結(jié)構(gòu)參數(shù)下筒形磁力聯(lián)軸器磁轉(zhuǎn)矩的情況

    本文在磁力聯(lián)軸器磁場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對磁力聯(lián)軸器不同磁轉(zhuǎn)角下的磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行研究，并對影響轉(zhuǎn)矩的各種因素進(jìn)行分析，如軛鐵厚度、磁體厚度、氣隙厚度及磁及對數(shù)的不同取值對磁轉(zhuǎn)矩都會產(chǎn)生影響，通過有限元數(shù)值模擬使磁力聯(lián)軸器的設(shè)計準(zhǔn)確性深受提高，以期對磁力聯(lián)軸器的工程設(shè)計及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供有益的參考。在假設(shè)磁轉(zhuǎn)子的氣隙遠(yuǎn)小于其軸向尺寸的情況下可忽略其邊端效應(yīng)，將磁力聯(lián)軸器的磁場求解簡化為二維平面磁場。借助軟件對磁力聯(lián)軸器的磁場分布進(jìn)行數(shù)值模擬，深受了不同磁轉(zhuǎn)角下的磁力線分布和磁感應(yīng)強度分布，并計算出對應(yīng)的磁轉(zhuǎn)矩，分析了內(nèi)外磁體厚度、內(nèi)外軛鐵厚度、氣隙及磁及數(shù)目對磁轉(zhuǎn)矩的影響，以期對磁力聯(lián)軸器的設(shè)計和應(yīng)用提供有益參考。磁力泵用于輸送具有毒性、腐蝕性、易燃、易爆、不常見貴重的流體介質(zhì)，在石油化工行業(yè)的應(yīng)用越來越多，磁力聯(lián)軸器可實現(xiàn)無接觸轉(zhuǎn)矩傳遞，是泵達(dá)到全部無泄漏的關(guān)鍵部件。現(xiàn)階段國內(nèi)磁力聯(lián)軸器的設(shè)計主要是基于磁路理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行的，在確定范圍內(nèi)可以滿足設(shè)計要求，同時存在著明顯不足：經(jīng)驗公式和經(jīng)驗系數(shù)依賴于有限幾種典型結(jié)構(gòu)，通用性不強；忽略了永磁材料的非線性，計算精度較低；基于磁路計算只能給出積分意義下的場量平均值，而不是基于永磁體磁及在不同磁轉(zhuǎn)角下的工作點，設(shè)計具有片面性。

近年來計算機輔助工程技術(shù)已不斷成熟并應(yīng)用于工程行業(yè)，應(yīng)用該技術(shù)對磁力聯(lián)軸器的磁場進(jìn)行數(shù)值模擬，并應(yīng)用于磁轉(zhuǎn)矩和渦流損耗計算以及后期優(yōu)化設(shè)計。本文在磁力聯(lián)軸器磁場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對不同磁轉(zhuǎn)角下的磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行研究，并對影響轉(zhuǎn)矩的各種因素進(jìn)行分析，如軛鐵厚度、磁體厚度、氣隙厚度及磁及對數(shù)的不同取值對磁轉(zhuǎn)矩都會產(chǎn)生影響，通過有限元數(shù)值模擬使磁力聯(lián)軸器的設(shè)計準(zhǔn)確性深受提高。忽略邊端效應(yīng)，將磁力聯(lián)軸器的場問題簡化為二維平面磁場，采用有限元分析軟件對磁力聯(lián)軸器進(jìn)行建模、屬性定義、網(wǎng)格劃分、添加邊界條件并求解得出其磁場分布的方法可行。以一筒形磁力聯(lián)軸器為研究對象進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了對應(yīng)不同磁轉(zhuǎn)角的磁力線分布和磁感應(yīng)強度分布，以及不同磁轉(zhuǎn)角時對應(yīng)的磁轉(zhuǎn)矩值。分析了軛鐵厚度、磁體厚度、氣隙厚度及磁及數(shù)目對轉(zhuǎn)矩的影響，曲線變化趨勢與文章結(jié)果一致。給出了相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理取值范圍，為今后設(shè)計提供理論參考。磁力聯(lián)軸器的數(shù)值計算方法比傳統(tǒng)經(jīng)驗計算比較準(zhǔn)確、優(yōu)良，有重要的工程應(yīng)用價值。