系统的轴承没有影响,特别是电机的轴承,一旦轴向力大,惦记的轴承寿命将大大缩短,因此无论哪种联轴器,附加轴向力的大小都需要做严格的控制。从上述b描述 进一步分析可知,套筒同步式、圆盘异步式永磁联轴器的轴向对中难,对不好都会产生很大的轴向力,因此这两种永磁联轴器在安装时一定要控制好这个指标,否则会影响电机轴承的寿命,整个系统寿命降低;而套筒异步式,由于其感应磁场属于被动式,有相对运动时才产生,因此轴向即使误差大,轴向力也可以忽略不计。
d、软启动:套筒同步式没有软启动功能,即使有大角度(90度),其软启动效果也几乎为0。而异步式又软启动功能,启动过程为:原动机全速启动,被动机与主动机有转差,从大转差到小转差的过程就是一个软启动过程。
e、传动效率:套筒同步式由于没有转差,因此其效率与刚性联轴器相当,效率比异步式稍高1%左右。针对于负载特性为变转矩载荷(低转速低扭矩)而言,异步式永磁联轴器由于降低了负载的转速,反而更节能。
f、过载保护:我们知道现在应用最广、最可靠的保护是电机过载保护,但是该保护有弱点:保护滞后。而机械过载(堵转等)造成伤害的时间可能是毫秒级,比如堵转后可瞬时导致减速机打齿、甚至断轴,因此仅仅靠电机的过载保护是来不及的。异步式永磁联轴器具有最大扭矩,可以避免打齿甚至断轴的现象出现,这个最大扭矩又是过载工况,给电机的过载保护提供充分长的时间(各个厂家参数不一样),从而实现系统安全保护。但是在过载状态时,导体盘上的发热增大,如果在设计允许的时间内电机的过载保护还不动作(保护失灵),将导致永磁联轴器故障。如果套筒同步式永磁联轴器过载,将导致内外永磁打滑,表面上看好像让主动和被动侧隔开了,保护了系统,但是实际上这个过程非常危险,因为有非常大的交变力作用在负载轴上,这个交变力无论是对减速机还是传动轴都是有伤害的,直白一点的说:在过载状态,不但保护不了减速机,而且会导致减速机直接打齿。另外还有一种限矩型永磁联轴器,当过载(超过限矩型永磁联轴器的设定扭矩)时,限矩型永磁联轴器自动拉开永磁盘与导体盘之间的距离,将电机和负载完全脱开,当负载故障解除(扭矩低于其设定扭矩时)自动投入,想象一下非常完美;但是大家思考一下,该限矩型永磁联轴器怎么知道故障解除可以正常投入了呢?我们知道永磁盘与导体盘一直有吸引力,一直尝试投入,但是需要带动的扭矩大,带不动,则将其继续推开,直到可以带动了,推不开了自动投入,这个过程,针对减速机而言是一个波动载荷(这种载荷方向不变,只是大小变),而这个波动力对减速机而言也是有害的,但不是致命的;但是致命的是该过载保护可能会导致电机的过载保护失灵、不能动作了,如果时间一长肯定伤减速机。
道家老子说:大道至简。 越简单的越好用。
2
作者 至简磁传动|发布:2021-09-01 03:24:14 更新:2021-02-17 16:17:11