聯(lián)軸器的機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)情況及渦流損耗

發(fā)布時(shí)間：2019-05-31

聯(lián)軸器是一種廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)部件，用它來(lái)連接兩軸并使它們一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。有時(shí)也可以作為一種裝置用來(lái)防止被聯(lián)接件承受過(guò)大的載荷，起到過(guò)載保護(hù)的作用。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝的誤差、承載后的變形、運(yùn)行后的磨損、以及溫度變化的影響，于乍往存在著某種程度的相對(duì)位移與偏斜。這種情況會(huì)使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在軸、聯(lián)軸器、軸承等部位引起附加載荷，導(dǎo)致工作情況惡化。因此，聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上一般都采取了各種不同的措施，使聯(lián)軸器具有補(bǔ)償各種偏移量的能力。

為適應(yīng)不同的需求，聯(lián)軸器的種類和型式多樣，使用范圍非常廣泛，在冶金礦山、交通運(yùn)輸中聯(lián)軸器在轎車的應(yīng)用)、工程機(jī)械、航天航空、船舶機(jī)械、輕工紡織等眾多行業(yè)都有大量的應(yīng)用，并在小斷地改進(jìn)與創(chuàng)新。

就聯(lián)軸器種類；若按補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移能力的不同可分為：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器；剛性聯(lián)軸器按能否允許兩軸有相對(duì)位移又可分為：固定式聯(lián)軸器和可移式聯(lián)軸器；撓性聯(lián)軸器按其彈性元件的不同可分為金屬?gòu)椈陕?lián)軸器和非金屬?gòu)椈陕?lián)軸器；若按結(jié)構(gòu)可分為套筒聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、輪胎聯(lián)軸器等等。

萬(wàn)向聯(lián)軸器又稱萬(wàn)向節(jié)，屬于剛性可移式聯(lián)軸器，用于連接軸線相交或平行或交錯(cuò)的兩軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。這種聯(lián)軸器能夠在兩軸軸線夾角(可達(dá)35°一47°。RCRCR交錯(cuò)軸等角速萬(wàn)向聯(lián)軸器甚至可以達(dá)到90°)發(fā)生變化時(shí)，所連接的兩軸連續(xù)回轉(zhuǎn)，地傳遞扭矩。同帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，它所傳遞的扭矩范圍較大(大的可達(dá)數(shù)萬(wàn)千牛頓·米，小的只有幾牛頓·米，甚至小)，且傳遞緊湊，傳動(dòng)效率一般較高，維修保養(yǎng)也比較方便，具有其它機(jī)構(gòu)的明顯優(yōu)點(diǎn)廠。因此一經(jīng)發(fā)明備受關(guān)注。

到目前為止，萬(wàn)向聯(lián)軸器已發(fā)展為種類多樣、型式繁多的產(chǎn)品系列。它的應(yīng)用廣泛，在交通運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、石油機(jī)械、重型機(jī)械、輕工機(jī)械以及機(jī)械中都有大量的應(yīng)用。

在萬(wàn)向聯(lián)軸器現(xiàn)有的眾多種類中，若按其兩軸線相互位置狀態(tài)的可變性可分為：定心、式(指兩軸線保持相交的狀態(tài))和非定心式(指兩軸線的空間狀態(tài)可以發(fā)生變化)；若按其轉(zhuǎn)速特征可分為：非等角速型、準(zhǔn)等角速型和等角速型；(由于準(zhǔn)等速型可以有條件的等同于等速型，所以有的分類方法只分為非等速型和等速型。)若按結(jié)構(gòu)特征可分為：十字軸式、球籠式、球叉式等；若按傳遞扭矩的大小可分為：重型、中型、輕型、和小型。重型萬(wàn)向聯(lián)軸器常用于冶金機(jī)械、石油機(jī)械、工程機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械等；小型萬(wàn)向聯(lián)軸器(十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器僅同火柴棒一般大小)主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，一般用于機(jī)械(如在指令控制儀中用于傳遞分秒級(jí)的運(yùn)動(dòng))。

對(duì)一臺(tái)確定的聯(lián)軸器裝置，其外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)，尺寸已確定，那么隔離套的直徑、軸向長(zhǎng)度以及場(chǎng)量的角頻率也就確定了。因此這里主要分析隔離套的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及厚度對(duì)磁場(chǎng)和渦流損耗的影響。

(1)隔離套的電導(dǎo)率γ越大，厚度ε值越大，那么隔離套的電阻就越小，隔離套的渦流也越大，此時(shí)渦流對(duì)磁場(chǎng)的影響則較大。另一方面，如隔離套厚度增大，它與內(nèi)外轉(zhuǎn)子的間隙將減小，則聯(lián)軸器的加工精度要求高，這種的加工往往很難以滿足，通常不得不通過(guò)增大內(nèi)外轉(zhuǎn)子間的間隙來(lái)解決，而這將導(dǎo)致氣隙磁阻增大，氣隙磁場(chǎng)減小。

(2)不同材料的磁導(dǎo)率相差可高達(dá)數(shù)千倍，如采用高磁導(dǎo)率材料作為隔離套的材料時(shí)，外轉(zhuǎn)子永磁體發(fā)出的磁通大部分將直接由隔離套返回到外轉(zhuǎn)子，而聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子表面獲得的磁通則較少，這種現(xiàn)象在電磁學(xué)上被稱為磁屏蔽。隔離套的磁導(dǎo)率越大，則磁屏蔽越嚴(yán)重，內(nèi)轉(zhuǎn)子表面獲得的磁場(chǎng)就越小。

(3)渦聯(lián)軸器的渦流損耗Pwo與隔離套的厚度ε之間存在一種指數(shù)關(guān)系，即隔離套的厚度ε值越大，渦流損耗越大。當(dāng)電導(dǎo)率γ增大，式右邊的大分式的值增大，而式較右端括號(hào)中的值由于電導(dǎo)率γ增大，其值隨k1值變大而增大，因此電導(dǎo)率γ增大，聯(lián)軸器的渦流損耗增加。