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【天富平台登录app】江苏磁谷发明筒式同步全永磁耦合器 比涡流永磁耦合器节能3-5%

受国内外疫情、原辅料(铁矿石、焦炭、铁合金等)大涨等多方面因素的影响,钢企的利润受到挤压,降本增效成为生存的关键。尤其钢厂针对生产设备设施的维护保养工作是降本增效的着力点,对于日常易出故障导致停限产的部件升级换代。针对江苏磁谷新一代发明专利产品永磁耦合器相关行业人士做了全面的剖析:

据了解,江苏磁谷新一代专利产品永磁耦合器自身使用寿命20年,采用磁悬浮非接触式磁场传动,隔振降噪;此外全封闭不漏磁,更安全环保,适宜粉尘高温等恶劣环境;传递效率接近100%,无滑差、不丢转、无散热片、传递效率更高,相比涡流永磁耦合器节能3-5%;

筒式结构、结构简单、轻便,环绕轴传递力矩、无轴向力、不会因永磁盘和导体盘相吸受负载波动影响而造成轴向窜动;并安装方便,允许毫米级对中误差;

拥有超级弹性位移,弹性位移(角)达7.5度—15度(最高可达90度),能有效缓解冲击载荷,将整个传动链都变成柔性传动,提升过载保护力,保护轴系设备以及整个传动链,延长电机和其他设备的使用年限,提高整个传动链所有设备寿命3~5年,在全使用寿命(大于15年)内无维护,提高生产可靠性,降低因传动问题导致停产的风险,大大提高生产效率机场可靠性,节约生产成本。

筒式同步永磁耦合器与涡流永磁耦合器

专项对比

一、组成及原理

筒式同步永磁耦合器

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筒式同步永磁耦合器内外转子均是(对称分布)永磁转子,内外转子之间存在气隙,主动轴(驱动轴)和从动轴(负载轴)各安装一组永磁转子。两组永磁转子之间的磁力相互耦合,传递扭矩,磁悬浮隔空传动将原动机与工作机联接起来的一种具有保护功能的新型联轴器。

涡流磁力耦合器

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涡流磁力耦合器基本构成:由连接在电机端的导体转子,和连接在减速机端的永磁转子组成,装配有铜环的导体盘组件与电机轴连接,装配有稀土永磁体的磁体盘组件与负载轴连接。磁力耦合器运转时,由电机轴带动导体转子,相对连接在减速机端的永磁转子运动,产生滑差;从而导体转子切割永磁转子的磁力线,导体转子内产生涡流,涡流产生感应电磁场;导体转子内感应出的电磁场拉着永磁转子旋转,从而传递扭矩和转动。

二、超级弹性与轴向力区别

筒式同步永磁耦合器

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1.筒式同步永磁耦合器同心设计的内外转子永磁通过间隙隔空一对一相吸(斥),传递转矩时也保持一对一相吸(斥)不变,只不过需偏离一角度,偏角越大,传递转矩越大(不超过最大传递转矩),这偏角大小是由转子上永磁体极数所决定,比如转子18极,每个极对应20度角,偏角不超过10度角,即在0~10度角内产生弹性,最大弹性偏角可达90度,可谓超柔弹性。

2.利用超柔弹性偏角来缓解吸收冲击载荷,从根本上解决传动链因冲击载荷带来的零配件损坏问题,其超柔弹性使整个传动链配件大幅减少,提高整个传动链所有设备寿命3~5年。

3.不存在轴向力。

4.允许频繁正反转,适应特殊工况。

涡流磁力耦合器

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1.涡流永磁由于其原理可知,由电机带动永磁盘或导体盘旋转,产生感应磁场,永磁盘与导体盘在轴向相互作用传递力矩,必然存在轴向力且轴向力不恒定,轴向力将严重影响轴承使用寿命。

2.涡流永磁耦合器传递过程是电磁感应过程,此过程根本没弹性,起不到缓冲吸收冲击作用。

三、启动响应

筒式同步永磁耦合器

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1.永磁耦合器最主要的目的就是缓解启动和运行中的冲击载荷。在启动时,同步永磁耦合器利用其超级弹性,即随着启动转矩变大,内外转子永磁体N级和S级错角逐步变大,直至达到启动所需要的力矩;启动完成后,错角会缩小。启动时间虽然短点,但冲击载荷被超级弹性吸收。好比同样的汽车速度撞墙有很大的冲击损坏,但在车头装上一套汽车轮胎,再撞击时冲击损坏大幅降低,冲击力被轮胎弹性吸收,直接撞墙和隔轮胎撞墙撞击时间几乎相同。目前斜拉链,提升机,皮带机等数千台良好使用业绩足以证明。

2.在运行全过程筒式同步永磁耦合器的超级弹性(即错位角)会根据负载冲击变化自适应调节角度,来缓解冲击载荷,即正常工作在7.5~˂15度转角范围内自适应变化。如需更大弹性,可根据工况定制。

涡流磁力耦合器

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涡流电磁耦合器随电机一起启动,是低转差段曲线,允许有大约100转的转差,启动时间比同步永磁耦合器稍长,但启动曲线很陡,又无无弹性缓解冲击载荷,启动特性任不如液力耦合器。不能适用真正的重载软起动,而且涡流电磁耦合器属于异步传动,会产生发热问题,影响磁场稳定,缩短使用寿命。

四、漏磁对比

筒式同步永磁耦合器

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1.表面剩磁接近零,方便安装且对周边设备无影响;

2.磁体密封在内外转子内部,安装简单易行,安全性强,效率高;

3.适应潮湿、粉尘、等恶劣、严酷的工作环境。

涡流磁力耦合器

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1.漏磁场较大,容易吸附导磁性物质,清理麻烦,不适合尘埃较大场合,尤其不适用磁性粉尘粉尘吸附,导致磁场不稳定,震动变大,甚至摩擦烧盘;

2.时间久了会磁化电机减速机轴;

3.因磁体裸露在外,附近不允许有导磁物品,安装要求高,操作不当容易挤压肢体受伤。

五、传递效率与发热

筒式同步永磁耦合器

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涡流永磁由于其原理决定必须要有转速差存在,存在转速差就会发热,那就需要降温以保证磁场尽量不受温度影响而导致磁场不稳定,受力不均;比较好的解决方式就是安装散热片散热,大功率的则需要水冷或者油冷,能量是守恒的,发热—散热,就导致传动效率降低,同等单位时间内做工减少,相对耗能。简单直观的方式可用用测温枪测温可发现涡流永磁耦合器明显高于室温。

同步传递,效率达99.9%,不丢转,多驱动自动均衡负载,不发热,表面光滑,无噪音,永磁稀土磁块长期在常温下工作,磁场稳定,使用寿命长。

涡流磁力耦合器

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存在转速差,效率93%-96%,需要散热片散热,丢转导致传递效率达不到同步,耗能,永磁稀土磁块长期在发热环境下工作,磁场容易衰减,影响使用寿命;散热片还会带来风噪。

六、过载保护

筒式同步永磁耦合器

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筒式同步永磁耦合器当遇到过载等突发状况时,首先有测速装置,随时监测运行状态,可先信号传递到中控室,转速低于限定值发送信号给电机停机;

如若遇到卡死打滑,筒式同步永磁耦合器也允许长时间(5~8分钟)打滑,待故障排除后,停机自动恢复。

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涡流磁力耦合器

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涡流永磁耦合器,当过载时有一如图脱开机构,在水泥或者其他恶劣环境下脱开机构容易被腐蚀或被环境中粉尘凝固卡死,当传动系统发生过载或者卡死等突发状况时由于脱开机构卡死怎会导致永磁盘与到导体盘无法拉大距离,随着时间推移转速差越来越大,温度急剧上升,从而导致永磁耦合器发生不可逆失磁。

七、安装

筒式同步永磁耦合器

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1.轴套配套有过度配合也有剖开式,根据客户需要选择

2.允许较大对中误差: 径向1~2.5mm,轴向2~5mm,角向1.2~2.3°

涡流磁力耦合器

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1.X和Y方向允许较大对中误差,但角度误差会导致更大轴向不平衡力

2.采用剖开式轴套,安装相对方便,但存在安装隐患。

八、使用寿命与维护

筒式同步永磁耦合器

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1.自密封,不漏磁,免维护

2.同步传递,不发热,无温升

3.具有超级弹性

4.无轴向力

5.自身及传动链使用寿命大幅提高。

涡流磁力耦合器

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1.轴向力矩在随负载波动而产生轴向力,时间长了便会加速影响轴承等传递设备的使用寿命

2.漏磁场较大,不适合尘埃较大场合,尤其不适用磁性粉尘粉尘吸附,需要定期清理吸附粉末状导磁性物质,清理麻烦,如不清理导致磁场不稳定,震动变大,甚至摩擦烧盘

3.磁化电机减速机轴

4.永磁稀土磁块长期在发热环境下工作,磁场容易衰减,影响使用寿命

5.脱开机构需要维护

九、外形与尺寸

筒式同步永磁耦合器

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自重轻,安装体积小(轴向与径向尺寸小),尤其是带制动轮的工况,能将制动轮与永磁耦合器做成一体化,更小巧轻便,有效保护电机轴和减速机轴及轴承延长使用寿命

涡流磁力耦合器

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涡流永磁耦合器:径向轴向尺寸都相对较大,对于动平衡而言同样位置振动值大于筒式同步永磁耦合器。

十、内部结构

筒式同步永磁耦合器

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内外转子均为稀土做成的磁钢,使用航空碳纤维材料固定磁钢,内外转子之间有3-7毫米气隙,迷宫式磁粉自密封。

涡流磁力耦合器

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永磁磁盘+导体盘利用涡流原理传递力矩,密封差,需较高防腐措施;通过脱开机构保证过载脱开避免失磁,脱开机构卡死,存在烧盘风险。

十一、经济效益与性价比

筒式同步永磁耦合器

1.筒式双永磁结构,成本更高,比涡流永磁耦合器高约30%-100%;

2.无摩擦磨损,自身免维护;

3.不发热,不丢转,传递效率平均(节电)高5%;

4.自身免维护外利用其超级弹性保护整个传动链,是整个传动链变成柔性传动,大大降低这个传动链维护量。

涡流磁力耦合器

1.半永磁结构,初始投入成本相对筒式全永磁低;

2.漏磁吸附需要定期处理,脱开机构需要清灰润滑;

3.丢转,发热需要散热片冷却,存在能量损耗;

4.有轴向力,没有弹性,对电机,减速机起不到缓解冲击载荷的作用。

以原使用涡流永磁耦合器对比估算(按315kW电机估算) :

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综合对比显示,涡流永磁耦合器隔空传动,维护量小,初始投资低,但其存在无弹性;漏磁,不安全;丢转发热;传递效率相对低;有轴向力等缺点,长期综合性价比低于筒式同步永磁耦合器。

文章来源: 江苏磁谷科技股份有限公司

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