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（1）適用范圍
磁粉離合器適用于機械傳動系統(tǒng)主、從動端離合和控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩、調(diào)節(jié)速度、張力控制、空載啟動、過載保護、伺服驅(qū)動、測試加載、換向等自冷式、風冷式、液冷式、電風扇冷卻式離合器。
（2）型式
1）按從動轉(zhuǎn)子結(jié)構型式
①柱形轉(zhuǎn)子離合器，代號省略。
②杯形轉(zhuǎn)子離合器，代號B。
③筒形轉(zhuǎn)子離合器，代號T。
④盤形轉(zhuǎn)子離合器，代號P。
2）按聯(lián)接安裝型式
①軸輸入、軸輸出，單面或雙面止口支撐式，代號省略。
②軸輸入、軸輸出，機座支撐式，代號J。
③軸輸入、軸輸出，單面直角板支撐式，代號M。
④法蘭盤輸入，空心軸輸出，空心軸（或單止口）支撐式，代號K。
⑤法蘭盤輸入，單側(cè)或雙側(cè)軸輸出，單面止口支撐式，代號D。
⑥齒輸（或帶輪、鏈輪）輸入，軸輸出，單面止口支撐式，代號C。
3）按冷卻方式
①自然空氣冷卻（簡稱自冷式），代號省略，
②強制通風冷卻（簡稱風冷式），代號F，
③液（水或油）冷卻（簡稱液冷式），代號Y。
④電風扇冷卻（簡稱扇冷式），代號S。
4）按應用類別
①聯(lián)接（一般離合）代號省略。
②調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速（控制系統(tǒng)用），代號A。
③快速離合，代號G。
（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*。
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 冷 式 |
液 冷 式 | ||
|
許用滑差
功率{P}(W) |
許用滑差
功率{P}(W) |
風量
(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、特點與應用
磁粉離合器超脫了常規(guī)離合器的摩擦實質(zhì)，而實現(xiàn)了磁粒子設計。工作原理如圖下圖所示，它是在主動件（轉(zhuǎn)子）6和件3、7、8組成的從動件外殼之間的氣隙內(nèi)，填有磁粒子5，磁粒子是一些體積微�。ù蠹s40μm）、導磁率高、矯頑力低、耐磨損的磁粉。作為磁粉原材料的有FeCoNi粉、FeALCr粉、Crl3粉等。將原料粉加入潤滑劑加以跑合制成馬鈴薯狀磁粒。線圈未通電時，磁粒子處于松散狀態(tài)，靠離心力作用甩在外殼的內(nèi)壁，主動件、從動件處于脫離狀態(tài)，如下圖（a）所示。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，連接轉(zhuǎn)子與外殼，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。該裝置的特點主要有以下幾方面。
①轉(zhuǎn)矩與勵磁電流在5%～95%范圍內(nèi)成線性關系，當勵磁電流保持不變時，轉(zhuǎn)矩會穩(wěn)定的傳遞。
②轉(zhuǎn)矩僅取決于勵磁電流的大小，而與主、從動側(cè)的滑差無關，其他轉(zhuǎn)矩與靜轉(zhuǎn)矩相同。
③快速響應，轉(zhuǎn)矩上升、下降時間都極短，因此可以用于頻繁啟停、換向場合。
④控制功率小，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，易于實現(xiàn)自動控制。
⑤運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無振動，無沖擊，低噪聲，可實現(xiàn)過載保護。
⑥與摩擦片式電磁離合器相比，無摩擦部件，壽命長，可靠性高，結(jié)構簡單，易于維護。
其缺點是在離合制動期間粒子之間的摩擦要產(chǎn)生熱量，導致穩(wěn)定性下降，再現(xiàn)性差，以至于出現(xiàn)殘余拖拉。磁粉作為一種磨料，產(chǎn)生微細粉末通過轉(zhuǎn)子密封處泄漏到軸承或其他間隙部位，對工藝過程會造成污染。
鑒于上述特點磁粉離合器在多種領域得到應用。如機械的快速離合、制動；試驗裝置的加載器，如發(fā)電機、電動機、減速機、液壓元件轉(zhuǎn)矩測量時的加載；尤其適用于恒張力控制系統(tǒng)，如印刷機、造紙機、拉絲機、染布機、繞線機、金屬板材帶材加工設備。
磁粉離合器的結(jié)構與材料
（1）形式
磁粉離合器按從動轉(zhuǎn)子結(jié)構形式分為：柱形、杯形、筒形、盤形。
按連接安裝形式分為：
①軸輸入，軸輸出，單面或雙面止口支承式、機座支承式、單面直角支承式；
②法蘭盤輸入，空心軸輸出，空心軸（或單止口）支承式。
③法蘭盤輸入，單側(cè)或雙側(cè)軸輸出，單止口支承式；
④齒輪（或帶輪、鏈輪）輸入，軸輸出，單止口支承式。
按冷卻方式分為：自然空氣冷卻、強迫通風冷卻、液冷卻、電風扇冷卻。
（2）三種典型結(jié)構
如下圖所示為復隙式線圈旋轉(zhuǎn)磁粉離合器。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，轉(zhuǎn)子2與從動軸10連接。主動殼體與從動轉(zhuǎn)子裝在同一支承軸9上。在轉(zhuǎn)子和主動部分的工作間隙中充填以導磁率高、耐熱性好的磁粉5，為防止漏磁，殼體兩側(cè)的一個零件應采用非導磁材料制成。當電流經(jīng)滑環(huán)8通入線圈，在主動殼體、杯形從動轉(zhuǎn)子和工作間隙間形成閉合磁通，磁粉被磁化，形成磁粉鏈，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。線圈斷電后磁通消失，磁粉處于松散自由狀態(tài)。由于主動件旋轉(zhuǎn)，磁粉在離心力作用下甩到工作間隙外側(cè)，主、從動件脫離。這種結(jié)構緊湊體積小，質(zhì)量輕，一端固定，安裝調(diào)試也比較方便，但因有滑環(huán)，整個結(jié)構又是懸臂布置，故不宜承受較大載荷，主要用于控制系統(tǒng)。
磁粉離合器.gif)
如下圖所示為單隙式線圈旋轉(zhuǎn)磁粉離合器。較大慣性的轉(zhuǎn)子2用鍵與從動軸1連接，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、9連接組成的主動件，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。為防止磁粉漏出，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入滾動軸承。線圈旋轉(zhuǎn)式供電需導電滑環(huán)、電刷及觸頭，安裝在固定支架上。這種結(jié)構形式供電可靠性差，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，而給整機性能帶來影響。
磁粉離合器.gif)
如下圖所示為單隙式線圈靜止磁粉離合器。線圈6安裝在定子7的槽內(nèi)，定子兩側(cè)與支承蓋2連接，組成一閉式的固定殼體。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，磁粉9充填在主、從動轉(zhuǎn)子間的間隙中，為防止磁短路，在主動轉(zhuǎn)子上嵌有隔磁環(huán)5。此外，在主動轉(zhuǎn)子的端蓋上裝有風扇葉片3，以適應在有滑差下工作時，可加速熱量的散發(fā)。這種無滑環(huán)結(jié)構不產(chǎn)生火花和磨損，供電可靠，空載轉(zhuǎn)矩小，但因有非工作間隙，故勵磁功率比線圈旋轉(zhuǎn)式大，因而其體積較大。
（3）磁粉離合器的主要材料
①導磁體。對構成磁路的各個零件，一般都應選用磁導率高，矯頑力和飽和磁化強度大的軟磁材料制成，常用軟磁材料有工業(yè)純鐵（含碳量0.02%～0.025%）、硅鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、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，而對傳遞轉(zhuǎn)矩大的離合器，則用15鋼或20鋼。這些材料均須適當?shù)臒崽幚砑氨砻嫣幚硪缘玫搅己玫拇判阅�。對于不太重要的離合器，也可用鑄鐵做導磁體。
②隔磁體。隔磁體的作用是阻止磁通泄漏，確保磁通構成回路，增加磁場強度。它必須具有很低的磁導率，可用銅、鋁、工程塑料等作為原料。
③磁粉。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，對其要求有；具有高的磁導率和低的矯頑力，力求傳遞轉(zhuǎn)矩能力而電流斷開后的剩余轉(zhuǎn)矩��；耐熱性好，在高溫（300～500℃）下無明顯氧化，不燒結(jié)成團，耐腐蝕，能保持離合器的性能穩(wěn)定；流動性好，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。
①鐵鈷鎳基合金磁粉。耐磨性和抗氧化性較好，可不經(jīng)熱處理，混入適量的潤滑劑加以跑合即可使用。
②不銹鋼系磁粉。它是一種耐腐蝕，抗氧化的高導磁磁粉，并有較好的磁性能、耐熱性和耐磨性。
③羰基鐵粉。其磁性能較好，但不耐熱，高溫易氧化并燒結(jié)成團，流動性差，使用壽命低，只能用于溫度不高的場合。
④鐵鋁鉻系和鐵硅鉻系磁粉。其磁性能、耐熱性和耐磨性也都比較好。
此外，鐵氧體磁粉的耐熱性最高，但磁性能差，可用于某些特殊場合。
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，如加入潤滑劑，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，從而保持其性能的穩(wěn)定性。
磁粉顆粒的球形度和流動性密切相關，球形度愈高，其流動性愈好，有利于快速離合，還可減少離合器的滑差工況下工作面的磨損。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。國外產(chǎn)品70%呈土豆狀，30%呈球形。
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。顆粒小的球形細粉末，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，只能用于工作間隙大，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，片狀微粒一般不宜作為磁粉使用。
JB/T5988—1992磁粉離合器給出了離合器的基本參數(shù)與6種連接、安裝形式的主要尺寸。GB/T9149-1988磁粉離合器通用技術條件規(guī)定了離合器的正常工作條件、結(jié)構要求、性能要求、制造要求等。專業(yè)生產(chǎn)廠應按照上述標準制造出通用的產(chǎn)品系列。
機座式磁粉離合器的基本參數(shù)和外形安裝尺寸如下圖所示及見下表。
機座式磁粉離合器基本參數(shù)
|
型號 |
ZAJ-0.6 |
ZAJ-1.2 |
ZAJ-2.5 |
ZAJ-5 |
ZAJ-10 |
ZAJ-20 |
ZAJ-40 |
|
公稱轉(zhuǎn)矩/N·m
勵磁電流/A
許用滑差功率/W
質(zhì)量/kg |
6
0.9
80
6.5 |
12
1
120
7.5 |
25
1.6
200
9.0 |
50
2.5
300
10 |
100
2.5
460
15 |
200
2.5
720
42 |
400
3.0
1000
65 |
機座式磁粉離合器外形與安裝尺寸 /mm
|
型號 |
d |
d1 |
H |
H1 |
L |
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
L5 |
b |
|
ZAJ-0.6
ZAJ-1.2
ZAJ-2.5
ZAJ-5
ZAJ-10
ZAJ-20
ZAJ-40 |
12
15
20
25
30
35
45 |
9
9
9
11
11
13
13 |
144
165
214
214
240
400
418 |
80
90
120
130
170
200
220 |
155
188
235.5
285
360
365
460 |
30
30
43.5
60
65
65
95 |
12.5
29
40
40.5
50
60
80 |
70
70
80
84
110
135
220 |
120
155
165
192
255
285
300 |
140
180
200
224
314
340
380 |
4
5
6
8
8
10
14 |
空心軸式磁粉離合器的基本參數(shù)和外形安裝尺寸如下圖所示及見下表。
空心軸式磁粉離合器的基本參數(shù)
|
型號 |
ZA-1.2 |
ZA-2.5 |
ZA-5 |
ZA-10 |
ZA-20 |
|
公稱轉(zhuǎn)矩/N·m
勵磁電流/A
許用滑差功率/W
質(zhì)量/kg |
12
1.6
180
5 |
25
1.6
300
7.5 |
50
2
600
10 |
100
2.5
800
15 |
200
3
1000
30 |
空心軸式磁粉離合器的外形與安裝尺寸 /mm
|
型號 |
d |
D |
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
L |
L1 |
L2 |
M1 |
M2 |
b |
|
ZA-1.2
ZA-2.5
ZA-5
ZA-10 |
18
20
28
35 |
160
180
230
280 |
83
93
102
130 |
80
90
100
125 |
68
80
85
110 |
80
90
100
125 |
108
144
150
195 |
10
12
20
20 |
31
55
55
58 |
9
9
8
10 |
5
6
8
10 |
5
6
8
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