轴向永磁联轴器承载能力和涡流损耗分析

发布时间：2018-11-02 08:37

【摘要】：轴向永磁联轴器利用稀土永磁体之间的相互作用,无需机械连接就能进行机械能量的传递,是一种新型联轴器。轴向永磁联轴器主要由以下三部分组成：主动磁环,从动磁环及主、从动磁环中间的隔离盘。它与普通的机械联轴器区别在于它无需直接的机械连接,而是通过安装在主、从动盘上的两磁环之间的相互作用实现传递运动和能量,属于非接触式。永磁联轴器实现了无机械连接传动,解决了过载保护、主、从动轴对中、软启动问题,同时也解决了一些机械传动装置中密封性要求等问题,现已在化工机械、仪表及食品、真空等行业中得到广泛的应用。 由于轴向永磁联轴器在工作过程中无需机械连接就能够传递运动和能量,从根本上消除了传动泵密封处泄漏的问题。由于主、从动磁环之间的磁极相互作用产生轴向力,该轴向力将影响主、从动轴上的轴承寿命问题；而传递力矩的大小是衡量永磁联轴器性能优劣的主要指标。在工作过程中,隔离盘相对主、从动磁环有一定的速度,且主、从动磁环之间的磁场不断变化,这样就在金属隔离盘内产生了感应电流即涡流。由于隔离盘本身电阻的存在,机械能转化成热能产生大量的热,造成能量的损失,降低了传动效率。如何准确计算出涡流的大小及能量的损耗并采取有效措施,提高磁力传动的效率已成为永磁联轴器领域中关键的问题。 对于永磁联轴器的研究,国外发展的比较早,国内起步较晚。从二十世纪八十年代,国内才开始从事永磁联轴器工作原理及特性的研究,其研究内容主要包括以下三个方面：气隙磁场、磁转矩及隔离盘内的涡流损耗。随着科技的发展,研究方法在不断改进和完善,种类也不断增加。对于轴向力和力矩的计算,国内外已经有很多种方法,包括经验法、有限元法和磁路法等等。由于等效磁荷法的计算相对其它几种算法精度较高,所以本文将采用此种方法对主、从动磁环之间的轴向力、传递的力矩及隔离盘内产生的涡流损耗进行计算分析,然后利用ANSYS有限元软件对气隙磁场和涡流损耗进行分析验证。 本文以轴向永磁联轴器为研究对象,主要内容包括以下几点： (1)阐述轴向永磁联轴器研究的背景及意义,国内外发展趋势,提出本文的研究内容。 (2)计算轴向永磁联轴器轴向力和力矩。根据等效磁荷理论,建立轴向力和传递力矩的数学模型,分析影响轴向力和力矩的主要因素。 (3)分析轴向永磁联轴器气隙磁场。根据等效磁荷理论,建立气隙磁场的数学模型,分析影响气隙磁场的主要因素。 (4)分析轴向永磁联轴器涡流损耗。根据等效磁荷理论,建立隔离盘内涡流损耗的数学模型,分析影响隔离盘涡流损耗及传动效率的各种因素。 (5)有限元法分析气隙磁场和涡流损耗。建立轴向永磁联轴器气隙磁场和涡流损耗的有限元分析模型,利用ANSYS软件分别对轴向永磁联轴器气隙磁场和涡流损耗进行分析,将分析结果与前面等效磁荷理论的分析结果进行对比,验证结果的正确性。 (6)最后对全文进行总结得出结论,提出今后研究工作的展望。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH133.4

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本文编号：2305508