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     磁粉制動器-原理概況
    來源: 點擊數:19698次 更新時間:2023/7/22 23:19:07

    磁粉制動器結構及工作原理: 磁粉離合器是由主動轉子(輸入軸)、從動轉子(輸出軸)、含激磁線圈的磁軛組成,三部分相對同心裝配,形成了一個可以相對轉動的整體,在主動轉子和從動轉子之間的環形空隙(工作腔)內填有高導磁性的合金磁粉。
    激磁線圈無電流通過時,工作腔中的磁粉呈松散狀態。在主動轉子所產生的離心力的作用下,磁粉被均勻地甩在主動轉子的內壁上,主、從動轉子之間無力的相互作用,磁粉離合器處于分離狀態,沒有轉矩的傳遞。
    激磁線圈有電流通過時,磁軛中產生工作磁通,工作腔中的磁粉沿磁通方向呈鏈狀連接起來(形成磁粉鏈),磁粉離合器就是靠此時磁粉與磁粉、與工作面之間的摩擦力和磁粉鏈之間的抗剪力來傳遞轉矩,磁粉離合器處于結合狀態。(見圖1)
    切斷電流時,磁通隨激磁電流的消失而消失,磁粉在重力的作用下又重新處于松散狀態,并在離心力的作用下,被甩在主動轉子的內壁上,磁粉離合器又處于分離的狀態。
    磁粉制動器與磁粉離合器的原理相同,只要磁粉離合器的從動轉子加以固定,就形成了磁粉制動器。

    特性
    激磁電流與轉矩呈線性關系
    如圖3所示,傳遞的轉矩與激磁電流基本成線性關系。只要改變激磁電流的大小,便可在較大范圍內控制轉矩的大小。一般情況下在5%-100%的額定轉矩范圍內,激磁電流與傳遞轉矩基本成正比例線性關系。

    穩定的滑差轉矩
    當激磁電流保持不變時,其傳遞的轉矩不受主動件從動件之間的轉速差(滑差轉速)影響,如圖4所。也就是說,靜摩擦轉矩與動摩擦轉矩無差別,因此可以穩定地實現轉矩恒定。此特性應用于張力控制,用戶只要調激磁電流便能準確地控制轉矩,從而有效地控制卷料的張力。

    防止由于滑差所致的發熱現象
    通常連續滑動時摩擦部分免不了會發熱,甚至燒毀。但是本設備具備完備的散熱裝置,長時間運轉也不會過于發熱,而且使用壽命長。


    應用范圍:
    由于磁粉離合器/制動器具有以上特性,現已廣泛就用于造紙、印刷、塑料、橡膠、紡織、印染、電線電纜、冶金以及其他相關卷取加工行業中收卷和放卷張力的控制。下面是一套較為完整的張力控制系統示意圖。

    另外:磁粉離合器還可以用于緩沖啟動、過載保護、調速等;磁粉制動器還可以用于傳動機械的測試加載、制動等。

    設計參考
    首選,我們解釋一下兩個名詞:
    1.滑差轉速:磁粉離合器為輸入輸出軸之間的轉速差,磁粉制動器為輸入軸的轉速;
    2.滑差功率:磁粉離合器/制動器在傳遞轉矩時,因為有滑差轉速而產生的功率。

    磁粉離合器/制動器的選型一般以其所需的最大轉矩、轉速為依據來定。但同時也要保證其實際工作的滑差功率小于額定值,因為滑差功率會轉化成熱量造成各部位零件的溫度上升。具體計算公式如下: P=2∏/60×M×n
    式中:P-滑差功率(unit:w)
    M-工作轉矩(unit:N•m)
    n-滑差轉速(unit:r/min)
    F-工作張力(unit:N)
    V-線速度(unit:m/s)

    舉例:FZ100/Y雙水冷卻磁粉制動器,滑差功率為7000W,額定轉矩為100N•m,許用轉速為1500r/min.

    當其在額定轉矩工作時,允許的最高轉速為:n=(60×P)/(2∏×M)=9.55×p/M=9.55×7000/100=668.8(r/min)

    當其在最高滑差轉速工作時,允許的最大轉矩為:M=(60×P)/(2∏×n)=9.55×p/n=9.55×7000/100=44.6(N•m)

    注意事項:
    不得超載、冷卻到位
    磁粉離合器/制動器在工作時,其轉矩、轉速、滑并功率均不得超過額定值。冷卻方式(自然冷卻、強制氣冷卻、水冷卻)需根據實際工作時產生的最大滑差功率而定。冷卻空氣需過濾油和水。有條件,可加裝溫度檢測、報警裝置、防止溫度過高,影響磁粉的壽命上。(最高溫度80℃)

    關于壽命
    磁粉離合器/制動器的使用壽命在于磁粉的使用壽命。一般而言,磁粉在不超載的狀態下,其使用壽命為4500-7500小時;但在有些狀態下其使用壽命可延長數倍,如:降低磁粉離合器/制動器的工作轉矩、相對滑差轉速和滑差功率到額定值的50%-70%。也就是說,在設計時,余量盡可能放大一些。

    關于轉矩
    磁粉離合器/制動器出廠使用后,其磁粉在早期使用過程中會發生磨合,轉矩會略為有所下降,可通過調整電流來加以補償。

    安裝示例

    磁粉制動器

    磁粉制動器廠家

    磁粉離合器出軸式安裝(對軸式安裝)output shaft type (installation agalnst the shaft),在安裝板上固定軸銷,輸出用out put表示,由彈性聯軸節連接,輸入用in put表示。
    磁粉離合器外殼旋轉式(rotating shell type)  輸出用uot put表示,輸入in put表示。安全卡盤固定收卷軸,同步電機帶動鏈輪與右法蘭連接的磁粉離合器的外殼轉動,線圈靜止不動,測試輸出功率。
    磁粉離合器法蘭盤式(flange plate type)同步帶輪、鏈輪與盤工法蘭連接,輸出端由彈性聯軸節連接。
    出軸式(齒輪、皮帶輪、同步帶輪安裝)output shaft type ((gear pulley pullay-synchronous installation)
    皮帶、皮帶輪、過渡室有防止彎矩與彈性聯軸節連接,同軸于磁粉離合器,固定螺釘固定于安裝鐵板上。
    磁粉制動器powder brake 出軸式安裝(對軸式安裝)output shaft type (installation agalnst the shaft)
    磁粉制動器外殼旋轉式(rotating shell type)  輸出用uot put表示,輸入in put表示。安全卡盤固定收卷軸,同步電機帶動鏈輪與右法蘭連接的磁粉離合器的外殼轉動,線圈靜止不動.

    電磁粉末制動器現在已經被廣泛應用于造紙、紡織、電線電纜以及其他有關卷曲加工的行業中的放卷和收卷張力控制。
    電磁粉末制動器需要配合張力控制器來進行配套使用,它有電源輸入,并且還有磁粉輸出,這個磁粉輸出的這兩根線連接著電磁粉末制動器的線圈,因為電磁粉末制動器里面它有一個線圈,這個線圈引了兩根線出來接在這個磁粉輸出端子上面,電磁粉末制動控制器在定子與轉子間隙中加入了磁粉,當線圈不通電時磁粉不在這個定子的表面。定子轉子是分離的,此時不產生自動力距,大家可以看到此時線圈不通電,我用手就可以拉動這個負載,此時負載沒有收到制動離距,幫電磁粉末制動器通電以后,那么這個定子和轉子中將產生磁通,此時這個負載受到自動力距,大家可以看到我用手是拉不動這個負載的,那么這個磁粉就是來傳遞力矩的。
    張力控制器是可以調整通入線圈電流的大小,電流增大力矩也會增大,當電流增大到一定值的時候,自動力矩趨向飽和,所以產生的制動力矩與這個電流基本呈線性關系。
    打開一個電磁粉末制動器,看一下它的內部結構。這一個就是它的轉子,這個就是他的定子,轉子的兩邊分別有一個像碗一樣的一個凹槽,兩邊都有,如果他和定子合上之后就變成了一個腔體,因為定子上面他也有這個圓形的這個凹槽,腔體就是用來裝這個磁粉的,那么這個定子上面它也有這個凹槽,它也是用來裝磁粉的,這個圓形的像碗一樣的這個盤子裝磁粉,我們可以把這個磁粉加入到這個轉子的這個腔體里面,好這樣就算是裝進去了,F在我們來拆開這個定子,讓大家看一下它里面的線圈,我們把這個線圈拿起來給大家看一下,這個線圈它有兩根線是接在這個張力控制器上面的。

    今天我們給大家簡單的介紹一下磁粉制動器還有張力控制器,他們是怎樣配合使用的一個場景?
           首先我們可以看到放卷的一側中間是一根軸,一邊是繞著紫紅色的銅線,軸的另一邊是一個微型的磁粉制動器,磁粉制動器上有兩根j電線連著張力控制器。另一端也有一根軸上面是一個小型電機驅動者軸的轉動以此來收卷。
           我們采用了這個微型的單軸磁粉制動器還有一個手動的張力控制器,可以隨時通過調節電流的大小來控制磁粉制動器的張力。當張力控制器關掉不工作的時候,他沒有任何的力施加在磁粉離合器上面,我們我們打開微型電動機進行收卷的操作,從視頻可以看到收卷的銅線力度大小不一。沒有磁粉制動器控制介入的情況下,在收卷里面形成了很多的間隙,剛開始卷還是比較小的,可以看到明顯的空隙,這說明我們在沒有這個負載沒有張力的情況之下,收卷的是雜亂無章不是很緊致。而且影響我們收卷那個成型。等這個收卷層數越來越多會引起最里面的底層的變形。
           現在我們把這個張力控制器打開。調節到我們覺得合適的一個電流,現在我們看到磁粉制動器已經介入了放卷軸。收卷的間隙就慢慢消失不見了,現在外圈收的是非常的緊致。而原來的內圈還是有空隙的。使用這個磁粉制動器介入在收卷放卷的過程中。有一個好處以及他的一個作用就在這里。我們這個轉速是設計的比較慢的,像平常我們使用的一些設備它的轉速是非常的快,每分鐘幾百轉。慣性也是非常大的,更需要這個磁粉制動機來做輔助的剎車,要不然的話出現繞的這個圈非常的亂。我們可以看到通過張力控制器來控制磁粉離合器收卷的就比較的整齊沒有間隙,F在我們把這個張力控制器電流調成0這個時候我們可以看到,磁粉剎車是沒有工作的。收卷放卷都是比較輕松,如果慣性大的話就會出現凌亂的現象。所以說必須通過磁粉制動器調節一個適當的電流使磁粉制動器工作。它有效的解決我們的收卷、放卷遇到的慣性問題。


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