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磁力联轴器对传递转矩的影响

2021-03-04 15:45:59

    传递转矩是磁力联轴器的重要评价指标。影响传递转矩的结构参数主要包括永磁铁磁极对数、永磁铁厚度、气隙厚度、内转子外层厚度。

    1)永磁铁磁极对数对传递转矩的影响。磁极对数一直以来都是磁力联轴器结构设计的一个重要参数。磁极对数直接影响着磁场分布状况,决定了气隙磁场强度大小,因此对电磁感应式磁力联轴器的传递转矩有着重要的影响。将磁极对数作为单因素变量,变化值设为4、8、12、16、20,深受不同磁极对数的磁力联轴器传递转矩随时间的变化曲线,传递转矩随时间先增大后减小,并逐渐趋于稳定。这是由于磁力联轴器刚启动时,工作磁场主要由主动盘上的永磁体提供,随后从动盘上的铜导体切割磁力线产生的感应磁场与永磁体的磁场相互叠加产生大的的感应电流,如此反复,即感应电流先增加后减小之后趋于平稳。同时,随着磁极对数的增加,关系曲线变化越平滑,说明增加磁极对数可以降低联轴器的振动。其中,由于传递转矩有顺时针或逆时针,因此传递转矩数值存在正负之分,但此处仅需关注传递转矩值的大小。转矩趋于稳定时,可以深受输出转矩随磁极对数变化的关系曲线。在确定的范围之内,传递转矩随着磁极对数的增加而逐渐上升,随后呈现下降趋势。

    2)永磁铁厚度对传递转矩的影响 永磁体厚度对联轴器的传递转矩有着重要影响。在其他结构尺寸确定的情况下,永磁体厚度越大,传递的转矩也越大,但是增大永磁体厚度,制造成本会急剧增加。因此,应当在满足传动要求的前提下合理地选择永磁体厚度。将永磁体厚度作为单因素变量,变化值设为4、6、8、10、12,深受不同永磁体厚度下的传递转矩随时间变化曲线。

    起初随永磁体厚度增大,转矩也相应增大;但当永磁体厚度增大到确定程度,转矩的增大程度反而不大,这是由于随着厚度的进一步增大,磁阻以及漏磁相应增大,所增加的磁场的密度几乎全部消耗掉,虽然输出转矩依然在增加,但是增加幅度明显降低且降低磁力联轴器永磁体的利用率。

    3)气隙厚度对传递转矩的影响。气隙厚度越小,磁场强度越大,传递转矩也越大。但是气隙的大小直接关系到装配的难易程度,气隙越大,装配精度越低,装配也就越容易,气隙越小,装配精度越高,装配也就越难,因此合适的气隙厚度对联轴器的设计至关重要。将厚度作为单因素变量,变化值设为1、3、5、7、9,深受不同气隙厚度下的传递转矩随时间的变化曲线。随着气隙厚度增大,传递转矩逐渐减小,呈下降趋势。综合考虑联轴器的制造成本和装配精度,气隙厚度取值为1mm时为好。

    4)内转子外层厚度对传递转矩的影响。磁力联轴器内转子的铜盘主要作用于切割磁感线产生感应磁场,因此内转子铜盘厚度即内转子上外层厚度直接关系到传递转矩的大小,对传递性能有着显著影响。将内转子外层厚度作为单因素变量,变化值设为2、4、6、8、10,深受内转子外层厚度下的传递转矩随时间的变化曲线。随着内转子外层厚度增加,传递转矩先增大后减小,在中间处取得大的值。内转子外层厚度不能太大亦不能太小:若厚度太大,外层磁阻增大,阻碍磁力线透入内转子内层,从而导致传递转矩降低;若厚度太小,电阻越大,铜损耗越大,从而导致传递转矩降低,效率降低。内转子外层厚度4mm左右时,磁力联轴器传递转矩较大,此时为合适。

   


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