磁粉离合器和磁粉制动器的结构、性能及选用

磁粉离合器和磁粉制动器

磁粉离合器和磁粉制动器的结构性能及选用

摘要：磁粉离合器和磁粉制动器输出的转矩可控并且随着励磁电流的改变而基本成比例变化。作为自动控制和自动调节元件，它们和相应的控制系统配套，可以完成有别于其它同类产品的特殊用途。本文通过分析其结构、性能，并进行计算，达到正确选用的目的。

关键词：磁粉离合器；磁粉制动器；结构性能

前言

与各种形式的离合器、制动器比较，磁粉离合器、制动器具有独特的性能、结构和用途，一般的教科书和设计手册中较少介绍，但在文献0%1中，把磁粉离合器归类到电磁离合器类别中进行了较详细的介绍，虽然所介绍的和电磁离合器同类，但笔者认为，它和概念中的电磁离合器有着本质的区别。尽管两者都有励磁后工作的相同控制特性，但输出特性却有着巨大的差异：电磁离合器励磁后靠被衔铁压紧了的摩擦片间的相互摩擦力传递转矩，励磁电流恒定，传递的转矩也基本恒定；而磁粉离合器励磁后，是通过填充于工作间隙的被磁化了的磁粉链传递转矩，改变励磁电流可以改变磁粉的磁状态进而能调节传递的转矩，输出的转矩可控并且随着励磁电流的改变而基本成线性变化。一般的离合器和制动器结构差异较大、功能各异，而磁粉离合器和磁粉制动器却具有基本相同的结构和特性，将输出端加以固定就可以完成离合器和制动器的相互转化。这种独特的性能和结构，决定了磁粉离合器、制动器有别于其它同类产品的特殊用途：（%）快速离合与制动；（!）载荷控制与过载保护；（$）载荷测试和测试加载；（#）无级调速；（'）张力控制；（2）换向和伺服驱动等等。因此，磁粉离合器和磁粉制动器更多的是做为自动控制和自动调节元件，和相应的控制系统配套，越来越

广泛的用于各个工业领域。

!磁粉离合器、制动器的分类及结构按励磁线圈的供电方式，磁粉离合器、制动器有两大类产品：线圈旋转式和线圈静止式。线圈旋转式旋转线圈的供电是经过安装在轴上的滑环进行的，由于接电方式的不可靠和线圈在高速旋转过程中有可能发生的不平衡引起震动，这种类型的产品已经很少应用，目前市场上

的绝大部分产品都采用线圈静止型的。

线圈静止型产品又有外壳静止和外壳旋转二种类型。对于外壳静止的产品，静止线圈位于转子的外部，对于外壳旋转的产品，静止线圈位于转子的内部。根据输出转子工作面的形状不同，常用的产品有圆柱形转子、杯形转子和盘形转子之分。圆柱形转子一般用于大中型产品，结构比较简单；杯形转子一般用于外壳旋转型产品，散热好，滑差功率较大；而盘形转子一

般用于微型产品，适用于精密控制场合。

按规格可分为大型（%"""34以上）、中小型（2-5""34/和微型.#34以下/，按其冷却方式可分为自然冷却式、强迫风冷却式和水冷却式，按连接型式还可分为伸出轴型和空心轴型，按主、从动传递路线不同又可分为外壳旋转型和外壳静止型（线圈静止），按安装形式还有卧式和立式等等。各种形式可以根据使用的需要进行组合设计，完成相应的功能，但立式和卧式安

装的形式不可以交替使用。

$磁粉离合器、制动器的工作原理与特性

（%）磁粉离合器原理图0$1（以柱形转子、外壳静止、伸出轴、自然冷却型产品为例）如图%。嵌装着线圈的部分为磁轭，主动转子和被动转子之间用轴承隔离，在主动转子的内外之间形成了两个同心的圆柱形空隙，外面为空气隙，内面为工作隙。在工作隙中，加入导磁

率高、耐热性好的磁粉。当主动构件回转而线圈选用的目的。

选用不通电励磁时，工作隙中的磁粉由于离心力作用被压附在主动转子的内壁上，主、从动转子之间没有力的相互作用，也就没有转矩的传递，被动转子与主动构件处于完全脱离状态，