永磁涡流联轴器原理及应用
永磁联轴器在油田污水外调泵中的应用
技术·应用/Technology &Application目前胜利油田孤东采油厂共有污水处理站5座和1个污水沉降处理氧化塘，设计污水处理能力148700m 3/d，实际处理污水142300m 3/d，污水外输管线1.15km，污水外调线33km，各类污水外调泵10台。
胜利油田孤东采油厂提出向质量要效益，围绕“实现更有质量、更有效益、更可持续发展”的工作目标[1]，实施低效污水外调泵（离心泵）节能技术改造项目，从而达到节能降耗的目[2-3]。
1永磁联轴器的工作原理永磁联轴器是为满足高精度密封技术的需要，于70年代后期发展起来的一种新型联轴器。
它所联接的主动、从动两轴截然分开，通过永磁体的磁力实现两传动轴之间的无接触联接，这对于机械式联轴器是无法实现的。
同时永磁联轴器属于挠性联轴器，具有良好的径向轴向角向位移的补偿能力[4]。
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，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[5]。
磁力联轴器的出现，彻底解决了某些机械装置中传动密封存在的泄漏问题。
这种产品广泛应用于石油化工、电镀、造纸、制药、食品、真空等行业的密封传动机械上。
第三代稀土永磁钕铁硼是当代磁体中性能最强的永磁体，它不仅具有高剩磁，高矫顽力、高磁能积、高性能价格比等特性，而且容易加工成各种尺寸，现已广泛应用于航空、航天、电子、电声、机电、仪器、仪表、天线等，医疗技术及其它需用永磁场的装置的设备中，特别适用于研制高性能、小型化、轻型化的各种换代产品。
工作温度80～240℃。
钕铁硼是金属钕、铁、硼和其他微量金属元素构成的合金磁体，是目前磁性最强的稀土永磁，有着高的磁能积和良好的矫顽力。
制造工艺成熟，有严格的质量保证、完善的技术服务以及十分优良的性能价格比。
2永磁联轴器的特点1）具有良好的密封性能。
永磁涡流传动器的应用示范及产业化20150706
2006年11月
2006年12月 2007年03月 2007年12月 2008年04月 2008年08月
被授予“2006年度上海最具潜力科技型企业五星企业”荣誉称号
总经理被评为“长三角创新精英人物30强” “空气预热器漏风控制系统”被认定为“上海市重点产品” 总经理被评为“黄浦区专业技术拔尖人才”，享受政府专家津贴 与霍顿华达成合作关系，为其配套预热器产品 被认定为“全国节能减排与环境保护杰出贡献单位”
结构简单，安装简单，免维护 容忍较大对中不准度 隔离 / 降低电机与负载间的振动 延长设备使用寿命（轴承 / 油封） 高效传动，缓冲冲击型负载 节能型优点之外，还具备： 气隙/转速可调，高效节能 成本最低的调速装置 节能型优点之外，还具备： 更好的缓冲启动与停车 具有较好的堵转保护 节能型优点之外，还具备： 更好的缓冲启动与停车 转矩限制，自动堵转保护 节能型优点之外，还具备： 具内部支撑设计， 适用于皮带轮装置 保护皮带装置
扭矩限制型 永磁联轴器
增效型永磁 联轴器
调速型永磁 联轴器
节能型优点之外，还具备： 高效节能 (可无级 0~98% 调整转速) 降低拥有者总成本 (最高投资效益 ) 不怕堵转,不怕脉冲型负载 更好的缓冲启动与停车
离心泵,风机，中高压电机系统，节能需求，环境对谐波或 电磁波要求高，可靠度要求高，调速、控制需求，周期性 的负载堵转，脉冲型负载，热胀冷缩,对中不易
永磁联轴器功能与特色
永磁联轴器功能与特色发布者：admin 发布时间：2011-5-16 16:24:52 阅读：447次【字体：大中小】永磁联轴器和永磁调速器是美国的专利技术，是一种没有机械连接的扭矩传递设备，最早应用于海军舰艇，是一项革命性的新技术。
一、原理永磁联轴器：是通过铜/铝导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输的装置，可实现电动机和负载间无机械链接的传动方式。
其主要结构为：磁转子组件，由若干稀土永磁体组成，连接于负载侧。
铜/铝导体转子组件，连接于电机侧。
永磁调速驱动器：则是具备调整气隙的机构及其执行器, 可在线随时调整气隙达到调整负载设备的输出转速, 达到调速节能的目的。
二、应用领域永磁联轴器与永磁调速驱动器可广泛应用于发电、冶金、石化、水处理、采矿与水泥、纸浆及造纸、暖通空调、海运、灌溉等行业节能。
在上述行业，应用类型为泵、风机、离心负载、散货处理、输送带、及其它机械装置，应用前景非常广阔。
三、典型技术特点1. 通过对负载的转速调整，实现高效节能；实际应用数据表明，在转速不变的情况下，即可降低电机电流5-10%；2. 可通过控制器进行控制，可接受压力、流量、液位等控制信号；3. 实现软启动，解决堵转等问题；4. 消除系统振动，延长系统设备寿命，提高可靠性；5. 适应于各种严酷工作环境：电网电压波动较大、谐波含量较高、易燃、易爆、潮湿、粉尘含量高等场所；6. 不产生谐波, 不受电网电压波动影响。
四、功能特点＊可靠/低维护无需外接电源即可工作；可在高温/低温、潮湿；肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等各种恶劣环境下工作。
＊减轻振动 ~ 实现电动机和负载间无机械链接的传动方式，大幅减轻系统振动；＊完全软启动，堵转自动保护；＊安装方便 ~ 安装时无需激光校准；无需增加空调、防尘等其它设施。
转差率节能率时间 (秒)永磁联轴器启动特性与节能永磁联轴器应用场合：理想应用场合：- 输送带 (减少皮带冲击)- 周期性负载堵转- 脉冲型的负载 (引擎,往复式空压机) - 热胀冷缩 (吸收对中不准度)- 因对中不易引发异常振动1. FGC产品线∙功率上限到3,700KW∙可应用于变扭矩与定扭矩的场合∙可以传动较高的启动扭矩2. MGD产品线MGD延时型永磁联轴器，除有上述的特点外，还有：∙启动时，将气隙从3mm增加到4.8mm；∙气隙增大减小了50%的启动扭矩，因而具备平滑启动能力；∙MGD在联轴器内部建立了部分断开的特性，在负载堵转时，能保护电机和系统；∙在高扭矩发生时，因产生过度滑移而产生排斥力使磁盘与铜盘分开，减少扭矩的传输；∙该排斥力分开电机与负载，当电机停机后自动复位；∙功率上限到 1,500KW。
联轴器原理及应用方法
联轴器原理及应用方法联轴器是一种用于连接两个轴线的机械装置，它可以将两个轴传递动力和转矩，同时允许一定程度的相对位移和轴线角度偏差。
联轴器由轴承、套筒、齿轮和弹簧等部件组成，通过这些部件的配合工作，实现轴线的连接和传递动力。
联轴器的原理是基于轴的承载和传递力的。
当两个轴线顺直连接时，联轴器轴承会承受两个轴线的力，并通过套筒传递给另一侧的轴承。
同时，齿轮在联轴器内部工作，通过齿轮之间的啮合传递动力和转矩。
当两个轴线存在一定的相对位移或角度偏差时，联轴器的弹簧会起到一定的作用，允许轴线产生一定的位移和转动。
联轴器的应用方法主要包括以下几个方面：1. 传动：联轴器主要用于轴线之间的传动，可以将动力和转矩从一个轴线传递到另一个轴线。
在机械设备中，常见的应用场景包括传动轴、步进电机、减速器等。
2. 隔振和缓冲：联轴器还可以起到隔振和缓冲的作用，减少轴承和齿轮在工作过程中的冲击和震动。
通过联轴器的弹簧和套筒的配合，可以有效减少轴线之间的冲击和位移。
3. 对中和调整：联轴器还可以对中和调整轴线之间的相对位移和角度偏差。
通过联轴器的弹性特性和转动特性，可以适应不同轴线之间的位移和偏差，使得设备能够正常工作。
4. 保护设备：联轴器还可以起到保护设备和降低故障率的作用。
当设备遇到异常情况或负载突变时，联轴器可以自动断开连接，保护设备免受严重损坏。
除了这些基本的应用方法，联轴器还可以根据具体的工作需求进行优化和改进。
例如，在高速轴传动中，可以采用弹性材料和高精度的制造工艺，提高联轴器的传动效率和可靠性。
在重载工况下，可以采用更大的齿轮和更坚固的结构，增加联轴器的承载能力。
根据不同的工作环境和工作条件，选择合适的联轴器类型和安装方法，可以有效提高设备的工作效率和使用寿命。
综上所述，联轴器是一种重要的机械装置，具有连接轴线、传递动力和转矩、隔振和缓冲、对中和调整、保护设备等多种应用方法。
合理选择和使用联轴器，可以提高机械设备的工作效率和可靠性，同时降低故障率和维护成本。
永磁涡流联轴器的改造应用
永磁涡流联轴器的改造应用摘要：简要介绍了永磁涡流联轴器的结构、原理及其应用，并对公司的永磁涡流联轴器现场应用的案例进行了分析。
关键词：永磁；联轴器；应用1.前言永磁涡流联轴器属非接触联轴器，一般由左右2个磁体组成，中间由隔离罩将2个磁体分开，内磁体与被动端相连，外磁体与主动端相连。
永磁涡流联轴器除了具有弹性联轴器缓冲吸振的功能外，其最大的特点在于他在没有机械接触的情况下，通过磁力耦合将主动端的运动和动力传递给被动端。
因此他广泛应用于冶金、化工机械和设备中。
2.永磁涡流联轴器工作原理“永磁半联轴节”上装有多极磁环（N、S 间隔排列），“铜体半联轴节”相对磁环的面上装有铜或铝板。
当“永磁半联轴节”为主动端相对金属板做旋转运动时，多极磁环的各磁极连续扫过金属板表面，从金属板表面看多极磁环就是一个变化的磁场，因此该面上就会产生涡电流。
根据法拉第电磁感应原理，该涡电流将产生一个与多极磁环相反方向的感应磁场，两个磁场相互作用即使被动端的“铜体半联轴节”受到一个磁转矩的作用而随之异步转动。
3.永磁涡流联轴器性能特点3.1.它是靠非接触的磁力传递转矩。
主、被动端不存在机械联结，因此对安装时的对中精度没有严格的要求；本设计的对中偏差在3mm 以内均可正常工作。
3.2.主、被动端之间不存在机械振动的传递。
据不完全统计，90%以上机械联轴器失效是因对中误差引起的高频机械振动导致销柱或螺栓疲劳失效而损坏。
3.3.具有软启动功能——尤其对于大功率电机具有过载保护作用。
永磁涡流联轴器属于异步磁力驱动器，其原理类似于异步感应电机。
只有永磁体与铜体之间存在相对运动时，才能产生感应磁场。
同时，它又具有相对恒定磁矩的特性，即当联轴器的结构已经确定，其最大输出磁转矩既为定值，当负载超出该值时即滑脱，而不会将电机“闷死”。
3.4.对外载导致转速波动具有自动调节功能。
永磁涡流联轴器的输出磁转矩与其相对转速差或“滑差率”成正比关系。
电机启动瞬间，被动端可视为静止不动，联轴器输出的磁转矩随着电机转速逐渐增大到同步转速而逐渐达到最大值，此时的滑差率最大，该值应大于负载的启动转矩；由此可见，电机在启动的瞬间所受载荷并非拖动设备的启动载荷。
联轴器工作原理
联轴器工作原理联轴器是一种常用的机械传动装置，它主要用于连接两个轴，传递动力和转矩。
在工业生产中，联轴器的使用非常广泛，它能够有效地传递动力，并且能够在一定程度上吸收轴线的不同偏差，保护传动系统的安全和稳定。
那么，联轴器是如何工作的呢？接下来，我们将从联轴器的工作原理入手，来详细介绍一下。
首先，联轴器通过连接轴承传递动力。
当两个轴之间需要传递动力时，联轴器就起到了连接作用。
联轴器的内部结构设计能够有效地将动力从一个轴传递到另一个轴，实现机械传动的目的。
在传递动力的过程中，联轴器要求能够保持较好的传动效率，尽量减小能量损耗，以保证传动的稳定性和可靠性。
其次，联轴器能够吸收轴线的不同偏差。
在实际的机械传动中，往往会因为轴线的不对齐或者轴线的偏移而导致传动系统产生振动和噪音，甚至损坏传动零部件。
而联轴器则能够通过其特殊的结构设计，吸收一定范围内的轴线偏差，减小传动系统的振动和噪音，保护传动系统的安全和稳定。
此外，联轴器还能够在一定程度上防止过载。
在机械传动中，由于外部因素的影响，往往会出现瞬时的过载现象，如果没有相应的保护措施，就会导致传动零部件的损坏。
而联轴器则能够通过其特殊的设计结构，在一定程度上吸收过载的能量，保护传动系统的安全。
总的来说，联轴器的工作原理是通过连接轴承传递动力，吸收轴线的不同偏差，以及在一定程度上防止过载，保证机械传动的安全和稳定。
在实际的工程应用中，我们需要根据具体的传动要求和工作环境，选择合适的联轴器类型和规格，以确保传动系统的正常运行和长期稳定性。
总之，联轴器作为一种重要的机械传动装置，在工业生产中发挥着不可替代的作用。
通过深入了解联轴器的工作原理，我们能够更好地应用和维护联轴器，保证传动系统的安全和稳定，提高生产效率，实现经济效益和社会效益的双丰收。
软启动永磁涡流联轴器的设计与参数分析
J i aS h u n ,T a n g R e n z h o n g ,L üJ i n g x i a n g .T h e r b l i g ‐b a s e d M o d e l i n g M e t h o d o l o g y f o rC u t t i n g Po w e r a n d I t sA p p l i c a t i o ni n E x t e r n a lT u r n i n g [J ].C o m pu t e r I n t e g r a t e d M a n u f a c t u r i n g S y s t e m s ,2013,19(5):1015‐1024.[12] 张世昌,李旦,高航.机械制造技术基础[M ].北京:高等教育出版社,2007.[13] W a n g J .M u l t i p l e ‐o b j e c t i v eO p t i m i z a t i o no fM a c h i -n i n g O p e r a t i o n sB a s e do nN e u r a lN e t w o r k s [J ].I n -t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f A d v a n c e d M a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y ,1993(8):235‐243.[14] 王先逵.机械加工工艺手册(铣削㊁锯削加工)[M ].北京:机械工业出版社,2009.[15] D e r e l iT ,F i l i z IH ,B a y k a s o g l uA.O p t i m i z i n g C u t -t i n g P a r a m e t e r si n P r o c e s sP l a n n i n g ofP r i s m a t i c P a r t sb y U s i n g G e n e t i cA l g o r i t h m [J ].I n t e r n a t i o n -a l J o u r n a lo fP r o d u c t i o n R e s e a r c h ,2001,39(15):3303‐3328.(编辑 卢湘帆)作者简介:李爱平,女,1951年生㊂同济大学机械与能源工程学院教授㊁博士研究生导师㊂主要研究方向为制造系统与自动化㊁数字化设计与制造㊁制造信息技术与工程等㊂出版专著3部,发表论文60余篇㊂鲍 进,男,1989年生㊂同济大学机械与能源工程学院硕士研究生㊂李 聪,男,1989年生㊂同济大学机械与能源工程学院硕士研究生㊂刘雪梅,女,1969年生㊂同济大学机械与能源工程学院副教授㊂谢 楠,女,1975年生㊂同济大学机械与能源工程学院副教授㊂软启动永磁涡流联轴器的设计与参数分析李延民 李 申 邰志恒郑州大学,郑州,450001摘要:系统地介绍了永磁涡流联轴器的工作原理与特点㊂根据等效模型,应用法拉第电磁感应定律算出永磁联轴器的转矩㊂通过大量的A N S Y S M a x w e l l 3D 仿真,对永磁联轴器关键参数(磁铁尺寸㊁磁铁数量㊁铜盘厚度㊁气隙等)与转矩特性的关系进行了分析,为设计提供了有力的依据㊂应用上述分析结果,设计了一种新型结构并具有延迟启动功能的功率为7.5k W ㊁转速为1500r /m i n 的联轴器,样机的实验结果达到了设计要求㊂计算与仿真方法为该类联轴器的设计提供了参考㊂关键词:永磁联轴器;涡流传动;软启动;过载保护中图分类号:T H 133.4 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.14.010D e s i g na n dP a r a m e t e rA n a l y s i s o f S o f t ‐s t a r t P e r m a n e n tM a g n e t E d d y C u r r e n t C o u p l i n gL iY a n m i n L i S h e n T a i Z h i h e n gZ h e n g z h o uU n i v e r s i t y ,Z h e n gz h o u ,450001A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h ew o r k i n gp r i n c i p l e s a n d t h e a d v a n t a g e s o f t h e p e r m a n e n tm a g -n e t e d d y c u r r e n t c o u p l i n g s y s t e m a t i c a l l y .T h e t o r q u e o f p e r m a n e n tm a g n e t c o u p l i n g w a s c a l c u l a t e db yt h e e q u i v a l e n tm o d e l u s i n g F a r a d a y ’s l a wo f e l e c t r o m a g n e t i c i n d u c t i o n .A c c o r d i n g to l o t so fA N S Y S M a x w e l l 3Ds i m u l a t i o n s ,t h e r e l a t i o n s h i p s a m o n g k e yp a r a m e t e r s o f p e r m a n e n tm a g n e t c o u p l i n g (t h e s i z e o fm a g n e t ,t h en u m b e ro f m a g n e t ,t h ec o p p e r p l a t et h i c k n e s sa n dt h ea i r g a p,e t c .)a n dt h e t o r q u e c h a r a c t e r i s t i c sw e r e a n a l y z e d ,w h i c h p r o v i d e da s t r o n g s u p p o r t f o r t h ed e s i g n .A p p l y i n g t h ea -b o v e a n a l y s i s r e s u l t s ,ac o u p l i n g w i t h7.5k W ,1500r /m i n w a sde s i g n e d w h i c hh a dan e wt y p eof s t r u c t u r e a n d t h e f u n c t i o no f s o f t ‐s t a r t a n dt h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t so f t h e p r o t o t y p em e t t h ed e s i gn r e q u i r e m e n t s .T h e c a l c u l a t i o na n d s i m u l a t i o nm e t h o dh e r e i nw i l l b e a s r e f e r e n c e s f o r t h e d e s i g n o f p e r -m a n e n tm a g n e t i c c o u p l i n g .K e y w o r d s :p e r m a n e n tm a g n e t i c c o u p l i n g ;e d d y c u r r e n t d r i v e ;s o f t s t a r t ;o v e r l o a d p r o t e c t i o n 0 引言永磁联轴器具有以下显著特点:①传递扭矩收稿日期:20140905时无任何机械连接;②通过调节气隙的大小可以改变传递扭矩的大小;③由于气隙的存在,可以完全隔离振动;④安装时,联轴器主从动轴不再要求严格的对中性等[1]㊂另外,在实现联轴器基本功㊃4981㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.能的基础上,还可以实现电机的软启动㊁过载保护和在运行中调速㊂永磁体材料的快速发展,也促进了永磁联轴器的开发应用㊂近年来,永磁联轴器因其优势有较快的发展㊂当前,国外一些机构已进行了这方面的研究,并有相关产品问世㊂如M a g n a D r i v e已有相关系列产品问世;文献[1‐2]对永磁体参数对永磁联轴器转矩特性的影响进行了阐述㊂国内相关的系列化产品还未见报道,文献[3‐4]创新地介绍了特殊形状铜盘对联轴器转矩特性的影响;文献[5]从传动功率的角度对转矩进行了分析㊂目前,传递力矩和轴向力的计算方法主要包括磁路法[2]和解析法[3]等,计算过程繁琐,结果有较大的不确定性,误差较大㊂而其他文献中也只是片面地给出一些原理性公式,直接应用公式也存在难以选择合适参数的问题,故计算结果不可信,也没有系统的计算分析方法㊂本文通过法拉第电磁感应定律分析计算,可以有效地降低计算的复杂程度㊂通过仿真分析永磁联轴器各关键参数的影响,进而对尺寸进行了优化选择;再通过A N S Y S M a x w e l l3D软件进行仿真,对结果进行验证修改,最终得到合适的尺寸㊂在此基础上,进行了功率为7.5k W㊁转速为1500r/m i n的软启动型永磁联轴器的设计㊂1 基本结构软启动型永磁涡流联轴器工作原理如图1所示,它是由导体盘转子和永磁体盘转子两大部分构成的㊂导体盘转子由铜盘㊁铁盘和连接板构成㊂其中,铜盘是主要切割磁感应线产生涡电流的力矩传递者;铁盘作为铜盘的载体,其所起的作用是与永磁体的吸力保持合适的间隙;连接板连接左1.主动端2.铜盘载体3.铜盘4.铝盘衬体5.铝盘6.永磁体7.固定块8.从动端图1 软启动型永磁联轴器工作原理图右两铁盘,使其共同传递力矩,并为永磁体盘转子的轴向运动提供足够的空间㊂永磁体盘转子由对称的铝盘㊁永磁体㊁中间的固定块和轴组成,铝盘为永磁体(通过铝盘上的孔镶嵌进去)的载体,中间的固定块是固定连杆,通过连杆使得两铝盘能够联动㊂联轴器工作过程如下:导体盘转子为主动部分,永磁体盘转子为从动部分㊂当电机带动导体盘转子时,瞬间达到高速,永磁体盘转子速度较低,铜盘与永磁体之间的斥力大于铁盘与永磁体之间的吸引力,这样两对称的永磁体盘就靠近,铜盘与永磁体之间的气隙变大㊂转速差达到较大的值时,才能传递足够大的力矩,斥力也较大;反之则相反㊂刚启动时永磁体盘加速较慢,随着永磁体盘转子速度变大,转速差较小,所产生的斥力较小,当斥力小于铁盘与永磁体盘的吸引力时,两个永磁体盘分开,这样铜盘和永磁体之间的气隙变小,较小的转速差即能提供从动轴所需要的力矩,当气隙达到预定的位置后,加速到要求的速度后,即完全启动㊂永磁体盘先向里靠合再向外分开,该启动过程可实现电机的软启动㊂并且在一般的工作过程中,由于突发情况导致从动轴卡住或负载突然过大,转速差即突然加大,这样铜盘和永磁体盘之间的斥力增大,大于铁盘与永磁体的吸引力,两个永磁体盘快速合拢,传递的力矩减小,从而达到保护电机的目的㊂2 工作原理联轴器稳定工作时,输入功率与输出功率之间的关系为P i=P o+P s(1)式中,P i为输入联轴器的功率;P o为联轴器输出的功率; P s为联轴器损失的功率㊂电机转矩与联轴器输出转矩之间的关系为T iωi=T o(ωo+ωs)(2)式中,T i为电机的转矩;T o为联轴器输出的转矩;ωi为输入的转速;ωo为输出的转速;ωs为铜盘与磁铁盘的转速差㊂在传动中,输入的转矩由输出的转矩确定,所以有T i=T o(3)由式(1)~式(3)可得P s=T oωs(4)可以看出,当磁铁盘与铜盘的相对转速ωs越大时,损失的功率越多,传递功率的效率越低㊂在设计时应尽量保证稳定工作时转速差较小㊂由麦克斯韦方程组可知,导体在磁场中运动,㊃5981㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.导体内部会有电荷的移动㊂永磁体涡流联轴器一般解释如下:铜盘切割磁感应线产生涡电流,形成反感磁场,与原磁场相互作用,产生力矩[6]㊂为了得到较简单的解析方程式,本文以铜盘切割磁感应线产生涡电流,涡电流等效成比较规则的电流,原磁场对电流有力的作用,进而得到力矩㊂当铜盘切割磁感应线时,产生的涡电流在对应永磁体进与出的部位,如图2a所示㊂由于相邻的两块永磁体中间部分涡流方向相反,可以部分抵消,形成图2b中的电流形式㊂(a)初始电流形式(b)等效电流形式图2 电流分析图在计算的过程中,由于联轴器两侧是对称的,故只计算一侧㊂通过C OM S O L软件测得铜盘区域的磁感应强度的平均值B㊂然后通过磁感应定律:E=∫R2R1Bωs R d R=Bωs(R22-R212)(5)式中,E为一块永磁体在铜盘上所产生的电动势;R1㊁R2分别为永磁体中心线的内外半径㊂得到对应永磁体在铜盘上所产生的感应电动势E㊂则根据电流的路径,算出相应路径的电阻:R=k0ρL p/S(6)式中,k0为电阻修正系数;ρ为铜的电阻率;L p为一个等效电流所流过的路程;S为横截面积㊂则感应电动势E在永磁体所对应铜盘区域形成的电流I1为I1=k1E/R(7)此处电流的形式为涡流,相邻反向的涡流使得电流相对规则㊂算出的电阻和电流的大小通过系数k0㊁k1进行修正㊂因为在永磁体对应的铜盘区域不仅有自身的电流I1通过,而且有相邻电流通过,所以表现电流I的大小为自身的2倍:I=2I1(8)d F=B I d l(9)T1=∫R2R1R T1d F=∫R2R1B I R d R(10)其中,转矩T1是一块磁铁所对应转矩的大小,如果有n块磁铁,则所得到的总转矩T为T=n T1(11)3 仿真分析3.1 仿真模型的建立由图1可以看出,该联轴器左右对称,内部左右侧的轴向力可以相互抵消㊂研究参数的影响时,使用单一变量法进行仿真分析㊂建立模型参数如表1所示,其中电机的转速为1500r/m i n,功率为7.5k W,转速差为54r/m i n,输出转矩为47.5N㊃m㊂由于结构对称,故在仿真过程中使用一侧进行仿真,即一侧达到23.75N㊃m即可㊂表1 软启动永磁体涡流联轴器样机参数铝盘内直径(mm)62铝盘外直径(mm)220永磁体上底(mm)26永磁体下底(mm)19永磁体厚度(mm)18永磁体材料N d F e35永磁体极对数16相邻极间隙(mm)16铜盘厚度(mm)5铜盘内直径(mm)116铜盘外直径(mm)225铜盘载体厚度(mm)6铝盘衬体厚度(mm)6稳定工作气隙(mm)2启动气隙变化(mm)2~10过载最大气隙(mm)17 3.2 转矩与轴向力参数分析联轴器的主要功能是传递转矩,转矩T是评定联轴器性能的主要指标㊂实现软启动主要是合理利用轴向力的变化㊂轴向力的变化是影响联轴器能否实现软启动的关键因素㊂利用M a x w e l l 3D仿真研究各参数对转矩T和轴向力F的影响㊂3.2.1 磁铁的尺寸确定磁铁的尺寸最佳标准是以最少的磁铁使铜盘部分获得最大的磁感应强度㊂磁感应线的路径有三条,如图3所示㊂图3 联轴器磁路示意图第2㊁第3两部分是算作漏磁来处理的,所以越少越好;第1部分是使铜盘产生涡电流的主要部分㊂怎样使第1部分通过的磁感线最多是需要解决的问题㊂铁盘的作用,一是作为铜盘的载体,提供结构强度;二是作为导磁率较高的材料,使磁感线大都通过铁盘㊂但两块磁铁若相离太紧,第一部分漏磁较多,那么相邻两块磁铁的距离就要保证㊂若相邻磁铁的距离太大,则有效的磁场面㊃6981㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.积必定减小㊂再考虑到磁铁载体的铝盘的强度因素,最终选择的磁铁形状为梯形:上底为26mm ,下底为19mm ,高为36mm ㊂这样,既能保证永磁体在铜盘区产生较大的磁感应强度,又能保证铝盘的强度与工艺性㊂永磁体的厚度(即磁铁厚度)δm 不仅对转矩有影响,而且对成本也有较大的影响㊂图4㊁图5所示分别为不同永磁铁厚度下的总转矩与轴向力曲线㊂图4磁铁厚度与总转矩的关系图5 磁铁厚度与轴向力的关系由图4和图5可以看出,随着磁铁厚度的变化,转矩和轴向力变化一致㊂并且当磁铁厚度超过16mm 时,转矩的增加较小并趋于0㊂考虑到强度的因素,最终选择的永磁体厚度为18mm ㊂3.2.2 磁铁的数量磁铁的数量n 在保证漏磁最少㊁得到铜盘区磁感应强度最大情况下可越大越好㊂在上文中,确定磁铁的厚度为18mm ,这样磁铁平均宽度大于18mm 时磁铁会有较好的强度和工艺性㊂本文在研究磁铁的排列时,首先确定合适的磁铁尺寸,然后保持间隙大小不变,改变永磁体数量,来观察其带来的影响,即间接地探究占空比的影响㊂通过仿真计算得到永磁体数量与转矩的关系,结果如图6所示㊂图6 永磁体数量与总转矩的关系从图6可以看出,永磁体数量为8㊁10㊁12时转矩较大,但永磁体数量对轴向力也有影响㊂永磁体数量与轴向力的关系如图7所示㊂图7 永磁体数量与轴向力的关系从图6和图7中可以看出,转矩较大时,轴向力斥力也较大㊂如果轴向的吸引力较大,则启动时无法增大气隙㊂所以综合考虑,选择16块磁铁,这样可以在保证转矩的同时,只产生较小的轴向力,达到软启动的效果㊂3.2.3 铜盘的厚度铜盘切割磁感线形成涡电流,该涡电流是感应电流,在铜盘上有集肤效应,根据下式算出铜盘上集肤效应的渗透厚度δ:δ=2/(ωs σμ)(12)式中,σ为材料电导率;μ为材料的磁导率㊂由稳定工作时ωs =54r /m i n,得到δ=17.4mm ,渗透厚度较大,影响较小㊂所以为了得到铜盘区域较强的磁感应强度,主要考虑以下因素㊂在选取铜盘厚度上也考虑永磁体和铁盘之间的距离,当气隙确定时,铜盘越厚,距离越大㊂铜盘厚度与总转矩㊁轴向力的关系如图8㊁图9所示㊂图8 铜盘厚度与总转矩的关系从图8和图9中可以看出,铜盘厚度δc 为4~8mm 时,传递转矩相差不大,但是轴向力却变化巨大㊂再考虑到强度的问题,最终选取的铜盘厚度为5mm ㊂3.2.4 扼铁的厚度扼铁即铁盘,这里起的作用是导磁和传递力矩,所以要从两个方面来考虑扼铁厚度的选择㊂最终选择扼铁材料为低碳钢Q 345,厚度为6mm ,㊃7981㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图9 铜盘厚度与轴向力的关系既能满足导磁的要求,又有足够的结构强度来传递力矩[2]㊂3.2.5 启动过程气隙的变化值正常工作时,气隙的漏磁主要由铜盘和永磁铁之间的气隙大小毮g 决定,气隙越小越好,当然也要考虑其他因素,如气隙大时可以为导体盘与永磁体盘的端面线的夹角提供更大的活动余地,加工要求也可降低㊂考虑以上因素,选择正常工作气隙的大小为2mm ㊂由工作原理可知,必须改变气隙才能实现软启动㊂气隙变化值的选择非常重要,该值不仅会影响到软启动能否实现,而且对软启动的效果也至关重要㊂在结构中,通过连杆的转动实现了左右两盘的联动,两盘位移相等,实现系统轴向力的内部抵消㊂因为要实现过载保护,最大气隙确定为17mm ㊂如果启动过程气隙的变化也在2~17mm 之间,将无法实现软启动,所以变化值肯定要比最大值小㊂使用离心臂,使启动过程的气隙变化在2~10mm 间,保证软启动的气隙变化能够实现软启动的功能㊂图10㊁图11所示分别为不同气隙在不同转速下传递转矩㊁轴向力的变化㊂图10 气隙㊁相对转速和总转矩的关系从图10和图11可知,启动的气隙变化为2~10mm 时,能够实现软启动;当启动开始时,转速差减小到350r /m i n 左右时,气隙变小,然后趋向于稳定㊂并且气隙为17mm 时,完全可以实现过载保护㊂即使负载周完全被卡死,对电机的影响也是非常小的,短时间内对联轴器的影响也是较小的㊂图11 气隙㊁相对转速和轴向力的关系3.3 仿真结果在M a x w e l l 仿真的结果中,也验证了本文的假设:电流大部分都通过铜盘上所对应永磁体区域,如图12所示㊂图12 仿真铜盘中涡流矢量形式通过以上分析计算最终得到永磁联轴器的结构尺寸,确定了内部结构,并用S o l i d W o r k s 进行建模㊂确定相对转速为54r /m i n ,并在A N S Y SM a x w e l l 中建立对称模型的一侧,最终得到仿真结构,由图13和图14可知,启动过程如下:刚启动时,转速差较大,斥力大于吸引力,表现为斥力的状态,气隙保持在10mm 时负载轴加速㊂当加速至1200r /m i n 时,吸引力大于斥力,气隙变小至2mm ㊂气隙保持在2mm 状态下加速至1400r /m i n,启动完成㊂图13 正常工作下的转矩㊃8981㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图14 正常工作下的吸引力4 试验验证样机能够满足设计要求功率为7.5k W ㊁转速为1500r /m i n 的电机传递转矩的要求㊂并且在启动过程中,斥力和吸引力的变化,能够达到软启动的效果㊂在工作过程中,遇到突然过载的情况,能够达到过载保护的效果㊂图15所示为该样机在不同气隙下达到24N ㊃m 转矩时所需要的不同转速差的仿真结果与试验结果㊂可以看出,随着气隙的增大,达到所需要的工作转矩时,相对转速越来越大㊂样机试验得到的结果与仿真结果能较好地吻合,说明计算与仿真是有效的,满足工程的要求㊂图15 启动转速差特性仿真结果与试验结果的对比5 结论(1)稳定工作时,需要的转速差越大,功率损失越多㊂设计时,在满足空间尺寸后,应尽量选择较小的转速差㊂(2)通过仿真得到磁感线的走向,得到一定转矩下最优的磁铁尺寸㊁数量和排列方式,使得导体能够得到最大的磁感应强度,达到最高的传递效率㊂(3)高磁导率扼铁的作用是为磁感线的闭合提供路径,减少漏磁,其厚度满足结构强度即可㊂(4)铜盘的厚度在4~8mm 之间时,对转矩的影响不大,而对轴向力的影响较大㊂铜盘越厚,轴向力越小㊂对于只传递转矩的实用型联轴器,铜盘越薄越好;对于软启动与调整型的联轴器,则需要增大铜盘厚度㊂(5)气隙越小,感应强度越大,但气隙太小,又影响安装的轴对中性㊂在保证一定的安装对中性要求下,应尽可能减小气隙㊂参考文献:[1] S h i n HJ ,C h o i JY ,J a n g S M ,e t a l .D e s i g na n dA -n a l y s i s o fA x i a lP e r m a n e n tM a g n e tC o u p l i n g Ba s e d o n3D F E M [J ].I E E E T r a n s a c t i o n so n M a g n e t i c ,2013,49(7):3985‐3988.[2] W a l l a c eA ,v o n J o u a n n eA ,W i l l i a m s o nS ,e t a l .P e r -f o r m a n c eP r e d i c t i o na n d T e s to f A d j u s t a b l e ,P e r -m a n e n t ,L o a d T r a n s m i s s i o n S ys t e m s [J ].I E E E T r a n s a c t i o no n I n d u s t r y A p pl i c a t i o n s ,2001,37(3):1648‐1655.[3] 杨超君,管春松,丁磊.盘式异步磁力联轴器传动特性[J ].机械工程学报,2014,50(1):76‐84.Y a n g C h a o j u n ,G u a n C h u n s o n g ,D i n g L e i .T r a n s -m i s s i o nC h a r a c t e r i s t i c so fA x i a lA s y n c h r o n o u sP e r -m a n e n tM a g n e tC o u p l i n g [J ].J o u r n a l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2014,50(1):76‐84.[4] R a z a v iH K ,L a m p e r t h M U.E d d y ‐c u r r e n tC o u p l i n gw i t hS l o t t e dC o n d u c t o rD i s k [J ].I E E E T r a n s a c t i o n so n M a gn e t i c ,2006,42(3):405‐410.[5] L u b i nT ,M e z a n i S ,R z z o u g A.S i m p l eA n a l y t i c a l E x -p r e s s i o n sf o r t h eF o r c ea n d T o r q u eo fA x i a lM a g -n e t i cC o u p l i n g s [J ].I E E ET r a n s .E n e r g y Co n v e r s .,2012,27(2):536‐546.[6] 李桃,林鹤云,黄允凯.基于三维运动涡流场分析的永磁涡流联轴器特性[J ].东南大学学报(自然科学版),2010,40(2):301‐305.L iT a o ,L i n H e y u n ,H u a n g Yu n k a i .C h a r a c t e r i s t i c s S t u d y o fP e r m a n e n tM a g n e tE d d y C u r r e n tC o u p l i n gB a s e do n3D M o v i n g E d d yC u r r e n tF i e l d A n a l ys i s [J ].J o u r n a lo fS o u t h e a s t U n i v e r s i t y (N a t u r a lS c i -e n c eE d i t i o n ),2010,40(2):301‐305.(编辑 陈 勇)作者简介:李延民,男,1964年生㊂郑州大学机械工程学院副教授㊁博士㊂主要研究方向为永磁涡流传动㊁液压传动㊂李 申,男,1989年生㊂郑州大学机械工程学院硕士研究生㊂邰志恒,男,1991年生㊂郑州大学机械工程学院硕士研究生㊂㊃9981㊃Copyright ©博看网. 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永磁联轴器原理
永磁联轴器原理永磁联轴器是通过利用永磁体的吸附作用而完成轴传递动力的机械部件。
它与传统的机械联轴器相比，具有结构简单、传递扭矩大、响应速度快、使用寿命长、无须润滑和维护等优点，因此在机械传动领域得到广泛应用，成为一种新型的高效节能联轴器。
永磁联轴器的工作原理主要是利用永磁体的磁力作用而使齿轮、皮带或链条等可以传递扭矩的机械部件互相联接而形成动力传递。
永磁联轴器中的永磁体通常是一种强磁性材料，例如钕铁硼、钴硼等，可以制成不同形状的磁铁块或磁环，通过吸附力将动力传递到机械部件上。
永磁联轴器的构造主要由永磁体和传动部分组成。
永磁体是永磁联轴器最为关键的组成部分，它的选用、安装及磁路设计直接影响到永磁联轴器的传递性能。
传动部分则是将轴和机械部件连接在一起的部分，它通常由齿轮、皮带、链条等构成。
永磁联轴器的工作过程中，当永磁体接近传动部分时，由于永磁体的磁力作用，传动部分会与永磁体吸附在一起，从而完成动力传递。
当两者分开时，传送动力的过程也随之中断。
永磁联轴器的磁力大小取决于永磁体的产生的磁场强度，还受到气隙、永磁体和传动部分的距离、磁路径、工作温度等因素的影响。
永磁联轴器具有响应速度快、传递扭矩大、稳定性好、使用寿命长等优点，但也存在着一定的缺点，例如不适用于超载工作、磁力大小易受外界因素影响等。
永磁联轴器是一种高效节能的新型联轴器，它已经在机械传动系统中成为重要的动力传递方式。
在现代机械制造、矿业、建筑材料、冶金、水处理、化工、食品、包装、印刷等行业中，永磁联轴器广泛应用于各种机械传动系统中，如齿轮传动、链条传动、皮带传动等。
永磁联轴器的优点主要是体积小、扭矩传递大、使用寿命长、反应快速，无需维护和润滑等。
传统的联轴器采用机械传动方式，需要润滑油、防锈涂层等处理，使用过程中需要经常检查维护。
而永磁联轴器由于采用永磁体作为传递力的介质，不需要用润滑油等润滑方式，因此节省了维护和维修成本。
同时由于它的响应速度快、维护简便，因此可以提高机械传动系统的效率和稳定性。
浅谈永磁联轴器的原理和应用
浅谈永磁联轴器的原理和应用发布时间：2021-01-21T03:34:20.286Z 来源：《中国科技人才》2021年第2期作者：周强[导读] 永磁联轴器是通过切割磁力线来传递转矩的，是一种创新型的传动联接产品。
永磁联轴器属于耦合传动的一种，可以实现非接触性的动力传递。
淮河能源控股集团煤业公司选煤分公司顾桥选煤厂摘要：永磁联轴器是通过切割磁力线来传递转矩的，是一种创新型的传动联接产品。
永磁联轴器属于耦合传动的一种，可以实现非接触性的动力传递。
永磁联轴器具有启动平稳、缓冲冲击载荷的特性，特别是在设备重载启动、过载保护等实际运行状况下，更是能够体现和发挥出无与伦比的优秀性能，保护和延长设备与电机的使用寿命。
本文通过神华集团宝日希勒煤矿露天煤矿和淮河能源控股集团顾桥选煤厂永磁联轴器改造事例，证明了永磁联轴器的性能优势。
关键词：永磁联轴器；非接触性；性能优势1 永磁联轴器介绍1.1 工作原理永磁联轴器是通过切割磁力线来传递转矩的，是一种创新型的传动联接产品。
永磁联轴器属于耦合传动的一种，可以实现非接触性的动力传递。
它是由两个独立的，没有任何接触的转体组成，这两个转体之间有一定的空隙。
其中导体外转子与电机输出端联接、永磁内转子与负载输入端联接。
电机转动过程中即导体外转子与永磁内转子产生相对运动，铜导体切割永磁体的磁力线，交变磁场通过气隙在铜导体上产生涡流，同时涡流产生感应磁场与永磁场相互作用，当电磁转矩超过负载转矩时，永磁内转子开始转动，此后，在电动机的驱动下，导体外转子将与永磁内转子保持一定的转差角度同步运行，从而带动永磁内转子沿着与导体外转子相同的方向旋转，结果在负载侧输入轴上产生转矩，带动负载做旋转运动，来实现动力的无接触传递，实现电机与负载之间的扭矩传递。
1.2 结构及安装示意图图2 永磁联轴器安装示意图2 永磁联轴器的技术特点和性能优势选煤厂常用的是柱销联轴器、梅花弹性联轴器、液力耦合器，柱销和梅花这两种联轴器各有优点，适用工作情况大体相同，差别在同样联轴器外径下，柱销联轴器扭矩稍大一点，柱销的噪音会大一点，都比较适合用于水泵、风机等部位，在维护方面柱销的方便点，电机如果有正反转的话，梅花的会耐用一点。
联轴器的工作原理
联轴器的工作原理联轴器是一种用于连接两根轴的机械装置，它的主要作用是传递动力和扭矩，使得两根轴在旋转时能够保持同步、平稳、可靠地工作。
联轴器的工作原理涉及到许多机械原理和物理原理，下面我将详细介绍联轴器的工作原理。
首先，让我们了解一下联轴器的结构。
联轴器通常由两个相互连接的部分组成，分别连接在两根轴上。
这两个部分分别被称为联轴器的两端。
在联轴器的两端，通常会安装一些齿轮、花键、螺纹等结构，以便与轴紧密连接并传递动力。
另外，联轴器的两端通常使用螺栓或螺母等零件进行固定，以确保联轴器两端之间的连接牢固可靠。
当两根轴需要连接时，我们首先将联轴器两端分别安装在这两根轴上。
随后，通过调整和固定联轴器的两端，使得它们与轴间的连接紧密可靠。
当轴开始旋转时，联轴器的工作原理也开始发挥作用。
在轴开始旋转时，第一步是两根轴之间的力矩传递。
联轴器两端的结构，如齿轮、花键等会随着轴的旋转而发生相对运动，从而将一端的力矩传递到另一端。
这就实现了联轴器的第一个作用：传递动力和扭矩。
第二步是联轴器的同步传动。
当两根轴之间的相对位置发生变化时，联轴器会根据这种变化而做出相应的调整，保持两根轴的同步运动。
这是因为联轴器原件的特殊设计和制造工艺，使得它在运动中能够根据轴的变化而自动调整。
这就实现了联轴器的第二个作用：保持轴的同步运动。
此外，联轴器还能够起到减震和保护轴的作用。
当两根轴之间的传动发生意外情况，如过载、堵塞、冲击等，联轴器的设计结构能够起到缓冲减震的作用，使得这些冲击力不会传递到轴上，从而保护轴不受损坏。
总的来说，联轴器的工作原理基于其特殊的结构设计和材料制造工艺。
它通过正确安装和调整，利用轴的旋转产生的力矩，实现动力和扭矩的传递，保持轴的同步运动，并起到减震和保护轴的作用。
这些功能使得联轴器在各种机械设备中得到了广泛的应用，包括工程机械、汽车、风力发电机、航空航天等领域。
在实际的工程实践中，联轴器的选型和使用需要考虑多方面的因素，如工作环境、连轴器两端的结构、轴的转速和扭矩、必要的防护措施等。
磁力联轴器工作原理
磁力联轴器工作原理磁力联轴器是一种常见的机械传动装置，主要用于连接在高速旋转的电动机与负载设备之间。
在传动过程中，它可以根据需要进行离合或连接，以有效保护设备和延长使用寿命。
磁力联轴器的工作原理磁力联轴器的原理是基于电磁感应和磁性材料的磁性特性，利用磁力实现离合或连接。
简单来说，磁力联轴器由两个主要部分组成：驱动轴和传动轴，它们之间通过一定的间隙隔开。
在正常情况下，驱动轴与传动轴之间的间隙是由磁石组成的磁力闭合，从而实现驱动轴和传动轴之间的完全隔离。
当驱动轴开始旋转时，转动的力将通过套管作用到传动轴上，并推动负载设备进行旋转。
如果需要离合，只需对驱动轴施加一定的磁场，使得磁力闭合变弱，从而导致驱动轴和传动轴之间的磁力断裂。
结果，驱动轴和传动轴之间的间隙变大，传递转速的减少，直至完全离合。
如果需要连接，只需移除施加在驱动轴上的磁场，使驱动轴和传动轴重新吸收，从而在仅有磁力的作用下重新连接，使得驱动轴和传动轴之间的间隙缩小，然后将旋转力传递给负载设备。
在这个模式下，传递转速的大小和传动轴上的套管密封性的质量有关，它们共同作用来控制驱动轴到传动轴之间的“跳跃”。
当垂直轴力应用于磁力联轴器时，驱动轴和传动轴之间的套管会变形，因此可能会导致间隙过大或过小。
此时，必须保证推力或拉力的正确应用来控制这个现象。
另外，磁力联轴器的一些版本还可以通过电磁离合器、手动操作或配有防震机构来控制连接和离合。
例如，当磁场施加在驱动轴上时，电磁离合器会被激活，使其吸引，从而导致驱动轴和传动轴之间的间隙变小，然后实现联轴。
这样，磁力联轴器的工作原理就比较清晰了，可以它为电动机转子提供真正的隔离。
它不仅可以选择连接或离开，而且可以在很短的时间内改变传动轴的转速。
同时，它还可以因外力而自动离合，防止过载和互锁等故障。
总之，磁力联轴器的原理是依靠磁场的强度和转子的旋转速度来控制传动轴与驱动轴的连接和离合，它可以有效地实现高速传动，保护设备和延长使用寿命。
联轴器的原理
联轴器的原理
联轴器是一种用于连接两个轴的机械装置，它可以传递旋转运动和扭矩，使得
两个轴之间能够有效地传递动力。
联轴器的原理主要包括传递动力、吸收振动和保护机械设备等方面。
首先，联轴器的主要作用是传递动力。
在机械设备中，通常会有多个轴需要连
接在一起，并且需要传递旋转运动和扭矩。
联轴器通过连接两个轴，使它们能够同时旋转，从而实现动力的传递。
这种传递动力的原理可以有效地将动力源（如电机）的动力传递给需要的机械设备，实现工作的目的。
其次，联轴器还可以吸收振动。
在机械运转过程中，由于各种原因会产生振动，如果直接传递给其他机械设备，会影响设备的正常运行，甚至损坏设备。
而联轴器可以通过其特殊的结构设计，吸收和减少振动的传递，保护其他机械设备不受振动的影响，延长设备的使用寿命。
除此之外，联轴器还可以起到保护机械设备的作用。
在机械设备运行过程中，
由于各种原因（如负载突变、轴承故障等），会产生过大的扭矩或冲击力，如果直接传递给其他设备，会对设备造成损坏。
而联轴器可以通过其特殊的设计，承担和分散这些过大的扭矩或冲击力，保护其他机械设备不受损坏。
总的来说，联轴器的原理主要包括传递动力、吸收振动和保护机械设备等方面。
通过联轴器的作用，两个轴之间能够有效地传递动力，吸收振动，保护机械设备，使得机械设备能够更加稳定地运行。
因此，在机械设备的设计和使用中，联轴器起着非常重要的作用，其原理也是非常值得深入研究和了解的。
常见磁性联轴器及应用
常见磁性联轴器及应用联轴器（coupling），是机械传动中重要的部件。
除了常见的机械式刚性和柔性联轴器外，还有一类靠磁场传动的联轴器，即磁力联轴器。
磁力传动，就是通过磁场NS极耦合相互作用传递动力的方式。
常见的磁力传动，包括同步传动，磁滞传动和涡流传动三种类型。
由于其各自特点，被应用在不同的领域。
同步传动器同步传动器，顾名思义，就是输出与输入同步。
常见的同步传动器结构有两种：平面性传动器和同轴（或圆筒）型传动器。
平面型同步传动器平面型传动器的基本结构：在两个相同直径的圆盘上，按照NS极交叉的方式安装磁铁。
使用时，把两个圆盘分别安装到主动轴和从动轴上，中间留有一定气隙。
由于A磁体的N极吸引对面B磁体的S极，同时排斥B磁体两侧的N极，从而保证在一定力矩范围内，从动轴与主动轴保持同步转动。
如图：图中，A为气隙。
实际工作中，真正NS相对的状态，只存在于无力矩输出的状态下。
只要有力矩产生，从动盘就会与主动盘存在一定的相位夹角。
这种角向的错动，一直保持并增加到力矩足够大到N极与对面的N极相对，然后传动器发生“打滑”，两个转盘旋转错动，跳向下一对耦合状态。
由于上述特性，磁力传动虽然可以做到同步，但是不能实现精密的同步传动。
这种平面性传动器，结构简单，安装时对两个轴的同轴度要求不高。
由于是采用平面相吸的原理，因此气隙越小，扭矩越大。
但同时，在磁场的作用下，轴向力（互相吸引）也成正比变化。
轴向力是这种平面型传动器的主要缺点。
另外，由于传递的扭矩大小与圆盘面积有关，因此，这种传动器的扭矩不能做的太大，否则会导致尺寸过大，安装困难。
结构简单，成本低廉，是平面型传动器的主要优点。
因此在某些微型隔离传动方面有成功应用。
目前，常用的简单结构平面型传动器，扭矩一般都在10Nm以下。
同轴型传动器同轴型传动器，是目前应用最广的同步传动器。
典型的应用，就是磁力泵。
如图，是同轴型传动器的结构一般来说，同轴型传动器包括如下几个部分：外转子，内转子，隔离套，轴承系统。
永磁联轴器能与特色
永磁联轴器功能与特色发布者：admin 发布时间：2011-5-16 16:24:52 阅读：447次【字体：大中小】永磁联轴器和永磁调速器是美国的专利技术，是一种没有机械连接的扭矩传递设备，最早应用于海军舰艇，是一项革命性的新技术。
一、原理永磁联轴器：是通过铜/铝导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输的装置，可实现电动机和负载间无机械链接的传动方式。
其主要结构为：磁转子组件，由若干稀土永磁体组成，连接于负载侧。
铜/铝导体转子组件，连接于电机侧。
永磁调速驱动器：则是具备调整气隙的机构及其执行器, 可在线随时调整气隙达到调整负载设备的输出转速, 达到调速节能的目的。
二、应用领域永磁联轴器与永磁调速驱动器可广泛应用于发电、冶金、石化、水处理、采矿与水泥、纸浆及造纸、暖通空调、海运、灌溉等行业节能。
在上述行业，应用类型为泵、风机、离心负载、散货处理、输送带、及其它机械装置，应用前景非常广阔。
三、典型技术特点1. 通过对负载的转速调整，实现高效节能；实际应用数据表明，在转速不变的情况下，即可降低电机电流5-10%；2. 可通过控制器进行控制，可接受压力、流量、液位等控制信号；3. 实现软启动，解决堵转等问题；4. 消除系统振动，延长系统设备寿命，提高可靠性；5. 适应于各种严酷工作环境：电网电压波动较大、谐波含量较高、易燃、易爆、潮湿、粉尘含量高等场所；6. 不产生谐波, 不受电网电压波动影响。
四、功能特点＊可靠/低维护无需外接电源即可工作；可在高温/低温、潮湿；肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等各种恶劣环境下工作。
＊减轻振动 ~ 实现电动机和负载间无机械链接的传动方式，大幅减轻系统振动；＊完全软启动，堵转自动保护；＊安装方便 ~ 安装时无需激光校准；无需增加空调、防尘等其它设施。
转差率节能率时间 (秒)永磁联轴器启动特性与节能永磁联轴器应用场合：理想应用场合：- 输送带 (减少皮带冲击)- 周期性负载堵转- 脉冲型的负载 (引擎,往复式空压机) - 热胀冷缩 (吸收对中不准度)- 因对中不易引发异常振动1. FGC产品线∙功率上限到3,700KW∙可应用于变扭矩与定扭矩的场合∙可以传动较高的启动扭矩2. MGD产品线MGD延时型永磁联轴器，除有上述的特点外，还有：∙启动时，将气隙从3mm增加到4.8mm；∙气隙增大减小了50%的启动扭矩，因而具备平滑启动能力；∙MGD在联轴器内部建立了部分断开的特性，在负载堵转时，能保护电机和系统；∙在高扭矩发生时，因产生过度滑移而产生排斥力使磁盘与铜盘分开，减少扭矩的传输；∙该排斥力分开电机与负载，当电机停机后自动复位；∙功率上限到 1,500KW。
联轴器的工作原理及应用
联轴器的工作原理及应用1. 联轴器的基本概念联轴器是一种用于连接两个轴的机械装置，使其能够在旋转时传递动力和转矩，同时允许一定程度的轴向和角向偏差。
它广泛应用于工程机械、电力设备、冶金设备等领域。
2. 联轴器的工作原理联轴器的工作原理主要包括以下几个方面：2.1 轴向传动联轴器通过轴向连接两个轴，使得两个轴能够在旋转时传递动力和转矩。
当一个轴转动时，通过联轴器将转动的力矩传递给另一个轴，实现轴间的动力传递。
2.2 角向偏差补偿联轴器能够容许一定的轴向和角向偏差，通过联轴器的柔性连接，可以使得轴在旋转过程中发生一定的角度偏差时，保持稳定的工作状态。
在旋转过程中，联轴器能够根据轴的角度偏差进行相应的调整，从而保持平稳的运行。
2.3 良好的耐久性和可靠性联轴器通常采用高强度材料制造，具有良好的耐久性和可靠性。
它能够承受较大的转矩和载荷，同时具备一定程度的防震和抗振能力，保证了工作的稳定性和可靠性。
3. 联轴器的应用领域联轴器广泛应用于各个工业领域，其中一些常见的应用领域包括：3.1 机械传动系统联轴器在机械传动系统中起着重要的作用。
它能够连接两个轴，将动力和转矩传递给被驱动轴，实现机械设备的动力传动。
常见的机械传动系统应用包括传动带、变速箱、离合器等。
3.2 动力转向系统在汽车、船舶等动力转向系统中，联轴器用于连接转向器和前轮，将动力从发动机传递到前轮，实现转向功能。
联轴器能够承受较大的转矩和载荷，保证了转向系统的稳定性和可靠性。
3.3 机械加工设备在机械加工设备中，联轴器用于连接电动机和工作台、切割刀具等设备，将电动机的动力传递到工作台，实现物体的加工和切割。
通过联轴器的柔性连接，能够适应不同运动需求，保证了机械加工的精度和效率。
3.4 发电设备在发电设备中，联轴器用于连接发电机和发电机组，将发电机的旋转动力传递给发电机组，实现电能的转换和输出。
联轴器的高强度和可靠性保证了发电设备的安全和稳定运行。
联轴器工作原理及用途（联轴器必备知识节选）
联轴器工作原理及用途（联轴器必备知识节选）联轴器的作用就是把水泵轴与泵动机轴联接起来一同旋转。
联轴器又称联轴节、对轮、靠背轮等等。
常见的联轴器有刚性联轴器、弹性联轴器、齿形联轴器、液压联轴器等。
联轴器工作原理及用途1 、联轴器功能：用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。
2 、联轴器的类型：联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。
根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。
联轴器的主要类型、特点及其在作用类别在传动系统中的作用刚性联轴器 -- 只能传递运动和转矩，不具备其他功能包括凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。
挠性联轴器 -- 无弹性元件的挠性联轴器，不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能包括齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器等。
有弹性元件的挠性联轴器，能传递运动和转矩；具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用，改善传动系统的工作性能包括各种非金属弹性元件挠性联轴器和金属弹性元件挠性联轴器，各种弹性联轴器的结构不同，差异较大，在传动系统中的作用亦不尽相同安全联轴器-- 传递运动和转矩，过载安全保护。
挠性安全联轴器还具有不同程度的补偿性能包括销钉式、摩擦式、磁粉式、离心式、液压式等安全联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格等，参考各类联轴器的特性，选择一种合用的联轴器类型。
磁性联轴器原理
磁性联轴器原理
磁性联轴器是一种利用磁场传递扭矩的装置，它通过磁力连接来实现两个轴之间的传动。
磁性联轴器由一个主轴和一个从轴组成，它们通过一对磁场产生器相互耦合，实现传递扭矩的目的。
磁场产生器通常由一个定子和一个转子组成。
定子由一个或多个电磁线圈组成，通过通电来产生磁场。
转子则是一个圆环状的铁芯，它被放置在定子的磁场中并可以自由旋转。
当电磁线圈通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿透转子。
由于转子是由铁芯制成的，它会被磁场吸引并跟随磁场的方向旋转。
这样，转子就会带动从轴旋转。
与此同时，由于主轴与从轴之间存在磁力耦合，从轴也会受到磁场的作用，产生一个与主轴相同方向的旋转力矩。
这样，主轴上的扭矩就会通过磁场传递到从轴上。
磁性联轴器的传动特点是具有很好的隔离性能，使得主轴和从轴之间的传动没有实质性的机械接触，从而减小了传动中的摩擦和磨损。
同时，由于磁性联轴器没有机械连接，所以可以在不同轴线上实现同步传动，提高了传动效率和精度。
总的来说，磁性联轴器通过磁力连接实现主轴和从轴之间的传动，具有隔离性能好、传动效率高等优点。
它被广泛应用于需要精确传动和无机械接触的领域，如高速机械、精密仪器等。
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永磁涡流联轴器原理及应用
永磁涡流联轴器原理及应用。
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。
磁性联轴器原理
磁力传动联轴器主要有2种结构:平面磁力传动联轴器和同轴磁力传动联轴器。
磁体以轴向充磁,耦合磁极成轴向配置的叫平面磁力传动联轴器。
磁体以径向充磁,耦合磁极成径向配置的叫同轴磁力传动联轴器,如图1所示。
现以同轴磁力传动联轴器为例,来说明其工作原理。
磁力传动联轴器由外磁体、内磁体和隔离罩组成。
内、外磁体均由沿径向磁化且充磁方向相反的永磁体组成,永磁体以不同极
性沿圆周方向交替排列,并固定在低碳钢钢圈上,形成磁断路连体。
隔离罩采用非铁素体(因而是非磁性)的高电阻材料制造,一般用奥氏体不锈钢。
在静止状态时,外磁体的N极(S极)与内磁体的S极(N极)相互吸引并成直线,此时转矩为零,如图3所示。
当外磁体在动力机的带动下旋转时,刚开始内磁体由于摩擦力及被传动件阻力的作用,仍处于静止状态,这时外磁体相对内磁体开始偏移一定的角度,由于这个角度的存在,外磁体的N极(S极)对内磁体的S极(N极)有一个拉动作用,同时外磁体的N极(S极)对内磁体的前一个N极(S极)有一个推动作用,使内磁体有一个跟着旋转的趋势,这就是磁力联轴器的推拉磁路工作原理。
当外磁体的N极(S极)刚好位于内磁体的2个极(S极和N极)之间时,产生的推拉力达到最大,如图4所示,从而带动内磁体旋转。
在传动过程中,隔离罩将外磁体和内磁体隔开,磁力线是穿过隔离罩将外磁体的动力和运动传给内磁体的,从而实现了无接触的密封传动。
应用领域
磁力传动联轴器的成功应用之一是其与泵的结合——磁力泵。
以前，它作为贵重的特殊产品迫不得已时才选用，现在它的应用领域很宽。
石油化工、医药、电影、电镀、核动力等行业中的液体大都具有腐蚀性、易燃、易爆、有毒、贵重，泄漏带来工作液体的浪费与环境污染；真空、半导体工业要防止外界气体的侵入；饮食、生物、医药要保证介质的纯净卫生。
磁力传动联轴器在这些领域找到了用武之地，可以说磁力泵是磁性材料的一大市场。
将磁力传动联轴器特别是永磁联轴器应用于阀门上，阀杆不穿过阀盖，省略了填料函，得名为全封闭无填料永磁传动阀。
该阀门由于无填料函，可长期安全可靠地运行；阀杆与填料间无摩擦力矩，转动省力；负压操作无外界气体进入。
截止阀、闸板阀、球阀、碟阀等一切工业阀门均可以改造成全封闭阀门。
反应釜是化工厂广泛使用的一种混合反应设备，液体
的搅拌往往在压力下进行，反应物具有一定的温度和腐蚀性、挥发性，因此，转轴的密封成为反应釜的一个重要问题。
带有搅拌器的反应设备应用磁力传动，除实现了绝对密封之外，尚可避免介质的氧化和冷凝。
国内外概况
随着磁性材料的发展以及新型磁性材料的出现,磁力传动联轴器传递的扭矩将愈来愈大,体积将愈来愈小,它的应用范围将愈来愈广,除了泵和反应釜以外,阀门、液压缸和气缸以及其他一些需解决动密封泄漏问题的场合都可应用。
可以预计,磁力传动联轴器将会有一个非常广阔的市场前景。
磁力传动联轴器在工业发达国家已形成专业标准，有定型产品在国际市场出售。
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