磁粉离合器及其应用

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图２ 激 磁 电流 — — 力矩 特 性 曲线
《 机电技术 》２ １ ０ｏ年第 ４期
机 电研究及设计制造
２２ 磁 粉离合 器 的滑差特 性 ． 滑差特 性 是 指 当激 磁 电 流 保 持 不 变 时 ，其 传达 的转矩 不受传 动件 与从动 件之 间差速（ 滑
２１ 磁粉 离 合器 的静 特性 ．
Байду номын сангаас
８ 成 的 从 动 件 外 壳 之 间 的 气 隙 内 ， 填 有 磁 粒 组
子５ ，磁 粒 子 是 一 些 体 积 微 小 （ 约 ４ ￣ 、 导 大 ０ｔ ｍ）
磁 率 高 、矫 顽 力 低 、耐 磨 损 的 磁 粉 。作 为 磁 粉
磁 粉 离 台器 的静特 性是 指其 传递 的转 矩 与激 磁 电流 之 间存在 着 线性 关系 ， 改变激 磁 电流数 值 ，
图 １ 磁 粉 离 合 器 工 作 原 理
１ 圈；２磁轭 ：３从 动件 外壳 ；４隔 磁环 ． 线 ． ． ． ５磁粉 粒子 ：６主动 件 ；７ ． 动件辐 板 ． ． 、８从
２ 磁 粉 离 合 器 的特 性
磁 粉 离合 器 是根 据 电磁 原 理和 利用 磁 粉传 递
１ 磁粉 离合器的工作原理
磁粉 离 合器 是 电磁 离合 器 的一 个 重要 分 支 ， 是近 十几年 来发展 起来 的一种 新型机 电产 品 ， 它不
场 强度 的增加 而增大 ，直 到饱和 为止 。
１ ２ ３ ４
仅是 一种传动 用 的基础 零部件 ， 且也 是一种 非常 而
理想 多用途 的 自动 控制元 件 。 它具有 传递 转矩 与控 制激磁 电流 成线性 关系 而与滑 差转速 基本无 关 ， 控
磁粉 离合器在 电梯调速系统、卷取机恒 张力 系统 以及在汽车差速系 统中的应 用。
关 键 词 ：磁 粉 离 合 器 ；静 特 性 ；滑 差特 性 ； 调 速 系 统 ；恒 张力 ； 差速 系 统 中 图分 类号 ：Ｔ ２ １．３ 文 献标 识码 ：Ａ 文 奄 编 号 ： １７ －４ ０ （０ ００ －０ ３ ０ Ｐ １ ５ ６ ２ ８ １ １）４ ６ － ３ ２
可对 传 递转 矩进 行 线性调 节 Ｊ 。其特 性 曲线 如 图
２ 示。 所
原 材 料 的有 Ｆ Ｃ Ｎｉ 、Ｆ ＡＬ ｒ 、Ｃ ｌ粉 等 。 ｅｏ 粉 ｅ Ｃ粉 ｒ３
将 原 料 粉 加 入 润 滑 剂 加 以 跑 合 制 成 马 铃 薯 状
；
磁 粒 。线 圈 未 通 电时 ， 磁 粒 子 处 于 松 散 状 态 ， 靠 离 心 力 作 用 甩 在 外 壳 的 内壁 ，主 动 件 、从 动 件 处 于 脱 离 状 态 ， 如 图 １ａ所 示 。安 装 在 磁 轭 （）
磁 粉 离 合 器 是 超 脱 了 常 规 离 合 器 的 摩 擦 实
质 ，而 实 现 了磁 粒 子 设 计 。就 其 传 递 转 矩 的特 征 来 讲 ，它 属 于 摩 擦 离 合 器 ，就 其 联 结 力 形 成 的 方 法 来 讲 ， 则 属 于 电 磁 离 合 器 。 其 工 作 原 理 如 图 １ 示 ，它 是 在 主 动 件 ｆ 子 ）和 件 ３ ７ 所 转 ６ 、 、
机 电研究及设计制 造
《 电技术 》２ １ 机 ０ ０年第 ４期
磁 粉 离合 器及其应 用
刘建建 陈祝 平
（ 美 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 福 建 厦 门 ３ １２ １ 集 ６０ １
摘
要 ：介绍 了磁粉离合器 的工作原理及其重要 的基本特 性，指 出了磁粉离合器 的性 能优 缺点 。同时，简单介绍 了
２ 的 励 磁 线 圈 １ 电后 ， 磁 场 作 用 下 磁 粒 子 中 通 在
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Ｏ ２ ４ ０ ０ ６ ０ ∞
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形 成 “ 粉 链 ” ，连 接 转 子 与 外 壳 ，如 图 １ｂ 磁 Ｊ （） 所 示 。当 主 动 转 子 向某 一 方 向 旋 转 时 ，靠 磁 粉 问 的 电 磁 力 造 成 的 摩 擦 力 把 转 矩 从 主 动 转 子 传 递 到 从 动 转 子 。 粉 离 台 器 所 能 传 递 的转 矩 磁 由磁 粉 链 的剪 切 强 度 决 定 ， 剪 切 强 度 又 随 磁 而
出，又 能 自由改变 转矩 值 ，从而 得到更 宽 的调速 范 围 ，并且 当采用 剩磁 很少 的工 业纯 铁制 作磁粉 离合 器 时，调速 范 围可 以在５ ％～１０ ）。 ０ ％Ｌ Ｊ
差转速 ） 的影 响 ， 即 静 力 矩 与 动 力 矩 无 差 别 。 其特 性 曲线 如 图 ３所 示 。这是 因为磁粉 离合 器主 要是 靠磁粉 的剪切 力来 传递 力矩 的 。由 图 ３还可 以看 到 ，当滑差速 度较 小 时，力矩 大致 是相 等 的； 当滑 差速度 比较 大对 ，力矩减 小 。这是 由于 在滑 差速 度较大 时 ，磁粉 受 离心力 作用 而使 剪切 力 降 低 ，或 者 由于磁粉 分布 不均造 成力矩 减 小 。
制功 率小 ， 快 速 响应 好等优 异特 性 ， 还 具有 结构
简单 、调 节 方便 、运 行 可靠 等 优 点 Ｌ 。它 广泛 应 Ｊ Ｊ 用 于机 械 、电子 、化工 、纺织 、家 电，如机 械 的快 速 离合 、制动 ；试验装 置 的加载器 ，如 发 电机 、电 动机 、减速机 、液压 元件转矩 测量 时 的加载 ；尤其 适 用于恒 张力控 制 系统 ，如 印刷 机 、造 纸机 、拉 丝 机 、染布 机 、绕 线机 、金属板 材带材 加工 设备 ，可 进 行启 动 、制 动过程 控制 ， 度调 节， 速 过载保 护 ，使 设备实行 匀速加 载 。
转 矩 的 。它具 有激 磁 电流和 传递 转矩 基 本成 线性
关 系 。在 同滑 差无 关 的情 况 下 能够传 递 一定 的转 矩 ，具 有 响应 速度 快 、 结构 简单 、无 污 染 、无 噪 音 、无 冲 击振 动节 约 能源 等 优 点 。磁 粉 离合 器基 本 特性 有 ：