电磁感应式磁力联轴器设计及传动特性研究

摘要

随着科学技术的发展，磁力联轴器的技术得到了迅速发展，应用领域也在不断扩大，尤其是在采矿业、造纸、石油化工、风力传动以及危险介质传动的场合。磁力联轴器以其结构简单，振动小、摩擦小、可实现静密封等优势，现己逐渐取代传统机械式的联轴器。
　　本文运用电磁感应原理，在传统单面气隙的盘式永磁联轴器的基础上，创新性的设计了一款双面气隙双层实心结构的电磁感应式磁力联轴器，一方面可有效改善传统单面气隙磁力联轴器轴向力大的缺陷，另一方面还能在普通实心转子磁力联轴器的基础上进一步改善传动性能。
　　根据磁路基本原理，本文首先对电磁感应式磁力联轴器磁路进行了设计，对联轴器的主磁路进行了分析。文中采用解析法分析磁力联轴器的气隙磁场，并在一定假设条件下，建立静态磁场下的求解模型，推导了永磁体在联轴器各区域内的磁感应强度的解析表达式。内转子外层厚度是双层实心转子磁力联轴器的重要性能参数，是磁力联轴器转矩性能的重要影响因素之一，文中采用多层理论分析法建立求解双层实心转子磁力联轴器内转子外层厚度的计算模型。为了精确研究磁力联轴器的传动性能，文中运用Maxwell软件对磁场进行数值分析，结合理论公式和分析结果得出了电磁感应式磁力硖轴器的性能特点，并分析研究各结构参数对磁力联轴器传递性能的影响规律。利用ANSYS Maxwell软件对电磁感应式磁力联轴器的内部涡流场分布进行分析，得到各结构参数对内转子涡流分布的影响，进一步优化磁力联轴器的参数。
　　根据热传导基本原理，利用ANSYS Workbench建立了电磁感应式磁力联轴器温度场的三维有限元模型，得到了磁力联轴器的温度分布情况，研究结果表明永磁体温度最高处发生在内表面，即靠近空气气隙一侧，永磁体的工作温度在允许范围之内。