（1）適用范圍

    磁粉離合器適用于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主、從動(dòng)端離合和控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩、調(diào)節(jié)速度、張力控制、空載啟動(dòng)、過載保護(hù)、伺服驅(qū)動(dòng)、測試加載、換向等自冷式、風(fēng)冷式、液冷式、電風(fēng)扇冷卻式離合器。

    （2）型式

    1）按從動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式

    ①柱形轉(zhuǎn)子離合器，代號省略。

    ②杯形轉(zhuǎn)子離合器，代號B。

    ③筒形轉(zhuǎn)子離合器，代號T。

    ④盤形轉(zhuǎn)子離合器，代號P。

    2）按聯(lián)接安裝型式

    ①軸輸入、軸輸出，單面或雙面止口支撐式，代號省略。

    ②軸輸入、軸輸出，機(jī)座支撐式，代號J。

    ③軸輸入、軸輸出，單面直角板支撐式，代號M。

    ④法蘭盤輸入，空心軸輸出，空心軸（或單止口）支撐式，代號K。

    ⑤法蘭盤輸入，單側(cè)或雙側(cè)軸輸出，單面止口支撐式，代號D。

    ⑥齒輸（或帶輪、鏈輪）輸入，軸輸出，單面止口支撐式，代號C。

    3）按冷卻方式

    ①自然空氣冷卻（簡稱自冷式），代號省略，

    ②強(qiáng)制通風(fēng)冷卻（簡稱風(fēng)冷式），代號F，

    ③液（水或油）冷卻（簡稱液冷式），代號Y。

    ④電風(fēng)扇冷卻（簡稱扇冷式），代號S。

    4）按應(yīng)用類別

    ①聯(lián)接（一般離合）代號省略。

    ②調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速（控制系統(tǒng)用），代號A。

    ③快速離合，代號G。

    （3）離合器基本性能參數(shù)和主要尺寸

    1）離合器參數(shù)為額定轉(zhuǎn)矩Tn （N·m）系列為0.1*,0.25*,0.5,1,2.5,5,10,25,50,100,200,400,

630,1000,2000,4000*,6300*,1000*,20000*,40000*,63000*。

    2）離合器基本性能參數(shù)如表所列。

離合器基本性能參數(shù)

型   號	額定轉(zhuǎn)矩 Tn （N·m）	最大電壓 Um(V)	最大電流 Im(A)	時(shí)間常數(shù) Tir(s)	許用同步轉(zhuǎn)速 {n}（r/min）
FL0.5□	0.5	24	≤0.40	≤0.035	1500
FL1□	1		≤0.54	≤0.040
FL2.5□	2.5		≤0.64	≤0.052
FL5□	5		≤1.2	≤0.066
FL10□	10		≤1.4	≤0.11
FL25□. □/□	25		≤1.9	≤0.11
FL50□. □/□	50		≤2.8	≤0.12
FL100□. □/□	100		≤3.6	≤0.23	1000
FL200□. □/□	200		≤3.8	≤0.33
FL400□. □/□	400		≤5.0	≤0.44
FL630□. □/□	630	80	≤1.6	≤0.47
FL1000□. □/□	1000		≤1.8	≤0.57	750
FL2000□. □/□	2000		≤2.2	≤0.80

    磁粉離合器的工作原理、特點(diǎn)與應(yīng)用

    磁粉離合器超脫了常規(guī)離合器的摩擦實(shí)質(zhì)，而實(shí)現(xiàn)了磁粒子設(shè)計(jì)。工作原理如圖下圖所示，它是在主動(dòng)件（轉(zhuǎn)子）6和件3、7、8組成的從動(dòng)件外殼之間的氣隙內(nèi)，填有磁粒子5，磁粒子是一些體積微�。ù蠹s40μm）、導(dǎo)磁率高、矯頑力低、耐磨損的磁粉。作為磁粉原材料的有FeCoNi粉、FeALCr粉、Crl3粉等。將原料粉加入潤滑劑加以跑合制成馬鈴薯狀磁粒。線圈未通電時(shí)，磁粒子處于松散狀態(tài)，靠離心力作用甩在外殼的內(nèi)壁，主動(dòng)件、從動(dòng)件處于脫離狀態(tài)，如下圖（a）所示。安裝在磁軛2中的勵(lì)磁線圈1通電后，在磁場作用下磁粒子形成鏈狀，連接轉(zhuǎn)子與外殼，如下圖（b）所示。

    磁粉離合器依靠磁粒子的結(jié)合力和磁粒子與工作面間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。該裝置的特點(diǎn)主要有以下幾方面。

    ①轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電流在5%～95%范圍內(nèi)成線性關(guān)系，當(dāng)勵(lì)磁電流保持不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩會穩(wěn)定的傳遞。

    ②轉(zhuǎn)矩僅取決于勵(lì)磁電流的大小，而與主、從動(dòng)側(cè)的滑差無關(guān)，其他轉(zhuǎn)矩與靜轉(zhuǎn)矩相同。

    ③快速響應(yīng)，轉(zhuǎn)矩上升、下降時(shí)間都極短，因此可以用于頻繁啟停、換向場合。

    ④控制功率小，功率放大倍數(shù)高，可用很小勵(lì)磁電流控制很大的傳遞功率，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

    ⑤運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無振動(dòng)，無沖擊，低噪聲，可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

    ⑥與摩擦片式電磁離合器相比，無摩擦部件，壽命長，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)。

    其缺點(diǎn)是在離合制動(dòng)期間粒子之間的摩擦要產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，再現(xiàn)性差，以至于出現(xiàn)殘余拖拉。磁粉作為一種磨料，產(chǎn)生微細(xì)粉末通過轉(zhuǎn)子密封處泄漏到軸承或其他間隙部位，對工藝過程會造成污染。

    鑒于上述特點(diǎn)磁粉離合器在多種領(lǐng)域得到應(yīng)用。如機(jī)械的快速離合、制動(dòng)；試驗(yàn)裝置的加載器，如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、液壓元件轉(zhuǎn)矩測量時(shí)的加載；尤其適用于恒張力控制系統(tǒng)，如印刷機(jī)、造紙機(jī)、拉絲機(jī)、染布機(jī)、繞線機(jī)、金屬板材帶材加工設(shè)備。

    磁粉離合器的結(jié)構(gòu)與材料

    （1）形式

    磁粉離合器按從動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分為：柱形、杯形、筒形、盤形。

    按連接安裝形式分為：

    ①軸輸入，軸輸出，單面或雙面止口支承式、機(jī)座支承式、單面直角支承式；

    ②法蘭盤輸入，空心軸輸出，空心軸（或單止口）支承式。

    ③法蘭盤輸入，單側(cè)或雙側(cè)軸輸出，單止口支承式；

    ④齒輪（或帶輪、鏈輪）輸入，軸輸出，單止口支承式。

    按冷卻方式分為：自然空氣冷卻、強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻、液冷卻、電風(fēng)扇冷卻。

    （2）三種典型結(jié)構(gòu)

    如下圖所示為復(fù)隙式線圈旋轉(zhuǎn)磁粉離合器。主動(dòng)殼體4和線圈6等與齒輪7固連安裝在滾動(dòng)軸承上，組成離合器的主動(dòng)部分，轉(zhuǎn)子2與從動(dòng)軸10連接。主動(dòng)殼體與從動(dòng)轉(zhuǎn)子裝在同一支承軸9上。在轉(zhuǎn)子和主動(dòng)部分的工作間隙中充填以導(dǎo)磁率高、耐熱性好的磁粉5，為防止漏磁，殼體兩側(cè)的一個(gè)零件應(yīng)采用非導(dǎo)磁材料制成。當(dāng)電流經(jīng)滑環(huán)8通入線圈，在主動(dòng)殼體、杯形從動(dòng)轉(zhuǎn)子和工作間隙間形成閉合磁通，磁粉被磁化，形成磁粉鏈，于是通過磁粉顆粒間磁的連接力，主動(dòng)殼體就帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈斷電后磁通消失，磁粉處于松散自由狀態(tài)。由于主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)，磁粉在離心力作用下甩到工作間隙外側(cè)，主、從動(dòng)件脫離。這種結(jié)構(gòu)緊湊體積小，質(zhì)量輕，一端固定，安裝調(diào)試也比較方便，但因有滑環(huán)，整個(gè)結(jié)構(gòu)又是懸臂布置，故不宜承受較大載荷，主要用于控制系統(tǒng)。

    如下圖所示為單隙式線圈旋轉(zhuǎn)磁粉離合器。較大慣性的轉(zhuǎn)子2用鍵與從動(dòng)軸1連接，轉(zhuǎn)子外緣的環(huán)槽中安裝著線圈8并用隔磁環(huán)5封閉，殼體4和端蓋3、9連接組成的主動(dòng)件，可在滾動(dòng)軸承上傳動(dòng)。磁粉6充填在殼體和轉(zhuǎn)子的間隙中。為防止磁粉漏出，在轉(zhuǎn)子兩端面固定著很薄的擋環(huán)7，并用橡膠油封防止磁粉進(jìn)入滾動(dòng)軸承。線圈旋轉(zhuǎn)式供電需導(dǎo)電滑環(huán)、電刷及觸頭，安裝在固定支架上。這種結(jié)構(gòu)形式供電可靠性差，且觸頭與滑環(huán)之間的接觸電阻易隨著磨損及周圍環(huán)境變化而改變，而給整機(jī)性能帶來影響。

    如下圖所示為單隙式線圈靜止磁粉離合器。線圈6安裝在定子7的槽內(nèi)，定子兩側(cè)與支承蓋2連接，組成一閉式的固定殼體。主動(dòng)轉(zhuǎn)子4處在定子與從動(dòng)轉(zhuǎn)子8之間，與定子內(nèi)表面之間具有適量的非工作間隙，磁粉9充填在主、從動(dòng)轉(zhuǎn)子間的間隙中，為防止磁短路，在主動(dòng)轉(zhuǎn)子上嵌有隔磁環(huán)5。此外，在主動(dòng)轉(zhuǎn)子的端蓋上裝有風(fēng)扇葉片3，以適應(yīng)在有滑差下工作時(shí)，可加速熱量的散發(fā)。這種無滑環(huán)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生火花和磨損，供電可靠，空載轉(zhuǎn)矩小，但因有非工作間隙，故勵(lì)磁功率比線圈旋轉(zhuǎn)式大，因而其體積較大。

    （3）磁粉離合器的主要材料

    ①導(dǎo)磁體。對構(gòu)成磁路的各個(gè)零件，一般都應(yīng)選用磁導(dǎo)率高，矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度大的軟磁材料制成，常用軟磁材料有工業(yè)純鐵（含碳量0.02%～0.025%）、硅鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鐵鈷合金及軟磁鐵氧體等。對中小尺寸的低速離合器可用10鋼，而對傳遞轉(zhuǎn)矩大的離合器，則用15鋼或20鋼。這些材料均須適當(dāng)?shù)臒崽幚砑氨砻嫣幚硪缘玫搅己玫拇判阅�。對于不太重要的離合器，也可用鑄鐵做導(dǎo)磁體。

    ②隔磁體。隔磁體的作用是阻止磁通泄漏，確保磁通構(gòu)成回路，增加磁場強(qiáng)度。它必須具有很低的磁導(dǎo)率，可用銅、鋁、工程塑料等作為原料。

    ③磁粉。磁粉是作為傳遞轉(zhuǎn)矩的介質(zhì)，是磁粉離合器中最重要的材料，對其要求有；具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力，力求傳遞轉(zhuǎn)矩能力而電流斷開后的剩余轉(zhuǎn)矩�。荒蜔嵝院�，在高溫（300～500℃）下無明顯氧化，不燒結(jié)成團(tuán)，耐腐蝕，能保持離合器的性能穩(wěn)定；流動(dòng)性好，保證離合器在線圈斷電后通迅速脫開。

    目前采用的磁粉主要有以下幾種。

    ①鐵鈷鎳基合金磁粉。耐磨性和抗氧化性較好，可不經(jīng)熱處理，混入適量的潤滑劑加以跑合即可使用。

    ②不銹鋼系磁粉。它是一種耐腐蝕，抗氧化的高導(dǎo)磁磁粉，并有較好的磁性能、耐熱性和耐磨性。

    ③羰基鐵粉。其磁性能較好，但不耐熱，高溫易氧化并燒結(jié)成團(tuán)，流動(dòng)性差，使用壽命低，只能用于溫度不高的場合。

    ④鐵鋁鉻系和鐵硅鉻系磁粉。其磁性能、耐熱性和耐磨性也都比較好。

    此外，鐵氧體磁粉的耐熱性最高，但磁性能差，可用于某些特殊場合。

    在磁粉中加入各種不同成分的添加劑，可以改善磁粉在某方面的性能，如加入潤滑劑，可使磁粉微粒在退磁和弱磁化情況下，仍具有良好的流動(dòng)性，從而保持其性能的穩(wěn)定性。

    磁粉顆粒的球形度和流動(dòng)性密切相關(guān)，球形度愈高，其流動(dòng)性愈好，有利于快速離合，還可減少離合器的滑差工況下工作面的磨損。德國科比（KEB）有限公司生產(chǎn)的三菱磁粉離合器及制動(dòng)器的磁粒子尺寸只有40μm，形狀與土豆相似。國外產(chǎn)品70%呈土豆?fàn)睿?0%呈球形。

    磁粉粒度的分布對離合器傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩有一定影響，這與磁粉在工作間隙中排列的密集度（充填率）有關(guān)。顆粒小的球形細(xì)粉末，在工作間隙中的充填率高，而形狀不規(guī)則的粗磁粉粒的充填率低，只能用于工作間隙大，對磁性能要求不高的場合。用作磁粉的微粒直徑最好在0.004～0.08mm，片狀微粒一般不宜作為磁粉使用。

    JB/T5988—1992磁粉離合器給出了離合器的基本參數(shù)與6種連接、安裝形式的主要尺寸。GB/T9149-1988磁粉離合器通用技術(shù)條件規(guī)定了離合器的正常工作條件、結(jié)構(gòu)要求、性能要求、制造要求等。專業(yè)生產(chǎn)廠應(yīng)按照上述標(biāo)準(zhǔn)制造出通用的產(chǎn)品系列。

    機(jī)座式磁粉離合器的基本參數(shù)和外形安裝尺寸如下圖所示及見下表。

機(jī)座式磁粉離合器基本參數(shù)

型號	ZAJ-0.6	ZAJ-1.2	ZAJ-2.5	ZAJ-5	ZAJ-10	ZAJ-20	ZAJ-40
公稱轉(zhuǎn)矩/N·m 勵(lì)磁電流/A 許用滑差功率/W 質(zhì)量/kg	6 0.9 80 6.5	12 1 120 7.5	25 1.6 200 9.0	50 2.5 300 10	100 2.5 460 15	200 2.5 720 42	400 3.0 1000 65

機(jī)座式磁粉離合器外形與安裝尺寸      /mm

型號	d	d1	H	H1	L	L1	L2	L3	L4	L5	b
ZAJ-0.6 ZAJ-1.2 ZAJ-2.5 ZAJ-5 ZAJ-10 ZAJ-20 ZAJ-40	12 15 20 25 30 35 45	9 9 9 11 11 13 13	144 165 214 214 240 400 418	80 90 120 130 170 200 220	155 188 235.5 285 360 365 460	30 30 43.5 60 65 65 95	12.5 29 40 40.5 50 60 80	70 70 80 84 110 135 220	120 155 165 192 255 285 300	140 180 200 224 314 340 380	4 5 6 8 8 10 14

    空心軸式磁粉離合器的基本參數(shù)和外形安裝尺寸如下圖所示及見下表。

空心軸式磁粉離合器的基本參數(shù)

空心軸式磁粉離合器的外形與安裝尺寸    /mm