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1、第21卷第5期机械设计与研究Vo.l21No.52005年10月MachineDesignandResearchOct.,2005文章编号:20062343(2005)0506303电磁感应式磁力联轴器中隔离套的涡流分析与计算112杨超君,马宏亮,蒋生发(1江苏大学机械工程学院镇江212013;Emai:lYangchaojun@ujs.edu.cn2江苏大学许士芬(香港)联合研究所,镇江212013)摘要:磁力联轴器中内外转子间的隔离套是磁力泵实现无泄漏的主要零件,由于磁力联轴器工作时,隔离套便处在变化的磁场中,则其内部将产生
2、涡流,导致涡流损耗和传递效率降低。本文推导了隔离套中涡流损耗公式,分析了对磁场和涡流损耗的影响因素,提出了减小隔离套涡流损耗及对磁场影响的措施。关键词:电磁感应;联轴器;永磁材料;涡流中图分类号:TH133文献标识码:AAnalysisandDesignofInsulationShellinaNewInductionShaftCouplingYANGChaojunMAHongliangJIANGShengfa(SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuuniversityZhengjiang212013JointInstit
3、uteofJiangsuUniversityandXuShiFen(HongKong),Zhenjiang212013,China)Abstract:Insulationshellinanewinductionshaftcouplingisamainelementtosolveleakinessofmagnetpump,itoftenworksinchangingmagneticfieldsothateddycurrentisproduced,andeddycurrentresultsinwastageanddecreasingtheefficiency.Somefo
4、rmulasarededucedandusedtocalculatethewastageofeddycurrent,andanalysefactorsaboutmagneticfieldandwastageofeddycurrent,atlastmeasuresforminishingthewastageofeddycurrentandtheinfluenceofmagneticfieldareputforward.Keywords:electromagneticinduction,shaftcoupling,permanentmagneticmateria;leddyc
5、urrent磁力联轴器用于磁力泵中,用以解决泵泄漏问题。目前,广泛使用的是一种同步磁力联轴器,其基本结构如图1所示,主要由内磁转子、外磁转子和隔离套组成,内外转子上各固定有均匀排布的几对磁体,N极与S极交错排列。为解决磁力泵输送较高温度介质时,内磁转子上的永磁体退磁,导致磁力联轴器不能正常工作这一问题,作者研制了电磁感应式磁力联轴[1][2][3]器,如图2所示。无论上述哪种磁力联轴器,其内外转子间的隔离套均是磁力泵实现无泄漏的主要零件,当内外磁转子相对于隔离套转动时,隔离套就处于近乎正弦变化的交变磁场图1同步磁力联轴器结构中(图3、图4)。如果隔离套为金属,那么其
6、内部将产生环形感1传动轴2泵体3内磁极应电流,称为涡流。涡流效应一方面会减弱原来的工作磁场,使4内转子5主动轴6隔离套传递扭矩降低;另一方面将产生涡流损耗,并以焦耳热的形式释7外转子8外磁极9密封圈放其能量,这就必然要消耗一部分轴功率,使得传递效率降低。鉴于上述原因,有必要对金属隔离套涡流问题进行研究,分析各因素对涡流及磁场的影响,并采取相应的措施。1隔离套的设计隔离套是位于内、外转子之间的一个圆筒形密封部件(图5),它使所传输的介质与外界隔离。由于磁力传动力矩与内、外转子间工作气隙长度有关,气隙长度要求越小越好,因此在满足强度和刚度的前提下
7、,应将隔离套的壁厚设计得尽量薄,在设计中,可按压力容器的设计计算方法进行壁厚计算。图2电磁感应式磁力联轴器结构收稿日期:2005-01-071从动轴2泵体3铜条基金项目:江苏省教育厅自然基金资助项目(03KJA460020);国家4内转子5主动轴6隔离套自然科学基金项目(50575096)7外磁转子8外磁极9密封圈64机械设计与研究第21卷图6隔离套涡流求解模型图轴方向则相当于隔离套的切向方向,而Z轴方向和隔离套的轴向方向一致。由于隔离套的厚度远
