聯(lián)軸器隔離套的損耗計算及溫度場分析

鼠籠異步磁力聯(lián)軸器是基于電磁感應原理研制的新型磁力傳動裝置，具有減振、無接觸傳遞功率和轉(zhuǎn)矩等特性。作為磁力傳動的一種形式，相對于傳統(tǒng)機械式聯(lián)軸器，在傳動過程中，不存在機械接觸、摩擦和磨損，同時具有自過載保護功能，也可以通過改變氣隙厚度輸出不同的轉(zhuǎn)矩以適應不同的工況，主要有永磁轉(zhuǎn)子、導體轉(zhuǎn)子以及隔離套等組成。為鼠籠異步磁力聯(lián)軸器隔離套工作時的損耗，利用等效面電流法對其空間磁場動態(tài)分布進行了分析研究，并通過麥克斯韋時變方程對鼠籠異步磁力聯(lián)軸器中隔離套的損耗進行了理論推導。在理論分析的基礎(chǔ)上，使用ANSYS有限元分析軟件對聯(lián)軸器進行了溫度場分析，了聯(lián)軸器整體溫度場分布情況、各部件的溫度分布情況以及徑向方向上的溫度分布曲線。根據(jù)楞次定律，銅導體轉(zhuǎn)動切割磁力線產(chǎn)生的感應電流會產(chǎn)生感生磁場，與原永磁體磁場發(fā)生耦合，達到轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩傳遞的目的。

在鼠籠式異步磁力聯(lián)軸器中，隔離套是用來隔離開主、從轉(zhuǎn)子，并且實現(xiàn)無泄漏輸送的重要零件由于非金屬材料受傳輸介質(zhì)溫度、壓力等條件的影響相較于金屬材料較大，應用范圍沒有金屬材料廣泛，故隔離套 般選用金屬材料。然而，當永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，隔離套也會切割磁力線產(chǎn)生感應電流，由于產(chǎn)生的感應電流發(fā)熱會產(chǎn)生功率損耗，使傳動效率下降。同時隔離套上渦流產(chǎn)生的渦流損耗以熱量的形式散發(fā)。永磁轉(zhuǎn)子中的永磁體材料為釹鐵硼，這種材料雖然磁性能優(yōu)異，但是電阻率高，耐熱性差，如果熱量不能發(fā)散，永磁體溫度過高會發(fā)生退磁現(xiàn)象，從而導致磁力聯(lián)軸器工作效率的降低。為了研究設(shè)置隔離套的鼠籠異步磁力聯(lián)軸器對于聯(lián)軸器溫度場的影響，因此有需要對設(shè)置隔離套的聯(lián)軸器進行損耗以及溫度場分析。結(jié)果表明：(1)聯(lián)軸器各部件之間的溫度分布不同，聯(lián)軸器的較高溫度出現(xiàn)在銅導體上為125．54℃，較低溫度出現(xiàn)在外轉(zhuǎn)子軛鐵上為48．798℃。(2)隔離套較高溫度為116．71℃，較低溫度是114．69℃，溫度變化很小，內(nèi)側(cè)的溫度較高，外側(cè)的溫度較低。隔離套應選用電阻率較大、磁導率較低的材料。永磁體靠近外氣隙的內(nèi)側(cè)溫度較高為66．604℃，而外側(cè)溫度則較低為62．199℃，遠未到達危險溫度，故可永磁體的正常工作。