实验分析磁粉离合器允许滑差功率

实验分析磁粉离合器允许滑差功率

摘要：通过对大量实验数据和资料的综合分析，提出了磁粉离合器在各种不同工作状态下，特别是非稳态工况下，允许滑差功率的确定方法及实用的计算公式，为磁粉离合器的设计、制造和使用提供了依据，为其推广解决了一个关键性的技术难题。

关键词:磁粉离合器；非稳态工况；允许滑差功率

1　磁粉离合器的工作原理及

研究其温度场的意义

　　　磁粉离合器是近十几年发展起来的新型机电产品，其优异的可控性能使之在工业生产中的应用范围越来越广，其作用由离合功能向控制功能迅速发展。

　　　磁粉离合器的结构原理图。它主要由磁轭、激磁线圈、工作间隙(内部填充磁粉)、从动转子、主动转子、轴承、端盖等组成。磁粉离合器以磁粉为介质传递转矩，当电流通过激磁线圈时，产生垂直于工作间隙的磁通，使磁粉聚积而形成磁粉链，磁粉粒子之间产生由磁拉力和机械力联合作用而形成的抗剪力，以传递转矩。激磁电流消失时磁粉处于松散状态，主、从动转子分离。磁粉离合器能够在同步、滑差或制动状态下工作

　　　磁粉离合器应用于控制系统时，大多处于滑差状态。由于滑差的存在，使工作间隙内的磁粉急剧摩擦，产生大量的热，同时轴承和密封处的摩擦及激磁线圈也产生一定的热量。产生的热量使磁粉、线圈、轴承等的温度升高，这将大大降低其使用寿命，甚至损坏磁粉离合器。其中热量主要来源于工作间隙内磁粉的摩擦，而磁粉和轴承则是影响其使用寿命的关键因素[2]。

　　　目前在应用中缺少能正确反映其发热情况的合理参数，特别是无法确定在非稳定工况下的允许滑差功率，具体表现在:

(1)缺少反映工作能力的温度参考点和参考值，目前使用一般都把表面温度80℃作为工作的极限温度，这显然是不合理的。在不同的冷却方式、工作状态下，即使表面温度相同，其内部温度却差别很大。

(2)没有磁粉离合器在不同工况下的允许滑差功率的精确数值，而允许滑差功率是磁粉离合器在滑差工况下的主要工作能力指标。

　　由于缺少这两方面的数据，给磁粉离合器的选择和使用带来很大的盲目性。实用中为防止损坏离合器，不得不选用规格偏大的离合器，这不仅增大了装置的体积和成本，而且使离合器的工作能力得不到充分利用和发挥[3]。

　　影响允许滑差功率的主要因素是磁粉离合器的内部温度，也就是说磁粉、轴承等处的温度是否超过其极限温度。如果能够确定其内部温度变化情况，即可确定反映其发热情况的温度合理参考点和参考值，进而确定允许滑差功率。同时，对冷却系统、整体结构的设计都具有一定的指导意义。

　　目前温度场的确定方法一般有计算法和实验法。本文主要通过实验来测量磁粉、转子、磁轭、轴承、外表面等关键部位的温度，并探讨允许滑差功率的求法。