磁粉离合器三维磁场分析
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磁粉离合器简介磁粉离合器的工作原理:磁粉离合器是一种性能优越的自动控制元件。
它以磁粉为工作介质,借助磁粉间的结合力和磁粉与工作面间的摩檫力来传递转矩。
图22.9—21为磁粉离合器的原理图,与主动轴1联接的主动件3为一圆柱形的壳体,从动轴8与转子6联接,转子上嵌有激磁线圈4,在转子与壳体之间的同心环形间隙中,填充着磁粉。
当电流经滑环9通入线圈时,产生垂直于间隙的磁通,于是磁粉被磁化聚集形成磁粉链,产生磁联接力,使磁粉粘度增大,导致转子和壳体间的刚性联接。
这样,动力就由磁粉层间的磁力和摩檫力从主动轴传至从动轴。
线圈断电后,磁粉去磁恢复为松散状态,并在离心力作用下,将磁粉甩向壳体内壁,在转子与磁粉间形成一定的间隙。
此时磁粉就失去了传递转矩的作用,离合器脱开。
磁粉离合器的类型:1.按线圈的运动状态分:滑环式和无滑环式两类。
2. 按工作表面的形状分:圆柱形圆筒形圆盘形如图22.9-22所示。
圆柱形的结构尺寸和转动惯量比较大,但强度高,磁粉分布均匀,性能稳定,可用于传递转矩大的传动轴系。
圆筒形结构从动部分的转动惯量和外形尺寸都较小,但磁粉在两层工作间隙间的分布受到离心力影响,均匀性和分散性都较差,适合于要求动作灵敏度较高的传动系统。
圆盘形结构加工方便,可用在转矩较小的场合,以及接合频率高的传动系统,可延长其使用寿命。
磁粉离合器的结构和特点:磁粉离合器的结构图22.9-23所示为带滑环圆柱形单间隙结构的磁粉离合器,具有较大惯性的转子5用键与从动轴1联接,转子外缘的环槽中安装着线圈7并用隔磁环6封闭,壳体4和端盖2、10联接组成的主动件,可在滚动轴承上转动。
磁粉填充在壳体和转子之间的间隙中。
为防止磁粉漏出,在转子两端面固定着很薄的挡环9,同时还用橡胶油封3挡住漏出的磁粉防止进入滚动轴承。
磁粉离合器的特点1、转矩随激磁电流成线性变化,转矩控制范围广,控制精度高,输出转矩与转速无关,可在主从动轴转速同步或有转速差下工作。
基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析张磊;张进秋;彭志召;毕占东;石志涛【摘要】对设计的MRD磁路结构进行了三维磁场有限元分析,查找到MRD磁路结构存在着阻尼间隙磁感应强度偏小的问题,并分析了产生该现象的原因.而后基于理论分析和磁场有限元分析的结果,对MRD的磁路结构进行了优化设计,使MRD 阻尼间隙处磁感应强度提高了0.2T.经过仿真分析和试验对比,验证了优化设计的合理性.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】4页(P48-51)【关键词】磁流变阻尼器;磁路;磁场有限元分析;优化设计【作者】张磊;张进秋;彭志召;毕占东;石志涛【作者单位】装甲兵工程学院技术保障工程系,北京100072;装甲兵工程学院技术保障工程系,北京100072;装甲兵工程学院技术保障工程系,北京100072;装甲兵工程学院技术保障工程系,北京100072;装甲兵工程学院技术保障工程系,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TH703.620 引言磁流变阻尼器(MRD)是基于智能材料磁流变液的流变效应设计的新型结构振动控制装置,因其具有耗能低、出力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续可调、方便与计算机控制结合等优点,在土木、机械、航空等领域展现出了广泛的应用前景,并在实际工程案例中得到了应用[1-3]。
MRD的工作原理是通过控制器改变励磁单元的控制电流,从而调节阻尼间隙的磁感应强度,使通过的磁流变液剪切屈服强度发生变化,起到变阻尼的作用。
由此可见,磁路的设计是MRD设计过程中的至关重要的环节,磁路设计的好坏直接影响到MRD的阻尼力、可调倍数以及响应时间等多项重要的性能指标[4]。
因此,MRD必须格外重视磁路的合理设计。
1 磁路设计基本原理和注意事项无论磁流变器件的磁路如何设计,其计算简图一般均可近似简化为如图1所示的形式。
图中,l1—导磁铁心圆环中心线周长,δ—气隙的长度。
磁粉离合器结构示意图—天机传动
磁粉离合器是根据电磁原理并利用磁粉来传达转矩的,其传达之转矩与激磁电流基本成线性关系。
因此,只要改变激磁电流之大小,便可轻易地控制转矩之大小。
正常情况下,在5%至100%的额定转矩范围内,磁粉离合器激磁电流与其传达之转矩成正比例线性关系。
当激磁电流保持不变时,磁粉离合器传达之转矩不受传动件与从动件之间差速(滑差转速)之影响,即静力矩与动力矩无差别。
因此磁粉离合器可以稳定地传达恒定之转矩。
此特性若运用于张力控制,则用户只需要调节激磁电流之大小,便能准确控制并传达所需转矩,从而简便、有效地达到控制卷料张力的目的。
使用磁粉离合器的注意事项:
1、请以正规的安装方法(将高速旋转侧当作输入侧)来使用磁粉离合器。
如果机械的结构非得要输出入轴反安装的话,请务必以
1000R/MIN以下来使用。
输入轴与输出轴反过来安装的话会使机器长时间空转,磁粉受到搅拌,会大大缩短磁粉离合器的使用寿命。
2、请注意湿气。
磁粉受潮的话,性能会变得不稳定,所以要特别小心,不要让油或水分侵入内部。
特别是安装于齿轮箱时,油分会透过轴部侵入内部,所以要用薄膜完全封住。
3、请注意表面温度。
磁粉离合器连续运转所造成的表面最高温度为运转时90度以下,超过该数值时,耐久性会大为降低。
请务必以上述界限温度为标准,使用时务必保持在所容许的滑动工作率之内。
由天机传动提供。
微电机2004年第37卷第2期(总第137期)设计与。
研究·DESIGN&RESEARCH…~…~一一…一一~~一…~一’.横向磁通电机的三维磁场分析与计算王晓远,任娜,刘艳,闫杰(天津大学,天津300072)摘要:采用ANSYS有限元软件对横向磁通电机进行了三维磁场分析与计算,模拟了横向磁通电机定于铁心与磁体在不同相对位置下的磁密分布。
找出了电机空载时定子轭部磁密的变化,求出了电机空载反电势,并绘制了相应的曲线,为横向磁通电机的优化设计奠定了基础。
关键词,横向磁通电机;ANSYS|磁场分析中臣分类号:TMS02文献标识码:A文章缡号:1001—6848(2004)02--0012一03AnalysisandComputationof3DMagneticFieldofTFMWANGXiao~yuan,RENNa,LIUYah,YANJie(TianjinUniversity.Tianjin300072,China)Abstract:3DmagneticfieldofTFMisanalyzedandcalculatedbyusingANSYS.Magneticdensitydistributionissimulatedwhenthestatprandmagnetindifferentrelativeposition.Changeofmagneticdensityinthestatoryokeandelectromotiveforcewithnoloadcalculated.Correspondingardalsodrawn.Itestab—lishesbasisfortheoptimizationofTFMdesign.Keywords:TFMfANSYS;magneticfieldanalysisl引言20世纪80年代后期,德国不伦瑞克理工大学的HerbertWeh教授和他的合作者提出了一种新型布局技术的永磁电机——横向磁通电机(TFM)。