磁性聯(lián)軸器

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器的發(fā)明和發(fā)展是和新型永磁材料的不斷出現(xiàn)密切相關(guān)的。最開(kāi)始使用的是鐵氧體材料,其材料來(lái)源廣,價(jià)格便宜,但由于其磁性能較差,在與傳統(tǒng)聯(lián)軸器相同體積的情況下,只能傳遞較小的扭矩,因而限制了磁力聯(lián)軸器的發(fā)展。第二代永磁材料是釤鈷(SmCo5,Sm2Col7)和鋁鎳鈷(AlNiCo),它的磁性能比鐵氧體材料大大增加,因而使得制成的磁力聯(lián)軸器能傳遞較大的扭矩。但是釤鈷和鋁鎳鈷中使用的釤、鈷、鎳儲(chǔ)量稀少,屬于稀缺昂貴的戰(zhàn)略物資,因而價(jià)格很高,從而制約了磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器的發(fā)展。稀土釹鐵硼(NdFeB)永磁材料,其最大磁能積(BH)max達(dá)到286 6kJ/m,成為繼釤鈷和鋁鎳鈷之后的第三代永磁材料。釹鐵硼(NdFeB)不僅磁性能比更加優(yōu)異,而且原材料資源豐富,他可以廉價(jià)的鐵(Fe)代鈷,以豐富的釹(Nd)代釤,故其價(jià)格比釤鈷和鋁鎳鈷低廉,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng),便于推廣應(yīng)用。同時(shí)釹鐵硼的磁能積高,需用量少,加工性能好,可進(jìn)行切削和鉆孔,成品率高,故可縮小磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器的體積,降低成本,提高功效,節(jié)省能源,目前已廣泛應(yīng)用于磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器中。

隨著磁性材料的發(fā)展以及新型磁性材料的出現(xiàn),磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器傳遞的扭矩將愈來(lái)愈大,體積將愈來(lái)愈小,它的應(yīng)用范圍將愈來(lái)愈廣,除了泵和反應(yīng)釜以外,閥門(mén)、液壓缸和氣缸以及其他一些需解決動(dòng)密封泄漏問(wèn)題的場(chǎng)合都可應(yīng)用。可以預(yù)計(jì),磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器將會(huì)有一個(gè)非常廣闊的市場(chǎng)前景。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已形成專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有定型產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)出售。

聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用在各種通用機(jī)械上，用來(lái)聯(lián)接兩根軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)的聯(lián)軸器都必須通過(guò)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的相互聯(lián)結(jié)來(lái)傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，超載時(shí)容易導(dǎo)致部件的破壞。特別是主動(dòng)軸與從動(dòng)軸工作在需要相互隔離的兩種不同介質(zhì)中時(shí)，必須使用密封元件進(jìn)行動(dòng)密封，這樣就存在要么加大旋轉(zhuǎn)阻力來(lái)保證密封可靠，要么密封不嚴(yán)產(chǎn)生泄漏的問(wèn)題。另外，隨著密封元件的磨損、老化，會(huì)加劇泄漏，尤其是在有害氣體(有害液體)存在的系統(tǒng)中，一旦泄漏就會(huì)污染環(huán)境，危及生命。

傳統(tǒng)聯(lián)軸器皆為接觸式聯(lián)軸器,根據(jù)其內(nèi)部是否具有彈性零件,可分為彈性聯(lián)軸器和剛性聯(lián)軸器。彈性聯(lián)軸器內(nèi)部具有金屬?gòu)椈苫蛳鹉z塑料等制成的彈性零件,所以具有緩沖吸振的功能和適應(yīng)軸線偏移的能力。它適用于承受變載荷沖擊以及起動(dòng)頻繁和有正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合,也適用于2軸線不能嚴(yán)格對(duì)中的場(chǎng)合。剛性聯(lián)軸器中沒(méi)有彈性零件,所以沒(méi)有緩沖吸振的能力。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器屬非接觸式聯(lián)軸器,它一般由內(nèi)外2個(gè)磁體組成,中間由隔離罩將2個(gè)磁體分開(kāi),內(nèi)磁體與被傳動(dòng)件相連,外磁體與動(dòng)力件相連。磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器除了具有彈性聯(lián)軸器緩沖吸振的功能外,其最大的特點(diǎn)在于它打破傳統(tǒng)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式，采用全新的磁耦合原理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間不通過(guò)直接接觸便能進(jìn)行力與力矩的傳遞，并可將動(dòng)密封化為靜密封，實(shí)現(xiàn)零泄漏。因此它廣泛應(yīng)用于對(duì)泄漏有特殊要求的場(chǎng)合。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器主要有2種結(jié)構(gòu):平面磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器和同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器。磁體以軸向充磁,耦合磁極成軸向配置的叫平面磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器。磁體以徑向充磁,耦合磁極成徑向配置的叫同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器,如圖1所示。

現(xiàn)以同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器為例,來(lái)說(shuō)明其工作原理。磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器由外磁體、內(nèi)磁體和隔離罩組成。內(nèi)、外磁體均由沿徑向磁化且充磁方向相反的永磁體組成,永磁體以不同極性沿圓周方向交替排列,并固定在低碳鋼鋼圈上,形成磁斷路連體。隔離罩采用非鐵素體(因而是非磁性)的高電阻材料制造,一般用奧氏體不銹鋼。在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),外磁體的N極(S極)與內(nèi)磁體的S極(N極)相互吸引并成直線,此時(shí)轉(zhuǎn)矩為零,如圖3所示。當(dāng)外磁體在動(dòng)力機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),剛開(kāi)始內(nèi)磁體由于摩擦力及被傳動(dòng)件阻力的作用,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)外磁體相對(duì)內(nèi)磁體開(kāi)始偏移一定的角度,由于這個(gè)角度的存在,外磁體的N極(S極)對(duì)內(nèi)磁體的S極(N極)有一個(gè)拉動(dòng)作用,同時(shí)外磁體的N極(S極)對(duì)內(nèi)磁體的前一個(gè)N極(S極)有一個(gè)推動(dòng)作用,使內(nèi)磁體有一個(gè)跟著旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),這就是磁力聯(lián)軸器的推拉磁路工作原理。當(dāng)外磁體的N極(S極)剛好位于內(nèi)磁體的2個(gè)極(S極和N極)之間時(shí),產(chǎn)生的推拉力達(dá)到最大,如圖4所示,從而帶動(dòng)內(nèi)磁體旋轉(zhuǎn)。在傳動(dòng)過(guò)程中,隔離罩將外磁體和內(nèi)磁體隔開(kāi),磁力線是穿過(guò)隔離罩將外磁體的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給內(nèi)磁體的,從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸的密封傳動(dòng)。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器的成功應(yīng)用之一是其與泵的結(jié)合--磁力泵。以前，它作為貴重的特殊產(chǎn)品迫不得已時(shí)才選用，現(xiàn)在它的應(yīng)用領(lǐng)域很寬。石油化工、醫(yī)藥、電影、電鍍、核動(dòng)力等行業(yè)中的液體大都具有腐蝕性、易燃、易爆、有毒、貴重，泄漏帶來(lái)工作液體的浪費(fèi)與環(huán)境污染;真空、半導(dǎo)體工業(yè)要防止外界氣體的侵入;飲食、生物、醫(yī)藥要保證介質(zhì)的純凈衛(wèi)生。磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器在這些領(lǐng)域找到了用武之地，可以說(shuō)磁力泵是磁性材料的一大市場(chǎng)。

將磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器特別是永磁聯(lián)軸器應(yīng)用于閥門(mén)上，閥桿不穿過(guò)閥蓋，省略了填料函，得名為全封閉無(wú)填料永磁傳動(dòng)閥。該閥門(mén)由于無(wú)填料函，可長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行;閥桿與填料間無(wú)摩擦力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)省力;負(fù)壓操作無(wú)外界氣體進(jìn)入。截止閥、閘板閥、球閥、碟閥等一切工業(yè)閥門(mén)均可以改造成全封閉閥門(mén)。反應(yīng)釜是化工廠廣泛使用的一種混合反應(yīng)設(shè)備，液體的攪拌往往在壓力下進(jìn)行，反應(yīng)物具有一定的溫度和腐蝕性、揮發(fā)性，因此，轉(zhuǎn)軸的密封成為反應(yīng)釜的一個(gè)重要問(wèn)題。帶有攪拌器的反應(yīng)設(shè)備應(yīng)用磁力傳動(dòng)，除實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)密封之外，尚可避免介質(zhì)的氧化和冷凝。

所述進(jìn)氣管和所述排氣管設(shè)置在所述壓縮裝置殼體上； 所述壓縮機(jī)還包括一磁性聯(lián)軸器，所述磁性聯(lián)軸器連接在所述電動(dòng)機(jī) 和所述活塞式壓縮裝置之間；所述磁性聯(lián)軸器包括圓環(huán)柱體狀的外磁體和 內(nèi)磁體，所述內(nèi)磁體同軸套設(shè)在所述外磁體內(nèi)，在所述外磁體的外圓柱面 上緊套有外磁體保護(hù)套，所述外磁體保護(hù)套具有高于外磁體的上沿部和低 于外磁體的下沿部；在所述內(nèi)磁體的內(nèi)孔表面、外圓柱面和兩個(gè)軸向端面 上包覆有內(nèi)磁體保護(hù)套；所述外磁體保護(hù)套與所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸固定連 接，在所述內(nèi)磁體的內(nèi)孔表面的內(nèi)磁體保護(hù)套與所述活塞式壓縮裝置的偏 心軸固定連接； 所述磁性聯(lián)軸器還包括一屏蔽套，所述屏蔽套為一下端開(kāi)口的帽狀體， 屏蔽套的周壁穿套在所述外磁體與所述內(nèi)磁體保護(hù)套之間的間隙內(nèi)；所述 屏蔽套的開(kāi)口部固設(shè)于所述壓縮裝置殼體的口部，與壓縮裝置殼體形成一 密封腔體，所述內(nèi)磁體保護(hù)套、所述內(nèi)磁體以及所述壓縮部件設(shè)置在所述 密封腔體內(nèi)； 所述屏蔽套和所述內(nèi)磁體保護(hù)套由非磁性材料制成。