|
1．工作原理
永磁渦流聯軸器與普通連軸器在結構上基本相似，即也分主動端和被動端，在此稱為“永磁半聯軸節”和“銅體半聯軸節”。其中“永磁半聯軸節”上裝有多極磁環（N、S間隔排列），“銅體半聯軸節”相對磁環的面上裝有銅或鋁板。當“永磁半聯軸節”為主動端相對金屬板做旋轉運動時，多極磁環的各磁極連續掃過金屬板表面，從金屬板表面看多極磁環就是一個變化的磁場，因此該面上就會產生渦電流。根據法拉第電磁感應原理，該渦電流將產生一個與多極磁環相反方向的感應磁場，兩個磁場相互作用即使被動端的“銅體半聯軸節”受到一個磁轉矩的作用而隨之異步轉動。
2．性能特點
根據永磁渦流聯軸器的工作原理，它主要有以下特點：
1）它是靠非接觸的磁力傳遞轉矩。主、被動端不存在機械聯結，因此對安裝時的對中精度沒有嚴格的要求；本設計的對中偏差在3mm以內均可正常工作。
2）主、被動端之間不存在機械振動的傳遞。據不完全統計，90%以上機械聯軸器失效是因對中誤差引起的高頻機械振動導致銷柱或螺栓疲勞失效而損壞。
3）具有軟啟動功能——尤其對于大功率電機具有過載保護作用。永磁渦流聯軸器屬于異步磁力驅動器，其原理類似于異步感應電機。只有永磁體與銅體之間存在相對運動時，才能產生感應磁場。同時，它又具有相對恒定磁矩的特性，即當聯軸器的結構已經確定，其最大輸出磁轉矩既為定值，當負載超出該值時即滑脫，而不會將電機“悶死”。
4）對外載導致轉速波動具有自動調節功能。永磁渦流聯軸器的輸出磁轉矩與其相對轉速差或“滑差率”成正比關系。電機啟動瞬間，被動端可視為靜止不動，聯軸器輸出的磁轉矩隨著電機轉速逐漸增大到同步轉速而逐漸達到最大值，此時的滑差率最大，該值應大于負載的啟動轉矩；由此可見，電機在啟動的瞬間所受載荷并非拖動設備的啟動載荷。
隨著負載的轉動，滑差率逐漸減小，磁轉矩也隨之減小，達到負載的額定轉矩后，滑差率便保持在設定的額定值上，此時聯軸器輸出的磁轉矩即為額定磁轉矩。本設計的額定轉差率為5.33%。當負載突然增大，其轉速必然降低，反映在聯軸器上是滑差率增大，進而磁轉矩增大，負載得到加速力后轉速增加，滑差率隨之下降到額定值，重新進入平穩運行過程。以上調節過程有聯軸器自動完成，無需人工操作。
5）維護與壽命
永磁渦流聯軸器因工作中沒有機械接觸與摩擦，因此無需任何日常維護。永磁渦流聯軸器的使用壽命決定于磁鋼的使用壽命。磁鋼的主要失效形式就是磁性能衰退乃至失磁。
引起磁性能降低的主要因素有：受到外來強磁場的退磁作用、使用溫度超過磁鋼允許工作溫度、長久強烈振動、老化失效。其中前三種情況在使用中有可能意外出現，而老化問題目前還沒有研究資料給出具體時間數據；另外從“永久磁鐵”的名稱中可推知，當因老化而失磁的時候，恐怕不是海枯了，就是石爛了吧！磁性能對溫度影響極為敏感。本設計選用磁鋼的允許工作溫度為120℃。據資料介紹，永磁渦流聯軸器的傳動效率可達到98.5%（齒輪連軸器98.5%～99.5%，十字滑塊連軸器95%～97%，萬向節98%～99%），損耗掉的能量即轉換成了熱能。因此，永磁渦流聯軸器必須根據使用情況確定采取有效的冷卻措施。熱量主要來自于產生渦電流的銅體旋轉體，因此結構上可根據具體情況加裝散熱片即可。
3．結構、設計及安裝特點
1）永磁渦流聯軸器的銅旋轉主本體、付本體、聯結定距環和聯結軸套均采用普通碳鋼制造；磁旋轉本體采用L104鋁材制造；磁旋轉體在磁鋼安裝完畢后，全部用1mm的不銹鋼板包覆。聯軸器輸出磁轉矩與磁鋼總體積Vm和有效回轉半徑Rc長正比關系。
2）磁轉矩的設計計算是永磁渦流聯軸器設計的關鍵環節，其設計特點是必須在動態下模擬轉動狀態進行計算。首先建造聯軸器的三位模型，利用有限元軟件進行動態分析計算，然后再進行結構優化，最后達到設計要求。因此該產品在技術含量上具有一定的附加值。
3）永磁渦流聯軸器現場安裝步驟如下：
① 將銅旋轉主體安裝于原動機軸上；
② 先將銅旋轉付體、聯結定距圈先后套在待拖動設備的軸端，然后將磁旋轉體安裝
在待拖動設備的軸上；
③ 找正，調整銅旋轉主體與磁旋轉體相對面的間隙（本設計為3.5mm），旋轉其中
之一，大體校對兩個旋轉件的回轉中心（本設計偏差不大于3mm），大體校對兩個旋
轉件相對面的傾角（本設計偏差不大于0.6度），即旋轉件徑向對面間隙差值不大于
3.5mm。將原動機及設備固定妥。
④ 將聯結定距圈安裝于銅旋轉主體上；
⑤ 將銅旋轉付體安裝于聯結定距圈上；
⑥ 緊固六只聯接螺栓；手動相對旋轉主、被動體，檢查有否碰磨現象；檢查無誤啟
動試運行。
運行約30分鐘和60分鐘后分別檢查銅旋轉主、付體的溫升情況，若溫升明顯且且較高，并有繼續上升的趨勢，應考慮在銅旋轉主、付體上加裝散熱片裝置。
4．派生型永磁渦流聯軸器
以上介紹的永磁渦流聯軸器稱為標準型或恒矩型聯軸器，即設計時只考慮在電機額定轉速下的，輸出磁轉矩達到負載的額定轉矩即可。然后效核啟動時的瞬態及穩態磁轉矩是否滿足負載啟動要求。這種聯軸器一般設計為單聯式，結構相對簡單。
1）定矩型
定矩型永磁渦流聯軸器的特點是，不僅考慮額定轉矩，而且還要考慮控制啟動時最大磁轉矩。聯軸器一般設計為雙聯式，其中一聯磁旋轉體可軸向移動自動調節磁體與銅體之間的間隙，從而達到控制磁轉矩的目的。
2）調速型
調速型永磁渦流聯軸器是在定矩型的基礎上，將自動調節磁體與銅體之間的間隙控制磁轉矩，通過一定的機械結構轉變為人工或機電自動調節控制，即成為了調速型永磁渦流聯軸器。其結構較為復雜。
|
