磁粉離合器/制動(dòng)器原理及應(yīng)用

磁粉離合器是由傳動(dòng)單元(輸入軸)和從動(dòng)單元(輸出軸)合并而成。在兩組單元之間的空間，填有粒狀的磁粉（休積大約40微米）。當(dāng)磁性線圈
不導(dǎo)電時(shí)，轉(zhuǎn)矩不會(huì)從傳動(dòng)軸傳于從動(dòng)軸，但如將線圈電磁通電，就由于磁力的作用而吸引磁粉產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，在連繼滑動(dòng)之間會(huì)把轉(zhuǎn)矩傳達(dá)。
HELISTAR磁粉離合器/制動(dòng)器特性
（1）高精度的轉(zhuǎn)矩控制
轉(zhuǎn)矩的控制范圍非常廣，而且控制精度高，傳達(dá)轉(zhuǎn)矩和激磁電流成正確的比例，可實(shí)現(xiàn)高精度的控制。
（2）優(yōu)越的耐久性、壽命長(zhǎng)
采用耐熱、耐磨耗、耐氧化 、耐蝕性超強(qiáng)的超合金磁粉，壽命長(zhǎng)。
（3）穩(wěn)定性超群的定轉(zhuǎn)矩特性
磁粉的磁氣特性佳，而且粉粒相互之間的結(jié)合力安定，滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩非常穩(wěn)定，與相對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù)沒(méi)有關(guān)系能持久保持恒定的轉(zhuǎn)矩。
（4）連續(xù)滑動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)使用
散熱效果優(yōu)良而且采用熱變形均一的冷卻構(gòu)造，加上磁粉的高耐熱性，容許連結(jié)與制動(dòng)功率及滑動(dòng)功率大，能夠圓滑的滑動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)
引起震動(dòng)。
（5）連結(jié)圓滑，無(wú)沖擊
連結(jié)時(shí)的沖擊極小，能夠無(wú)沖擊的圓滑啟動(dòng)、停止。而且阻力轉(zhuǎn)矩極小，不會(huì)引起無(wú)用的發(fā)熱量。
（6）適合高頻運(yùn)轉(zhuǎn)
應(yīng)答敏捷快速及特別的散熱構(gòu)造，適合高頻度運(yùn)轉(zhuǎn)使用。
（7）輕量、免保養(yǎng)、壽命長(zhǎng)
型式簡(jiǎn)潔輕量化，使用耐高溫之線圈及特殊油脂軸承，并針對(duì)易生磨耗的電樞施以耐磨特殊處理，延長(zhǎng)使用壽命。
用途
1、緩沖起動(dòng)，停止用：利用連結(jié)時(shí)的圓滑特性及定轉(zhuǎn)矩特性之緩沖效果，即加速度穩(wěn)定及不發(fā)生沖擊的尖峰轉(zhuǎn)矩。
2、連續(xù)滑動(dòng)、張力控制用
3、轉(zhuǎn)矩限制器用
4、高速應(yīng)答用
5、動(dòng)力吸收用
6、定位停止用
7、模擬負(fù)載用
應(yīng)用范圍
印刷機(jī)械、紙工機(jī)械、制袋機(jī)械、造紙機(jī)械、電線電纜機(jī)械、卷線機(jī)械、線材機(jī)械、捆包包袋機(jī)械、紡織機(jī)械、織維機(jī)械、木工機(jī)械、試驗(yàn)設(shè)
備、模擬負(fù)荷用、各種機(jī)械的精密性張力控制用、一般工業(yè)用裝置、其他一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械。
型號(hào)選定
茲舉出電磁磁粉離合/制動(dòng)器的應(yīng)用范圍，以便在各種使用條件下，做更有效的使用，并選定最適當(dāng)?shù)臋C(jī)種，形式大小，以發(fā)揮最大效益。
代號(hào)說(shuō)明
T ：離合制動(dòng)器軸的轉(zhuǎn)矩 ……………………………………………………… ( kgfm )
Tc ：離合器制動(dòng)器軸的設(shè)定轉(zhuǎn)矩 ……………………………………………… ( kgfm )
Ti ：負(fù)荷轉(zhuǎn)矩 ……………………………………………………………………… ( kgfm )
GD2 ：飛輪效果 ……………………………………………………………………… ( kgfm2 )
n ：離合/制動(dòng)器軸的回轉(zhuǎn)數(shù) ……………………………………………………… ( rpm )
ni ：離合/制動(dòng)器軸的相對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù) ………………………………………………… ( rpm )
N ：連結(jié)頻率 ……………………………………………………… ( time/min)
P ：馬達(dá)容量 ……………………………………………………… ( kw )
Ps ：滑動(dòng)功率 ……………………………………………………… ( w )
E ：連結(jié)功率或制動(dòng)功率 …………………………………………… ( kgfm/min )
Es ：滑動(dòng)時(shí)的功率 …………………………………………………… ( kgfm/min )
ro ：滑動(dòng)時(shí)間 ……………………………………………………………………… ( sec )
rc ：連結(jié)時(shí)間或制動(dòng)時(shí)間 ……………………………………………………… ( sec )
B ：安全系數(shù)
No ：離合器入力軸的回轉(zhuǎn)數(shù) ……………………………………………………… ( rpm )
Ns ：離合器出入軸的回轉(zhuǎn)數(shù) ……………………………………………………… ( rpm )
t ：實(shí)質(zhì)上所需之連結(jié)時(shí)間或制動(dòng)時(shí)間 ……………………………………… ( sec )
1、連結(jié)裝置ON/OFF的使用
（1）離合器/制動(dòng)器容量的選定
選擇適當(dāng)?shù)鸟R達(dá)時(shí)，應(yīng)依離合器/制動(dòng)器軸的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)選定適當(dāng)大小。且依調(diào)整激磁電流在3-100%的范圍內(nèi)能調(diào)整使用所要離合器（制動(dòng)
器）的轉(zhuǎn)矩。
T = 973×P × B (kgfm) ……………………………………………………… ( 1 )
--------------------------------------------------------------------------------
n
根據(jù)負(fù)荷條件及用途，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩必須乘以1.5-3倍安全系數(shù)，才是適用的規(guī)格。
（2）功率
以機(jī)械啟動(dòng)，停止方式使用時(shí)，增減連結(jié)頻率，必須檢討連結(jié)功率或制動(dòng)功率。
（連結(jié)/制動(dòng)功率）
E = GD2×ni × Tc ×N …………………………………………………… ( 2 )
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--------------------------------------------------------------------------------
7150 Tc±Ti
( + ) 減速連結(jié)( 停止時(shí) ) ( - ) 增速連結(jié) ( 啟動(dòng)時(shí) )
2、使用緩沖控制用
●緩沖啟動(dòng)
（1）算出離合器回速時(shí)的轉(zhuǎn)矩
Tc = GD2×ni + Ti (kgfm) ………………………………………………………… ( 3 )
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375×t
（2）離合器的轉(zhuǎn)矩
離合器的轉(zhuǎn)矩容量依需要傳達(dá)轉(zhuǎn)矩（1）式設(shè)定，依（3）式算出加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩，但需確認(rèn)該形式大小的轉(zhuǎn)矩是否在控制范圍內(nèi)才能確認(rèn)
（3）連結(jié)功率（E） ………………………………………………………… 依( 2 )式
●緩沖制動(dòng)
（1）算出制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩
Tc = GD2×ni - Ti (kgfm) ……………………………………………………… ( 4 )
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3752×ni
（2）制動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩
制動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩容量，通常設(shè)定為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的轉(zhuǎn)矩，依（1）式，從（4）式算出制動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩，但需確認(rèn)該形式大小的轉(zhuǎn)
矩是否在控制范圍內(nèi)才能確認(rèn)。
（3）制動(dòng)功率（E） ………………………………………………………… 依( 2 )式
3、在連續(xù)滑動(dòng)狀態(tài)下使用
在轉(zhuǎn)矩固定且定回轉(zhuǎn)數(shù)滑動(dòng)時(shí)
從離合/制動(dòng)器的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩求滑動(dòng)功率，一般以下式算出
Ps = 1.03 × Tc × ni(W) ……………………………………………………… ( 5 )
即以發(fā)生滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tc，滑動(dòng)回轉(zhuǎn)數(shù)ni，被運(yùn)轉(zhuǎn)之離合/制動(dòng)器的滑動(dòng)功率以P表示。
4、張力控制下使用
必須檢討使用條件的各個(gè)主要數(shù)據(jù)
（1）總軸速度 ： 最大Vmax ，最小Vmin (m/min)
（2）卷取徑，卷出徑 ： 最大Dmax ，最小Dmin (mm/Ø)
（3）設(shè)定張力 ： 最大Fmax ，最小Fmin (kgf)
（4）卷取離合器時(shí) ： 離合器入力軸的回轉(zhuǎn)數(shù)No (rpm)
●卷出制動(dòng)器時(shí)
使用電磁磁粉式制動(dòng)器作卷出張力控制時(shí)，必須檢討以下各點(diǎn)：
（1）啟動(dòng)時(shí)所需制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩（TB）和回轉(zhuǎn)數(shù)（Ns）
TB = Fmax×Dmax × 10-3 (kgfm) ……………………………………………………… ( 6 )
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2
Ns = Vmax × 103 (rpm) ……………………………………………………… ( 7 )
--------------------------------------------------------------------------------
π×Dmax
（2）最終時(shí)所需制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩（TB）和回轉(zhuǎn)數(shù)（NE）
TB = Fmax×Dmin × 10-3 (kgfm) ……………………………………………………… ( 8 )
--------------------------------------------------------------------------------
2
NE = Vmax × 103 (rpm) ……………………………………………………… ( 9 )
--------------------------------------------------------------------------------
π×Dmin
（3）最大回轉(zhuǎn)數(shù)(Nmax) Nmax = Vmax × 103 (rpm) ……………………………………………………… ( 10 )
--------------------------------------------------------------------------------
π×Dmin
（4）最小回轉(zhuǎn)速(Nmin) Nmin = Vmin × 103 (rpm) …………………………………………………… ( 11 )
--------------------------------------------------------------------------------
π×Dmax
（5）最小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(TB min)
TB min = Fmin×Dmin × 10-3 (kgfm) ………………………………………………………… ( 12 )
--------------------------------------------------------------------------------
2
（6）最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(TB max)
TB max = Fmax×Dmax × 10-3 (kgfm) ……………………………………………………… ( 13 )
--------------------------------------------------------------------------------
2
（7）最大滑動(dòng)功率(Pmax)和平均滑動(dòng)功率(Pave)
Pmax = Pave = 0.164×Fmax×Vmax (W) ……………………………………………………… ( 14 )
● 卷取離合器時(shí)
用電磁磁粉式離合器作卷取張力控制時(shí)，必須討以下各點(diǎn)：
（1）啟動(dòng)時(shí)所需離合器轉(zhuǎn)矩(Tc)和出力軸的回轉(zhuǎn)數(shù)(Ns)
Tc = Fmax×Dmax × 10-3 (kgfm) ……………………………………………………… ( 15 )
-------------------------------------------------------------------------------
2
Ns = Vmax × 103 (rpm) ……………………………………………………… ( 16 )
-------------------------------------------------------------------------------
π×Dmax

（2）最終時(shí)所需離合器轉(zhuǎn)矩（Tc）和回轉(zhuǎn)數(shù)（NE）

TB = Fmax×Dmax × 10-3 (kgfm) ……………………………………………………… ( 17 )
--------------------------------------------------------------------------------
2
NE = Vmax × 103 (rpm) ……………………………………………………… ( 18 )
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π×Dmax
（3）離合器出力軸的最高回轉(zhuǎn)數(shù)(Nmax) ………………………………………………… 依(10)式
（4）離合器出力軸的最小回轉(zhuǎn)數(shù)(Nmin) ………………………………………………… 依(11)式
（5）最小離合器轉(zhuǎn)矩 (Tc min) ………………………………………………… 依(12)式
但是 TB min → Tc min
（6）最大離合器轉(zhuǎn)矩 (Tc max) ………………………………………………… 依(13)式
但是 TB min → Tc min
（7）最大滑動(dòng)功率 (Pmax)
Pmax = 0.164×Vmax×Fmax×( No × Dmax -1 ) (W)
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Nmax Dmin
（8）平均滑動(dòng)功率(Pave)
Pave = 0.164×V×F×( 2 × No × i+i+1 - 1 ) (W)
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3 Nmax i+1

V：運(yùn)轉(zhuǎn)總軸速度(m/min)
F：運(yùn)轉(zhuǎn)張力(kgf)
i：Dmax/Dmin

5、轉(zhuǎn)矩限制時(shí)
利用電磁磁粉式離合器的定轉(zhuǎn)矩特性，為了防止電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)荷，以防止機(jī)械，制品破損，一量超過(guò)設(shè)定轉(zhuǎn)矩以上時(shí)，利用離合器的
滑動(dòng)，消除超出的轉(zhuǎn)矩。以滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和離合器的設(shè)定轉(zhuǎn)矩相等而成一定值，滑動(dòng)回轉(zhuǎn)數(shù)(Ni)也一定時(shí)，滑動(dòng)功率(Es)如下所示：

Es = 2π ×ni×Tc×ro×N (kgfm/min)

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60

● 選定上的注意事項(xiàng)
在各種使用情形，都需在容許值的范圍內(nèi)使用，請(qǐng)依以上之計(jì)算選定最適當(dāng)?shù)臋C(jī)各及規(guī)格。冷卻方式請(qǐng)充分考慮使用場(chǎng)所，選定能適應(yīng)的形
式。隨冷卻方式的各類，及回轉(zhuǎn)數(shù)的不同，容許功率及容許滑動(dòng)功率而異。
在某些使用條件下，依從轉(zhuǎn)矩面的檢討結(jié)果與從容許功率或滑動(dòng)功率的檢討結(jié)果，選定不同的大小，但最終決定時(shí)必須選擇能滿足全部檢討
項(xiàng)目的機(jī)種規(guī)格。
使用強(qiáng)制通風(fēng)式，空氣冷卻式等壓縮空氣作冷卻時(shí)，請(qǐng)用空氣過(guò)濾器除去廢氣，供給清凈的空氣。使用風(fēng)扇型輔助冷卻，請(qǐng)加裝保護(hù)用繼電
器或溫度開(kāi)關(guān)，風(fēng)扇損壞時(shí)請(qǐng)考慮制動(dòng)器不動(dòng)作，并請(qǐng)定期清理風(fēng)扇及護(hù)蓋上的附著物。
● 容許軸端荷重
磁粉離合/制動(dòng)器軸心承受荷重時(shí)，請(qǐng)?jiān)谝韵滤镜娜菰S值內(nèi)使用。（含鏈條、條帶等的張力）且入出力軸的容許軸端荷重都相同。

操作注意事項(xiàng)
使用前請(qǐng)注意：
（1）搬運(yùn)時(shí)請(qǐng)勿猛力沖擊。
（2）正插入的磁粉，在使用前會(huì)向不定位置偏析，驅(qū)動(dòng)側(cè)與被動(dòng)側(cè)若回轉(zhuǎn)有困難時(shí)，可上下傾倒，輕敲軛架外周，即可恢復(fù)原狀。
（3）請(qǐng)勿長(zhǎng)期置于濕氣多的地方。
安裝時(shí)請(qǐng)注意
（1）安裝時(shí)入出力軸請(qǐng)角敲擊。
（2）請(qǐng)將入力軸與驅(qū)動(dòng)軸，出入力與負(fù)荷軸相連結(jié)，請(qǐng)注意入出力軸不可相反。且入出力軸的連結(jié)必須使用彈性連軸器，并須注意連軸器的
同心度與直角度，請(qǐng)?jiān)谶B軸器的誤差容許值以內(nèi)使用。
（3）請(qǐng)注意導(dǎo)線不可接觸到回轉(zhuǎn)部份。
（4）安裝時(shí)安裝板支架請(qǐng)勿遮信通氣窗。
（5）空氣冷卻時(shí)，給氣壓須在規(guī)定值以上。
（6）正式運(yùn)轉(zhuǎn)前或裝置移動(dòng)后，必須作均勻運(yùn)轉(zhuǎn)才作正式操作。如此可產(chǎn)生平滑安定之轉(zhuǎn)矩，均勻運(yùn)轉(zhuǎn)方式如下：
在無(wú)激磁狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)側(cè)盡可能高速（1800rpm以下）回轉(zhuǎn)約1分鐘后，設(shè)定激磁電流在額定的1/4-1/5，一方面回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)側(cè)，一方面5秒
間開(kāi)，10秒間關(guān)，間竭激磁約20次。
（7）連續(xù)滑動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，請(qǐng)注意離合/制動(dòng)器的表面溫度限制，軛架外周之表面最高溫度，自然冷卻型勿超過(guò)°C，軸流扇及強(qiáng)制空冷型請(qǐng)勿超
過(guò)70°C以上，一旦溫升超過(guò)界限溫度，將降低離合/制動(dòng)器使用的耐久性。
保養(yǎng)檢查
（1）磁粉弄濕了會(huì)影響性能，所以請(qǐng)注意水及油份不可進(jìn)入離合/制動(dòng)器內(nèi)部。尤其是齒輪箱請(qǐng)用油封完全封住油份。
（2）離合器或制動(dòng)器由于長(zhǎng)時(shí)間使用，而使轉(zhuǎn)矩降低，像這種情形更換磁粉即可恢復(fù)性能，欲更換磁粉請(qǐng)與本公司聯(lián)絡(luò)。
（3）使用中若發(fā)生：a. 回轉(zhuǎn)重
b. 每回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變動(dòng)
c. 發(fā)生噪音等異狀
請(qǐng)檢查軸承，若確定已損壞，請(qǐng)更新離合器/制動(dòng)器或送廠維修。
立軸使用注意事項(xiàng)
電磁磁粉離合器/制動(dòng)器性能設(shè)計(jì)上為水平軸安裝狀態(tài)，若萬(wàn)不得已安裝標(biāo)準(zhǔn)型式于垂直軸（立軸）使用時(shí)，性能當(dāng)然各型錄記載數(shù)值不同。
若轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的50%，使用轉(zhuǎn)速在100-750rpm，容許滑動(dòng)工率為型錄表示值（自然冷卻式）的1/2以下范圍內(nèi)的話，可以使用，但是
在運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，為了轉(zhuǎn)矩的安定化，必須連續(xù)ON/OFF約200次，且開(kāi)始作預(yù)備運(yùn)轉(zhuǎn)后，必須繼續(xù)供應(yīng)額定電流20%以上的保持電流，磁粉的分
布才能保持原狀，且入力軸請(qǐng)務(wù)必裝在上側(cè)。幫當(dāng)立軸使用時(shí)，請(qǐng)與本公司洽談。