整理磁粉离合器选型文档格式.docx
《整理磁粉离合器选型文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理磁粉离合器选型文档格式.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
制性，通过调节激磁电流，就能十分方便地控制传递/制动转矩，为简化转矩控制方式提供了极大的方便。
2.传递/制动转矩仅受激磁电流的控制，而与转速、相对转速及其它因素无关，体现了转矩控制的准确性，大大提高了控制精度。
3.散热结构合理，热容量大，允许在连续滑差状态下长期运行。
4.无响应时间短，转矩时间常数小，响应速度快，结合、分离平稳无冲击、无振动、无噪音。
5.机械结构紧凑，强度高，磁回路设计合理，漏磁小，不漏电，工作可靠，性能、价格比高，选用优质合金磁粉，耐磨损、耐老化、使用寿命长。
6.空转转矩小，开合性能好，操作、控制方便，准确、可靠。
三、结构及工作原理
1.结构（以普通型为例）
普通型磁粉离合器由环形主动转子、圆柱形从动转子和内含激磁线圈的磁轭组成，三部分相对同心配置，主动转子、从动转子分别通过主动轴、从动轴和轴承固定在两侧的端盖上，端盖固定在磁轭的两侧，形成一个三部分可以相对转动的整体，在主动转子与从动转子之间形成的空隙内（工作腔）填有高导磁性的合金粉体（磁粉），如图一所示。
2.工作原理
磁粉离合器的工作原理是：
当激磁线圈中无电流通过时工作腔中的磁粉呈松散状态，在主动转子旋转所产生的离心力的作用下，被甩出来，压附在主动转子的内壁上，从动转子与主动转子之间无力的相互作用，因此两转子间也就没有转矩传递，离合器处于“离”的状态。
当激磁线圈中有电流通过时，则如图一中虚线所示，沿磁轭→主动转子→磁粉→从动转子→磁粉→主动转子→磁轭产生工
规格性能指标一览表
规格
1
2
4
6
12
25
50
100
150
200
300
400
600
800
公称转矩Tn（N.m）
最大电压V（DCV）
24
48
许用同步转速n（r/min）
最高
1500
1000
750
最低
最大转矩Tm（N.m）
≥1.3Tn
空转转矩T0（N.m）
≤3%Tn
静特性线性段
不少于公称转矩的10~110%
回线宽度ΔT
≤15%Tn
许用滑差功率[P]
（1000r/min时）
自冷
15
30
55
80
110
260
420
570
720
900
990
1100
风冷
340
1400
1700
2100
2300
3000
水冷
1200
2500
3100
3800
4500
5200
6300
8000
表面允许最高温度
80℃
说明：
1.为保证磁粉分布均匀，建议转速不低于25r/min，转速更低时，须经过几次离合动作，或经过一段时间的运行后，磁粉才能达到均匀分布。
2.此规格性能指标适用于本院所有磁粉离合器/制动器产品。
3.测试环境温度30℃。
风冷式和水冷式磁粉离合器/制动器之滑差功率与环境温度及外界条件关系不大，而自然冷却式则与环境情况有关，具体选择时可参照图二。
图二是在环境温度17～25℃，表面温度为80℃时实际测试的，用户可以参考。
作磁通，在此工作磁通的作用下，工作腔内的磁粉沿磁通方向呈链状联接起来（称磁粉链），磁粉离合器就是靠此时磁粉与磁粉，磁粉与工作面间的摩擦力和磁粉链的抗剪力，按图一中箭头所示方向传递转矩，离合器处于“合”的状态。
切断电流时，磁通随激磁电流的消失而消失，磁粉由于失去磁通的作用而重新处于松散状态，并在离心力的作用下压附在主动转子的内壁上，主、从动转子之间又失去相互作用，重新处于“离”的状态。
磁粉制动器与磁粉离合器的工作原理相同，只要把磁粉离合器的从动轴加以固定，就成了磁粉制动器。
四、规格、型式、外特性
1.规格
磁粉离合器/制动器以公称转矩为主参数，分为如下规格：
1、2、4、6、12、25、50、100、150、200、300、400、600、800共14种
2.型式
FD/DZF系列、FL/FZ系列、FLxxK/FZxxK系列磁粉离合器/制动器及FD1系列、FLxxKT系列离合器、DZF1系列DZF2系列制动器均属圆柱型转子，线圈静止式。
按其规格大小可分为中小型和微型磁粉离合器/制动器；
按其冷却方式又可分为自然冷却式、风冷式和水冷式；
按其联接方式还可分为伸出轴型和空心轴型；
按传递路线不同又分为外壳旋转式和外壳静止式，等等。
3.外特性
a）本院离合器/制动器规格性能指标见附表。
b）FD/DZF系列磁粉离合器/制动器转速与滑差功率关系曲线见图二。
c）本院磁粉离合器/制动器静特性曲线见图三。
d）本院磁粉离合器/制动器典型转矩曲线见图四。
4.外形及联接尺寸
各系列磁粉离合器/制动器外形及联接尺寸见附表。
五、选择与计算
磁粉离合器/制动器的选择应根据具体使用场合、使用条件、控制目的、对象来决定，大致分为以下几种类型：
1.单纯离合/制动控制用
这种使用条件的特点是除启动、制动的过程外，主、从动构件间无滑差，且启、制动的频率较低（低于每小时10次），负载的GD2较小（小于离合器GD2的5倍），在此条件下，当适当选择了电机后，可按电机的输出功率及磁粉离合器/制动器输入轴转速，从系列中选取一个合适的型号。
选择时参考下式：
T=9549×
Pn×
S（N.m）————————————————
（1）
式中：
T：
所需转矩（N.m）
P：
电动机输出功率（kw）
n：
磁粉离合器转速（r/min）
S：
安全系数
安全系数S视具体情况而定，一般取1.5~3，但当选择电动机时已有了足够大的安全系数的话，S可选的更小。
当磁粉离合器与负载直接联接，且负载转矩为已知时，可直接由负载转矩乘以一个1.5~3的系数，来选取适当的离合器。
当离合器/制动器用于GD2较大的负载的启动、制动时，或用于离合动作较频繁的
场合时，则必须考虑离合器/制动器的发热。
离合器/制动器摩擦面所产生的热（啮
合能）E如下：
-：
加速（启动）联接
+：
减速（制动）联接
TC：
离合器时为传递转矩（该值取决于激磁电流）（N.m）
制动器时为制动转矩（该值取决于激磁电流）（N.m）
TL：
折合到离合器轴上的负载转矩（N.m）
GD2：
折合到离合器轴上的负载飞轮矩（N.m2）
nr：
主动侧与从动侧相对滑差转速（r/min）
联接时间如下：
加速联接
减速联接
选用时，根据由式
（2）求得的每次联接所产生的啮合能E及啮合频率，查图五看其是否在许用啮合能曲线之内，如果不在曲线之内，即使从转矩的观点来看是合适的型号也不可选用，而只能选用较大的型号。
图五是当转速n≥1000r/min时绘制的曲线，当转速n<
1000r/min时，由于离合器/制动器的自然散热能力降低，啮合能应由下式进行换算：
En=E×
PPn（N.m）————（4）
En：
换算为n>
1000r/min后的啮合
能
E：
由式
（2）求得的啮合能
P：
转速n≥1000r/min时的许用滑差功率（图二所示）
Pn：
实际转速所对应的许用滑差功率（图二所示）
当啮合频率大于每小时50次时，则必须认为是连续滑差，而不能认为是断续滑差，此时应按下式换算为连续滑差功率：
P=2×
E×
f（W）———————（5）
2：
由式
（2）求得的啮合能（N.m）
f：
啮合频率（次/小时）
然后参照图二选取适当的磁粉离合器/制动器。
2.连续滑差条件下使用
这种使用条件的特点是在整个或大部分运行过程中离合器主、从动构件间转速不同，
存在着程度不同的滑差，连续工作的制动器则是一直处于滑差状态下运行。
张力控制是典型的连续滑差使用条件（例如按一定张力收卷或放卷等机械的控制）。
在这种条件下除考虑所需传递/制动转矩外，主要是按许用滑差功率选择，滑差功率用下式计算，各种规格的磁粉离合器/制动器许用滑差功率见图二。
P=0.105×
T×
nr（w）——————————————（6）
T：
传递转矩（N.m）
nr：
滑差转速（r/min）
六、安装及使用
1.我院生产的FD/DZF系列、FL/FZ系列中小型磁粉离合器/制动器均有与之配套的底座，其它系列的磁粉离合器/制动器无需底座，安装都十分方便。
（参见附表）
2.磁粉离合器/制动器与原动机或负载联接时，建议采用弹性联轴器，以避免轴端承受过大的径向力。
当用皮带轮或齿轮传动时，如磁粉离合器/制动器为FD/DZF系列、FL/FZ系列，应用支架或其它相应机构将它与离合器/制动器隔离（见图六）。
FLxxK/FZxxK系列外壳旋转式空心轴磁粉离合器/制动器的联接参见图七、图八。
3.磁粉离合器/制动器的安装应远离油箱、水箱或空气过于潮湿的场合，或采取有效措施避免磁粉受潮影响性能。
暂不使用时，应存放于干燥、空气流通的仓库中，并不得与酸碱等腐蚀性物品同室存放。
4.新购置的离合器/制动器由于运输中不可避免的搬动，磁粉有时会拥向一侧，甚至挤死主、从动转子。
此时可稍用力活动主、从动转子使之脱开，若脱不开时，可用木锤轻轻敲击外壳，切忌强烈震动。
若仍脱不开，则应拆开检查。
5.新安装的磁粉离合器/制动器，为使磁粉均匀，性能稳定，应先进行驯化运转，驯化运转的步骤请参见使用说明。
6.若安装现场无驯化条件时，建议安装后不要立即投入正式运转，而应在所能达到的条件下，经过适当时间的试运转，然后再投入正式运转。
7.使用冷却水时，应注意表面温度不可高于90℃，但也不可低于50℃，以免结霜，如不在此温度范围内，应调节进水温度或流量（最好在进水管路上加装调节阀门，以便调节流量）。
停止运转后应立即停水。
8.水冷式制动器管接头已接好，使用时接上软管即可，但建议下方为入水口，上方为出水口（见图九）。
9.水、风强迫冷却式离合器/制动器在使用时应先通水、风，再通电。
停止使用时，应先断电，再断水、风。
并且，在运行过程中，不可断水、风。
如不能保证在运行中连续供水、供风，则应加断水断风保护装置。
10.采用循环水冷却时，建议水中加防垢剂，并且每个月更换一次新水。
11.我院生产的FD/DZF系列、FL/FZ系列中小型磁粉离合器/制动器作为强迫风冷式使用时，磁轭外周须加工通风口，定购时应说明，使用时只要从此口导入压缩空气即可。
（见图十）
12.磁粉寿命一般为5000~8000小时，磁粉寿命终了后，只须更换新磁粉，仍可恢复磁粉离合器/制动器原有性能。
磁粉寿命是否终了的判定及磁粉更换方法，参见使用说明书。
七、应用举例
磁粉离合器/制动器用途十分广泛，大致有如下几种类型：
1.启动、制动控制
这种应用包括普通的启动（离合器）和制动（制动器），由于电动机为空载启动，而启动负载时，可以充分利用电动机的最大转矩，所以即使负载的GD2或启动阻力很大，也能很容易地将其启动起来，并且启动过程平稳，不会引起明显地冲击。
另外，由于电动机完全空载启动，所以对改善电动机的工作条件，延长其使用寿命有很大好处。
此外，根据转矩特性，只须调节激磁电流，即可达到控制启、制动时间，或改变启、制动过程曲线的目的。
实际应用包括大型传输设备、行走起重机械、大型鼓风机、轴流风机、空气压缩机、水泥窑、造纸机、旋转冲击机械、碾压、轧制机械、拉拔丝机、大型纺织、印染、印刷机械，以及各种工业机械的寸动与操作。
2.恒张力控制和变张力控制
在收卷和放卷操作中，常使用恒张力或变张力的方法（所谓变张力是指在收卷或放卷过程中，张力依某种规律和要求而改变的闭环控制状态）。
磁粉离合器/制动器则以其良好的转矩可控制性和恒转矩性在这种使用中见长，大体有下列使用方法：
一是制动器在放卷端应用；
二是离合器或制动器在惰性滚筒中应用；
三是离合器在收卷端应用。
控制方式大致如下：
一是手动控制；
二是测收卷或放卷半径，根据半径的变化调节激磁电流的半自动控制；
三是直接检测张力，根据张力的变化调节激磁电流的自动控制，再则是以上控制方式的相互结合。
实际应用包括缠绕机、复卷机、造纸机、印染机、整经机、纺织机械、轧制碾压机械、线材校直机、线材绞股机、分切机、涂布机、复合机以及电线电缆机械、塑料包装机械、电影胶片机械、线切割机床、金属箔材加工机械等等。
3.转矩限制器、过载保护
在系统中利用磁粉离合器/制动器的恒转矩性，当系统中一旦发生意外事故，转矩超出预定值时，离合器/制动器即进入滑差状态，可使机械设备或原动机得到有效的保护。
扭矩限制值可通过调节激磁电流来达到。
用于类似螺栓旋紧机械的旋紧力亦可通过调节激磁电流预先进行设订。
实际应用包括须预先给定压力的压力机，类似螺栓旋紧机械的装配机械、包装机械、泵类自动闭锁装置、水压机、破碎机、机床及线材缠绕机的线材拉断保护装置等。
4.速度控制
利用磁粉离合器/制动器进行速度控制的最大优点是它的控制功率小，所以这种方法不但可以实现无级调速，而且速度稳定，系统简单，造价低，在一定范围内效果十分理想。
尤其是在电梯、起重机械的下降控制上，采用磁粉制动器实现匀速下降的控制是其它各种元件无法相比的。
这里所说的在一定范围内是指当离合器滑差过大时，它的传递效率会大大降低，所以在大范围调速的系统中应用较少。
实际应用包括电梯、起重机等机械的匀速下降控制；
行走门座式起重机的行走、转向控制、旋转舞台大屏幕控制等等。
5.阻尼、模拟负载
在类似珩齿机、对滚机等机械设备中，须在工作过程中对工件施加一定阻尼，这时采用磁粉制动器几乎是唯一的选择。
它系统简单，性能长期稳定可靠，造价低，阻尼力值无级可调，且调整方便准确，配合一定的电路还可使阻力值按一定规律变化。
同样将磁粉制动器作为模拟负载代替各种假负载诸如液压系统、发电机、水电阻等都具有明显的优点。
在各种试验台上采用磁粉制动器作试验负载，将使试验台体积小，无噪音，性能稳定，维修简单，控制灵活，操作方便。
实际应用包括珩齿机、对滚机等的阻尼控制，电动机、柴油机等动力机械，减速器、液压、风动机械以及汽车、拖拉机等试验台的负载等。
此外，将磁粉离合器/制动器用于体育训练器材，如自行车训练器、等动力量训练器、游泳、划船训练器中作负载，一改以往体育器材面貌，具有良好的应用前景。
6.快速响应控制
由于磁粉离合器/制动器无响应时间短，转矩时间常数小，反应迅速等优点，尤其是微型磁粉离合器/制动器时间常数仅十几毫秒以下，若采用恒流源（如简单的串在晶体管集电极回路中）供电，强迫激磁或其它措施，还可缩至几个毫秒，所以常用于快速响应系统中。
总之，磁粉离合器/制动器作为一种新型自控元件，其应用领域不断扩展，应用范围也越来越大。
八、宁夏机械研究院磁粉离合器/制动器产品分类表
宁夏机械研究院普通中小型磁粉离合器
FD-6/12/25/50/100/150/200/300/400/800----------------------------------双伸出轴,自然冷却（可强制风冷）
型号
主要技术参数
外形尺寸
底座安装尺寸
拖架安装尺寸
公称
转矩
（N.m）
最大电压（V）
最大
电流
（A）
飞轮矩GD2
（N.m2）
滑差功率（W）
质量（Kg）
L
L1
L2
L3
D
D1
D2
（g7）
D3
（h7）
d
d1
H
b
A
B
h
B1
FD-6
0.77
0.0340.014
175
83
41
145
62
52
8
13.5
90
125
35
10
120
72
5
FD-12
1.00
0.0740.052
9.5
204
98
28
165
16
18
60
136
161
82
FD-25
1.27
0.1780.117
242
116
58
36
198
85
70
20
22.5
170
45
158
188
FD-50
1.71
0.5570.349
277
139
71
42
246
105
215
14
245
75
180
FD-100
2.26
1.2370.987
355
179
93
292
33
255
290
225
140
FD-150
2.39
388
208
118
325
38
195
275
320
130
254
289
FD-200
2.86
3.9123.067
404
224
122
339
210
270
305
FD-300
3.03
820
486
248
148
390
135
40
43
240
330
380
312
357
FD-400
3.30
502
266
156
403
2×
8-
M12
360
375
220
FD-800
升级会员 