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联轴器、离合器与制动器(俗称“三器”)是机器中实现联接、传动与控制的功能部件。磁性联轴器、离合器与制动器是“三器”家族中的一个分支。在我国，永磁联轴器已应用于泵、反应釜等无泄漏设备中，作为离合器与制动器，我国大量应用的是摩擦式、电磁式。随着永磁材料的发展，利用永磁体替代电励磁，不仅可以节约电源，而且可以减小体积，提高产品的机电性能。
本文所述的磁性离合器与制动器是指含有永磁材料的装置，永磁材料可以是磁粉、硬磁或磁滞材料。目前，我国机电市场有磁粉离合器产品出售，但永磁、磁滞离合器与制动器尚属少见，大量应用的是各种类型的摩擦机械式的离合器与制动器。在功能、类型、数量诸方面与先进国家差距很大。日本OGURA工业公司有3000个品种不同的离合器，年产2000万件离合器与制动器，每年销售4.5亿美元，其中磁滞装置占有较大的份额。笔者在研究永磁联轴器的基础上发现，永磁联轴器的扩展即可实现离合，永磁、磁滞、电磁的结合可实现离合、制动与控制。为此，本文在描述磁粉离合器的基础上，介绍国外将永磁材料、磁滞材料应用于离合器与制动器的新技术、新产品和新结构。
1 磁粉离合器
磁粉离合器的工作原理如图1所示，它是在主动件（转子）6和3、7、8组成的从动件外壳之间的气隙内，填有磁粒子5，磁粒子是一些体积微小 (~40μm)、磁导率高、矫顽力低、耐磨损的磁粉，如FeCoNi粉、FeAlCr粉、Cr13粉等。它们加入润滑剂加以跑合制成土豆状[1]。线圈未通电时，磁粒子处于松散状态，借离心力作用甩在外壳的内壁，主动件、从动件处于脱离状态（图
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小麻籽 发表于 2009/7/24 20:54:05
永磁离合器与制动器不像其它机械式离合器那样通过机械联接来传送转矩，而是靠永磁体的磁力耦合作用。它所联接的主、从动轴转速相同，亦称同步离合器，其结构与永磁联轴器类似。磁体提供准确的磁场强度用于产生额定转矩，由于磁场强度是固定值，结果转矩也是常数。合理设计离合器尺寸可传递固定的转矩，目前最大转矩可达1000N·m。当超过额定转矩时离合器滑脱。重新排列磁极结构可实现有限的转矩变化，可调整到额定转矩以下30-40%。2楼 回复本楼
Magnetar Technologies, Ltd.等制造出线性永磁制动系统，实现机车的“软制动”。其工作原理很简单，一导板以某一速度穿过两排平行的高强度磁体，导板中要产生涡流，涡流的磁场产生一与传动力相反的力，结果导板起了制动作用。“软制动”永磁制动器没有运动部件，无接触部件，无摩擦，无磨损，不需要动力源，无控制调整问题。“软制动”克服了硬停车产生的噪声、振动给人类带来的危害。它应用于行李搬运系统、人的运行系统、材料输送线、娱乐场交通工具等。
引用 小麻籽 2009/7/24 20:54:05 发表于2楼的内容
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小麻籽 发表于 2009/7/24 20:55:48
3楼 回复本楼半硬磁材料的矫顽力为100~
美国RIMTEC公司推出的HSV系列永磁-磁滞离合器[3]（图2）提供了平稳的转矩传递，具有伺服特性的过载保护，典型用于瓶盖旋紧器。原动机通过法兰4联接，带动衬有磁滞材料的内套3，通过磁场作用驱动装有永磁体的外套2旋转。外套与卡套1组合在一起，由卡套输出转矩。通过调节螺纹调整内、外套间的轴向位置，确定输出转矩的额定值。图中上下两半分别表示最小与最大转矩位置。当发生过载时，载荷矩大于磁力矩，内、外套滑脱，原动件在轴承上自由旋转。过载消除后离合器自动接合。
日本OGURA工业公司的产品（图3）是将磁滞盘2直接安装在轮毂上，两多极永磁盘3装在机体内，与磁滞盘间有一气隙，无任何摩擦接触。当同性磁极相对，磁滞盘产生最大的磁饱和，磁力线呈圆周形通过磁滞盘，产生最大转矩；当异性磁极相对时，磁滞盘不饱和，磁力线直接穿过磁滞盘，转矩最小。手工调节N、S极间的相位角可改变力矩大小。
引用 小麻籽 2009/7/24 20:55:48 发表于3楼的内容
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小麻籽 发表于 2009/7/24 21:02:06
4楼 回复本楼在常规的电磁离合器中，采用永磁材料取代原来的励磁线圈，由于永磁材料矫顽力的提高才得以实现，至今应用已愈来愈多。
永磁-电磁离合器的工作原理如图4所示。磁轭1联接到电机法兰上，其中的线圈固定不动。
当线圈未通电时，永磁体组件3与中间导磁体2吸合，输入轴6与件2以键联接，输入的动力通过膜片弹簧4传到带轮5。当线圈通电后，产生与永磁体磁场相反的磁场来排斥永磁场，线圈磁场通过件2形成闭合磁回路，而永磁体磁场的磁力线在其内部形成闭合磁回路，2、3脱开，离合器分离。这是一种失电吸合式永磁离合器。另一种失电制动永磁离合器，线圈失电时，由永磁体产生的吸力，将衔铁紧紧地吸在摩擦片上形成很大的制动力矩。线圈通电时，产生反向磁场，克服永磁体的磁力，在弹簧力的作用下，制动器脱开。
永磁离合器与制动器均应用磁学原理，建立在无磨擦设计的基础上。因此，它比磨擦式、机械式离合器、制动器具有传动平稳、寿命长、无噪声、无污染、无冲击，操作再现性和可控性好等一系列优点。永磁-磁滞离合器使用了磁滞材料，是该装置的一大特色。磁滞材料与永磁材料的区别是前者容易改变极性，所以容易调节转矩，提供了优良的操作性能，目前它得到了广泛的应用。但它的额定转矩小，因为在额定转矩时，离合器开始滑动，磁滞材料由系统吸收能量，由于磁极的变化，动能变成热量，这部分热量应及时的散失和冷却。
永磁-电磁制动器转矩的调整控制由励磁线圈提供，需要直流电源及控制系统。它在自动控制系统中是最佳的选择。磁力装置与传感器、微处理器的集成可为某些工艺过程实现自动化。例如当卷绕机的卷径不断增加时，通过控制励磁电流变化，从而转矩亦随之相应地变化，以保证获得恒定的张力。这对印刷机类—凹印机,纺织机类—验布机，纸张处理机类—裁纸机,金属处理机类—镀膜机、线切割机、钢条热处理机、卷材机，包装机类—制袋机等十分可贵的。因此，它是几乎任何材料的拉伸和卷曲过程控制的优良选择。
永磁、磁滞与电磁的完美结合，使离合器制动器的功能卓越。现代化的生产过程需要装备自动化的机械，在用户对伺服联接的需求日益增长的今天，淘汰那些齿式、带式、闸块式等落后的离合器与制动器，设计制造新型离合器与制动器，满足国内外市场的需求，具有十分重要的意义。我国是磁性材料的生产大国、强国，要善于应用我们的优良磁材，制造性能先进的磁部件、磁装置、磁机械。
引用 小麻籽 2009/7/24 21:02:06 发表于4楼的内容
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shjzjxyxgs 发表于 2015/5/4 12:35:52
5楼 回复本楼先生你好，我想请教你一下（半硬磁材料的矫顽力为100~
引用 shjzjxyxgs 2015/5/4 12:35:52 发表于5楼的内容
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