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联轴器的机构运转情况及涡流损耗

发布时间:2019-05-31
​联轴器是一种广泛应用的机械传动基础部件,用它来连接两轴并使它们一同旋转,以传递运动和动力。

联轴器是一种广泛应用的机械传动基础部件,用它来连接两轴并使它们一同旋转,以传递运动和动力。有时也可以作为一种装置用来防止被联接件承受过大的载荷,起到过载保护的作用。联轴器所联接的两轴,由于制造及安装的误差、承载后的变形、运行后的磨损、以及温度变化的影响,于乍往存在着某种程度的相对位移与偏斜。这种情况会使机构运转时,在轴、联轴器、轴承等部位引起附加载荷,导致工作情况恶化。因此,联轴器在结构上一般都采取了各种不同的措施,使联轴器具有补偿各种偏移量的能力。

为适应不同的需求,联轴器的种类和型式多样,使用范围非常广泛,在冶金矿山、交通运输中联轴器在轿车的应用)、工程机械、航天航空、船舶机械、轻工纺织等众多行业都有大量的应用,并在小断地改进与创新。

就联轴器种类;若按补偿两轴相对位移能力的不同可分为:刚性联轴器和挠性联轴器;刚性联轴器按能否允许两轴有相对位移又可分为:固定式联轴器和可移式联轴器;挠性联轴器按其弹性元件的不同可分为金属弹簧联轴器和非金属弹簧联轴器;若按结构可分为套筒联轴器、链条联轴器、轮胎联轴器等等。

万向联轴器又称万向节,属于刚性可移式联轴器,用于连接轴线相交或平行或交错的两轴,以传递运动和动力。这种联轴器能够在两轴轴线夹角(可达35°一47°。RCRCR交错轴等角速万向联轴器甚至可以达到90°)发生变化时,保证所连接的两轴连续回转,可靠地传递扭矩。同带传动、链传动等传动机构相比,它所传递的扭矩范围较大(大的可达数万千牛顿·米,小的只有几牛顿·米,甚至小),且传递紧凑,传动效率一般较高,维修保养也比较方便,具有其它机构不可替代的明显优点厂。因此一经发明备受关注。

到目前为止,万向联轴器已发展为种类多样、型式繁多的产品系列。它的应用十分广泛,在交通运输机械、冶金机械、农业机械、纺织机械、石油机械、重型机械、轻工机械以及精密机械中都有大量的应用。

在万向联轴器现有的众多种类中,若按其两轴线相互位置状态的可变性可分为:定心、式(指两轴线保持相交的状态)和非定心式(指两轴线的空间状态可以发生变化);若按其转速特征可分为:非等角速型、准等角速型和等角速型;(由于准等速型可以有条件的等同于等速型,所以有的分类方法只分为非等速型和等速型。)若按结构特征可分为:十字轴式、球笼式、球叉式等;若按传递扭矩的大小可分为:重型、中型、轻型、和小型。重型万向联轴器常用于冶金机械、石油机械、工程机械、交通运输机械等;小型万向联轴器(十字轴万向联轴器仅同火柴棒一般大小)主要是传递运动,一般用于精密机械(如在指令控制仪中用于传递分秒级的运动)。

对一台确定的联轴器装置,其外转子的转速、磁极对数,尺寸已确定,那么隔离套的直径、轴向有效长度以及场量的角频率也就确定了。因此这里主要分析隔离套的电导率、磁导率及厚度对磁场和涡流损耗的影响。

(1)隔离套的电导率γ越大,厚度ε值越大,那么隔离套的电阻就越小,隔离套的涡流也越大,此时涡流对磁场的影响则较大。另一方面,如隔离套厚度增大,它与内外转子的间隙将减小,则联轴器的加工精度要求高,这种高精度的加工往往很难以得到满足,通常不得不通过增大内外转子间的间隙来解决,而这将导致气隙磁阻增大,气隙磁场减小。

(2)不同材料的磁导率相差可高达数千倍,如采用高磁导率材料作为隔离套的材料时,外转子永磁体发出的磁通大部分将直接由隔离套返回到外转子,而联轴器内转子表面获得的磁通则较少,这种现象在电磁学上被称为磁屏蔽。隔离套的磁导率越大,则磁屏蔽越严重,内转子表面获得的磁场就越小。

(3)涡联轴器的涡流损耗Pwo与隔离套的厚度ε之间存在一种指数关系,即隔离套的厚度ε值越大,涡流损耗越大。当电导率γ增大,式右边的大分式的值增大,而式较右端括号中的值由于电导率γ增大,其值随k1值变大而增大,因此电导率γ增大,联轴器的涡流损耗增加。


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