聯軸器隔離套的損耗計算及溫度場分析

鼠籠異步磁力聯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矩等特性。作為磁力傳動的一種形式，相對于傳統機械式聯軸器，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矩以適應不同的工況，主要有永磁轉子、導體轉子以及隔離套等組成。為鼠籠異步磁力聯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軸器中隔離套的損耗進行了理論推導。在理論分析的基礎上，使用ANSYS有限元分析軟件對聯軸器進行了溫度場分析，了聯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。根據楞次定律，銅導體轉動切割磁力線產生的感應電流會產生感生磁場，與原永磁體磁場發生耦合，達到轉速與轉矩傳遞的目的。

在鼠籠式異步磁力聯軸器中，隔離套是用來隔離開主、從轉子，并且實現無泄漏輸送的重要零件由于非金屬材料受傳輸介質溫度、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，當永磁轉子旋轉時，隔離套也會切割磁力線產生感應電流，由于產生的感應電流發熱會產生功率損耗，使傳動效率下降。同時隔離套上渦流產生的渦流損耗以熱量的形式散發。永磁轉子中的永磁體材料為釹鐵硼，這種材料雖然磁性能優異，但是電阻率高，耐熱性差，如果熱量不能發散，永磁體溫度過高會發生退磁現象，從而導致磁力聯軸器工作效率的降低。為了研究設置隔離套的鼠籠異步磁力聯軸器對于聯軸器溫度場的影響，因此有需要對設置隔離套的聯軸器進行損耗以及溫度場分析。結果表明：(1)聯軸器各部件之間的溫度分布不同，聯軸器的較高溫度出現在銅導體上為125．54℃，較低溫度出現在外轉子軛鐵上為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，內側的溫度較高，外側的溫度較低。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側溫度較高為66．604℃，而外側溫度則較低為62．199℃，遠未到達危險溫度，故可永磁體的正常工作。