磁力联轴器研究发展现状

书Ｎｏ．０１，２０１３现代商贸工业ＭｏｄｅｒｎＢｕｓｉｎｅｓｓＴｒａｄｅＩｎｄｕｓｔｒｙ２０１３年第０１期基金项目：２０１２年度义乌工商职业技术学院院级课题（编号：２０１２０３１）。作者简介：王晶晶（１９８２－），女，浙江义乌人，硕士，义乌工商职业技术学院讲师，研究方向：机械设计、ＣＡＤ／ＣＡＭ、创业教育。磁力联轴器研究发展现状王晶晶郑鹏飞（义乌工商职业技术学院，浙江义乌３２２０００）摘要：磁力联轴器是石油、化工、电镀等行业中常用的一种机械部件，目前研究较多的主要有三种：同步圆筒式磁力联轴器、异步平盘式磁力联轴器、异步圆筒式磁力联轴器，通过对这三种磁力联轴器的发展现状进行研究，分析了它们的异同点，有助于对磁力联轴器进行进一步的探索。关键词：磁力联轴器；同步；异步；圆筒式；平盘式中图分类号：ＴＢ文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３１９８（２０１３）０１－０１９７－０２１前言机械动力系统传输过程中联轴器是其中的一种常用部件。磁力联轴器是联轴器中较特殊的一种，它的研发最初是为了解决输送过程中的泄漏问题，最大特点是将轴与机体的动密封转换为隔离套与机体的静密封，从而解决了泄漏问题。其主要的结构特点是用隔离套将内转子与从动件完全封闭在机体内部，在没有机械接触的情况下，通过磁力耦合将主动件的运动形式、动力传递给从动件。磁力联轴器目前已在石油、化工、造纸、电镀等行业得到了广泛应用。２磁力联轴器的研究发展概况磁力联轴器最早主要是为了应用于磁力泵中，而世界上第一台磁力泵是由英国的ＨＭＤ公司于１９４６年研发出来的，之后在英国的ＩＣＩ公司得到了应用。几年后前西德也研制成功，之后在Ｂａｙｅｒ化学公司得到了使用。到目前为止，国外对磁力泵的研究已经比较成熟，由于应用领域的不断拓宽，其设计的发展方向也逐渐趋向于复杂化、微型化、标准化、系列化和大型化。为了提高磁力泵的性能，对磁力联轴器性能的研究是一个主要方面。根据工作原理不同，对目前国内外研究较多的磁力联轴器进行分类，可以分为两大类：同步磁力联轴器和异步磁力联轴器；根据结构不同磁力联轴器可以分为圆筒式磁力联轴器和平盘式磁力联轴器。２．１同步圆筒式磁力联轴器的研究发展概况同步圆筒式磁力联轴器，其结构如图１所示。内、外转子的圆周上布置有体积大小相同的小块永磁体，这些永磁体按南、北极交替均匀的周向排列。此种磁力联轴器运用了磁极之间同性相斥，异性相吸的工作原理。其工作过程为：电机驱动外转子旋转，外转子上的永磁体相对于内转子永磁体有一个转角，两组永磁体产生推拉磁力作用，在此磁力的作用下使内转子转动。此种磁力联轴器能够获得较高的输出扭矩，并且运行稳定，效率高，无需使用轴封，因此不存在泄漏问题，可以很好的应用到一些危险领域中。同步圆筒式磁力联轴器的研究已较成熟，并且已经产品化，得到了广泛应用，国内也已有很多生产同步磁力联轴器的企业。２．２异步平盘式磁力联轴器的研究发展概况异步平盘式磁力联轴器是一种涡流转动式磁力联轴器，其结构特点为安装磁体的元件为平盘结构，主、从动盘图１同步圆筒式磁力联轴器１．输入轴２．机体３．内磁体４．内转子５．输出轴６．隔离套７．外转子８．外磁体９．密封圈横向排列。此种磁力联轴器是由美国俄勒冈国家大学等于１９９５年开始开发和研究的，主要用于连接电机和负载，其传动效率较高。目前对此种联轴器的研究主要有采用层分析理论对此种磁力联轴器的磁场、扭矩和传递性能进行研究，并对此种磁力联轴器进行分析优化设计。近年，对此种联轴器的可调速型研究较多，发展也较迅速，已在生产领域得到了广泛应用。目前，吉林大学等已对此种磁力联轴器做了相关的研究，其中主要的研究类型有固定气隙式、延迟型、扭矩限制型等。２．３异步圆筒式磁力联轴器的研究发展概况永磁体是磁力联轴器的重要构成部分，永磁体材料一般采用铁钕錋材料，此种永磁材料具有热稳定性差、高温会产生退磁现象。当磁力联轴器应用于需要输送高温介质的场合时，介质的高温以及涡流产生的热量达到永磁体的高温退磁温度时，就会影响磁力联轴器的输送扭矩及效率，并且减短磁力联轴器的使用寿命。这一局限性限制了同步磁力联轴器应用范围。江苏大学许士芬研究所为了解决同步磁力联轴器高温退磁的现象，拓宽磁力联轴器的应用范围，从结构、原理上进行改革，根据电磁感应原理，研制出了多种耐高温的磁力联轴器，其最大的结构特点是只在外转子上布置永磁体。以下介绍三种耐高温的异步圆筒式磁力联轴器。鼠笼式异步磁力联轴器，其结构如图２所示。外转子上布置有永磁体，内转子的结构设计则是借鉴了异步电机—７９１—书Ｎｏ．０１，