磁性聯(lián)軸器

磁力傳動聯(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。最開始使用的是鐵氧體材料,其材料來源廣,價格便宜,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、鎳儲量稀少,屬于稀缺昂貴的戰(zhàn)略物資,因而價格很高,從而制約了磁力傳動聯(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,他可以廉價的鐵(Fe)代鈷,以豐富的釹(Nd)代釤,故其價格比釤鈷和鋁鎳鈷低廉,市場競爭力強(qiáng),便于推廣應(yīng)用。同時釹鐵硼的磁能積高,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),磁力傳動聯(lián)軸器傳遞的扭矩將愈來愈大,體積將愈來愈小,它的應(yīng)用范圍將愈來愈廣,除了泵和反應(yīng)釜以外,閥門、液壓缸和氣缸以及其他一些需解決動密封泄漏問題的場合都可應(yīng)用?？梢灶A(yù)計,磁力傳動聯(lián)軸器將會有一個非常廣闊的市場前景。

磁力傳動聯(lián)軸器在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已形成專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有定型產(chǎn)品在國際市場出售。

聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用在各種通用機(jī)械上，用來聯(lián)接兩根軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運動。傳統(tǒng)的聯(lián)軸器都必須通過主動軸與從動軸的相互聯(lián)結(jié)來傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，超載時容易導(dǎo)致部件的破壞。特別是主動軸與從動軸工作在需要相互隔離的兩種不同介質(zhì)中時，必須使用密封元件進(jìn)行動密封，這樣就存在要么加大旋轉(zhuǎn)阻力來保證密封可靠，要么密封不嚴(yán)產(chǎn)生泄漏的問題。另外，隨著密封元件的磨損、老化，會加劇泄漏，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)部具有金屬彈簧或橡膠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頻繁和有正反轉(zhuǎn)的場合,也適用于2軸線不能嚴(yán)格對中的場合。剛性聯(lián)軸器中沒有彈性零件,所以沒有緩沖吸振的能力。

磁力傳動聯(lián)軸器屬非接觸式聯(lián)軸器,它一般由內(nèi)外2個磁體組成,中間由隔離罩將2個磁體分開,內(nèi)磁體與被傳動件相連,外磁體與動力件相連。磁力傳動聯(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，實現(xiàn)主動軸與從動軸之間不通過直接接觸便能進(jìn)行力與力矩的傳遞，并可將動密封化為靜密封，實現(xiàn)零泄漏。因此它廣泛應(yīng)用于對泄漏有特殊要求的場合。

磁力傳動聯(lián)軸器主要有2種結(jié)構(gòu):平面磁力傳動聯(lián)軸器和同軸磁力傳動聯(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聯(lián)軸器,如圖1所示。

現(xiàn)以同軸磁力傳動聯(lián)軸器為例,來說明其工作原理。磁力傳動聯(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,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,此時轉(zhuǎn)矩為零,如圖3所示。當(dāng)外磁體在動力機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)時,剛開始內(nèi)磁體由于摩擦力及被傳動件阻力的作用,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),這時外磁體相對內(nèi)磁體開始偏移一定的角度,由于這個角度的存在,外磁體的N極(S極)對內(nèi)磁體的S極(N極)有一個拉動作用,同時外磁體的N極(S極)對內(nèi)磁體的前一個N極(S極)有一個推動作用,使內(nèi)磁體有一個跟著旋轉(zhuǎn)的趨勢,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個極(S極和N極)之間時,產(chǎn)生的推拉力達(dá)到最大,如圖4所示,從而帶動內(nèi)磁體旋轉(zhuǎn)。在傳動過程中,隔離罩將外磁體和內(nèi)磁體隔開,磁力線是穿過隔離罩將外磁體的動力和運動傳給內(nèi)磁體的,從而實現(xiàn)了無接觸的密封傳動。

磁力傳動聯(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，泄漏帶來工作液體的浪費與環(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。磁力傳動聯(lián)軸器在這些領(lǐng)域找到了用武之地，可以說磁力泵是磁性材料的一大市場。

將磁力傳動聯(lián)軸器特別是永磁聯(lián)軸器應(yīng)用于閥門上，閥桿不穿過閥蓋，省略了填料函，得名為全封閉無填料永磁傳動閥。該閥門由于無填料函，可長期安全可靠地運行;閥桿與填料間無摩擦力矩，轉(zhuǎn)動省力;負(fù)壓操作無外界氣體進(jìn)入。截止閥、閘板閥、球閥、碟閥等一切工業(yè)閥門均可以改造成全封閉閥門。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)釜的一個重要問題。帶有攪拌器的反應(yīng)設(shè)備應(yīng)用磁力傳動，除實現(xiàn)了絕對密封之外，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。