磁力泵Halbach阵列传动机构有限元分析

为了提高磁力泵磁转矩,将Halbach阵列应用于磁力泵的转矩设计中。介绍了Halbach阵列作为磁转子时的磁通量线分布原理,通过改变磁体排列形式,得到了外部磁场加强,内部磁场削弱的阵列形式。利用麦克斯韦微分方程和虚位移法对设计模型进行磁场二维瞬态有限元分析,得到传动机构随时间变化的转矩值。通过对比Halbach阵列与传统阵列和紧密阵列的结果,验证了Halbach阵列可以大大提高磁力传动机构的传递转矩。     

Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能.     

Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩,对Halbach阵列的特点和制造方法进行阐述,并分析了Halbach阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用ANSYS软件对24极式Halbach型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析,研究转角差、气隙厚度、永磁体厚度以及轭铁厚度对磁力联轴器传动转矩的影响.计算结果表明：Halbach型磁力联轴器的传动转矩随转角差呈正弦周期性变化,且在转角差为磁极张角一半时取得最大值;在满足结构要求的前提下应尽量减小工作气隙厚度以提高其传动转矩;随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值变化较大且在使用较大尺寸永磁体时更能充分体现Halbach阵列的单边聚磁特性;随着轭铁厚度的增大,传动转矩呈下降趋势但影响很小,因此,在设计Halbach型磁力联轴器时可以取消轭铁结构以降低转动惯量,从而增强联轴器的传动性能.     

磁力驱动泵

磁力驱动泵,简称磁力泵,由于这种泵具有十分可靠的密封性能,不会产生泄漏,故特别适宜输送易燃、易爆及对人体有害的液体介质,保证环境不受污染。随着石油、化工、医药、食品等工业的发展,磁力泵在国内外已越来越受到人们的重视。由于永磁材料性能的不断提高,大功率的磁力泵也相继出现。KLAUS 集团早在1980年就向世界市场推出了150kW 的多级永磁离心泵,目前该集团已可提供各种型号的磁力系列泵,如螺旋泵、齿轮泵、潜水泵、侧流泵等等。在国内,也已由前几年的研究试制走向小批或成批生产。我国的永磁材料已能和世界先进国家相媲美,所以大功率的磁力泵亦将很快走向市场。1 磁力泵的原理与结构图1为磁力泵的基本结构示意图。在电动机的伸出端装有一圆筒形外转子,在其内侧圆柱面上密排着N、S 极相间排列的永磁体。在泵轴的右端装有一圆     

鼠笼异步磁力联轴器在耐高温磁力泵中的应用

为了对耐高温磁力泵进行设计和研究,保证磁力泵能够顺利启动和正常工作,对磁力泵中鼠笼转子异步磁力联轴器和泵的机械性能进行了对比分析.根据泵的基本性能公式,推导了泵的转矩与转速之间的关系.利用Ansoft Maxwell软件对鼠笼转子异步磁力联轴器进行有限元瞬态分析,得到转矩和转差率之间的关系,并分别对磁力联轴器的启动和正常工作两个阶段的磁场、扭矩进行了研究.通过将泵与磁力联轴器的性能进行综合分析,得出不同的磁力泵在不同转速下的扭矩、转差率等参数,并得出特定参数条件下泵与磁力联轴器的最优组合.试制出耐高温磁力泵样机进行试验验证,试验结果表明：在泵达到最高效率时,磁力泵的试验扭矩与理论分析得到的扭矩误差较小,说明磁力泵达到了最优化的设计结果,并验证了理论分析的正确性.     

鼠笼异步磁力联轴器在耐高温磁力泵中的应用

为了对耐高温磁力泵进行设计和研究,保证磁力泵能够顺利启动和正常工作,对磁力泵中鼠笼转子异步磁力联轴器和泵的机械性能进行了对比分析.根据泵的基本性能公式,推导了泵的转矩与转速之间的关系.利用Ansoft Maxwell软件对鼠笼转子异步磁力联轴器进行有限元瞬态分析,得到转矩和转差率之间的关系,并分别对磁力联轴器的启动和正常工作两个阶段的磁场、扭矩进行了研究.通过将泵与磁力联轴器的性能进行综合分析,得出不同的磁力泵在不同转速下的扭矩、转差率等参数,并得出特定参数条件下泵与磁力联轴器的最优组合.试制出耐高温磁力泵样机进行试验验证,试验结果表明：在泵达到最高效率时,磁力泵的试验扭矩与理论分析得到的扭矩误差较小,说明磁力泵达到了最优化的设计结果,并验证了理论分析的正确性.     

磁力泵滑动轴承磨损传感器设计

为了实现磁力泵轴承磨损实时监测,设计了一种新颖的磁力泵滑动轴承磨损传感器.针对磁力泵采用特殊的传感器结构,变曲面测量为平面测量,经过防腐处理的导磁材料制作的检测轮固定在内磁转子上,检测探头固定在隔离套上的环型嵌槽内,其一端为密闭罐形,另一端为检测工作平面,并与检测轮平面相对,检测磁钢、导磁体、导磁体铁额与霍尔集成电路均放置在检测探头内,检测探头与检测轮组成闭环检测磁路.采用磁路分析法,对检测探头和检测轮磁路简化.传感器确定后,磁路各参数如导磁体磁导、磁钢磁动势、磁路截面积等均为常数,因而霍尔集成电路输出电压与检测探头铁额的面积变化量关联,即和检测轮移动量δ关联.通过磁力泵X轴差分检测传感器试验,传感器的位移特性曲线线性度得到改善,分辨率为0.1 mm,测量精度为0.1~2.3,传感器灵敏度为10 mV/mm,该传感器对实现磁力泵轴承磨损实时监测具有一定的应用价值.     

磁力泵磁力联轴器传动的影响因素

为研究磁力泵磁力联轴器的传动性能影响因素,基于Ansoft-Maxwell软件对设计模型进行数值计算,定性分析模型在不同磁极对数和磁钢间隙时对磁转子传动性能的影响.以磁转矩与磁涡流损耗作为评价指标,分别设计4~26对不同排列方式的磁块,并对磁转子的磁场分布进行分析,求得不同磁极对数下磁转子的磁转矩峰值、磁涡流损耗平均值以及离套所受内外磁块的合力F_n的大小,得到设计模型在16对时磁转矩与磁涡损达到最佳值.以16对磁极对数磁转子为例,单一改变相邻磁钢间的间隙度数,分别从1°,2°,3°,4°共4种不同情况下,研究间隙大小对磁转矩与磁涡流损耗的影响规律,结果表明,增大磁钢间隙会导致磁转矩与磁涡流损耗有小幅度减小,但在间隙中间加入基体A3钢且保持其他条件不变时,会导致磁涡流损耗值增大1.2倍左右.研究的结果可为磁力泵磁转子参数化设计提供一定参考.     

磁力泵焊接式内磁转子

日前，国内外生产的磁力泵多采用焊接式内磁转子技术，如t”Q、Zt”Q型磁力泵，及l．sll～13等苯乙烯输送磁力泵，在结构上，它们都设有内磁转子。该内磁转子仅山内磁体、垫铁、内磁钢、内包套等组成。美国War－render公司生产的MCP型磁力泵；其内磁转子也仅由内磁体。垫铁、键、内磁钢、内包套等组成。以上这些内磁转于在焊接时焊枪易被内磁钢吸引，导致焊缝不平，密封不严等缺点。由江苏理工大学专利事务所代理的“磁力泵焊接式内磁转子”，其主要技术特征是在内磁钢和垫铁的两侧设计了带隔热槽的内挡环，从而起到部分隔磁作用，阻止焊…     

分布式磁力泵群智能监测系统的设

磁力泵以其无轴封,无泄漏的特点,广泛应用于电力、石油、化工等工业领域。随着工厂设备管理现代化的发展,要求对磁力泵的状态可监测,并且可联入工厂自动化监控网络。通过实际应用和分析对比,对磁力泵状态监测和故障诊断,其核心在于对隔离套温度、滑动轴承磨损监测两个方面。因此,针对磁力泵的结构及运行特点,采用单片机和PC机相结合的分布式系统,对生产车间多台磁力泵运行中隔离套温度及滑动轴承运行状态进行实时监测和记录,并实现了越限报警,故障泵停机切换处理。文章介绍了系统工作原理,硬件组成及软件设计。     

永磁变刚度机构柔性机器人力学特性研究

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。     

稀土永磁弹簧的力学特性研究

采用有限元法对稀土永磁弹簧的磁场分布进行了数值模拟分析。并就弹簧永磁体的结构参数对弹簧特性的影响作了详细研究。研究结果表明，在磁力弹簧的主要工作区段，位移和压力近似呈线性关系，弹簧的力学性能不仅与永磁体的形状有关，而且与永磁体的具体尺寸有关，对于相同结构和尺寸的磁力弹簧，如果两环的磁极相对，则其力学性能较差，两环磁针极同向的弹簧，力学性能较好，位移范围较大，因此，磁力弹簧大多用作压缩弹簧。     

永磁齿轮传动力矩三维分析与计算

根据永磁体的等效电流模型理论，建立了径向磁化永磁齿轮传动机构传动力矩三维积分形式的计算数学模型，并采用三维有限元方法对模型进行了理论对比验证，结果表明建立的传动力矩数学模型易于编程实现，计算结果准确，非常适用于永磁齿轮的参数设计与优化。     

磁吹灭弧在某轻型卡车起动继电器上的应用

某轻型卡车起动继电器内部增加了磁吹灭弧装置,利用永磁铁的磁力将电弧拉长、冷却,电孤被冷却而熄灭,保护触点不被电弧烧蚀.从根本上解决起动继电器触点易被电弧烧蚀问题,提高了起动继电器的可靠性.     

圆弧形混合磁悬浮轴承的研究

介绍一种由圆弧形轴肩的转轴和圆弧形线圈组成的新型圆弧形混合磁悬浮轴承工作原理，导出了圆弧形混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论，包括圆弧形混合磁悬浮轴承轴向与径向扰动的控制、吸力方程、承载能力、结构参数的设计等，与圆柱式比较，圆弧形混合磁悬浮轴承具有承载力大、定位性好等特点。     

一种使用新型润滑剂压制高密度磁体的方法

文章涉及一种磁体的制作方法，尤其是使用新型润滑剂模压制作高密度磁体的方法。包括造粒、模压固化等六个步骤。文章的方法生产制作高密度磁体，在压制过程中新型润滑剂能从固体变成粘性液体，并在文章方法作用下流动到阴模壁，既能润滑模壁，又能润滑磁粉颗粒，从而使磁粉颗粒间的空隙被压缩，使其运动并达到磁粉颗粒的最佳排列，有效地提高磁件毛坯密度以及保证磁件的密度均匀。不但成型压力大大减小，节约了能源，而且有效地保护了模具，使生产磁体的成本大大降低。     

基于磁通叠加原理的变刚度关节设计与特性研究

基于磁通叠加原理，提出了一种机器人变刚度关节，在减少了关节质量的同时增加了关节刚度的调整速度和运动范围。阐述了通过电信号直接调整永磁-电磁混合式变刚度装置中磁通量，实现刚度改变的工作原理，并以此原理设计关节整体机构。根据磁通连续性原理和虚位移法建立了关节刚度模型，并给出关节刚度随电流和关节位置的变化关系。以变刚度关节刚度模型为基础，设计了变刚度关节位置与刚度协调控制器，搭建了变刚度关节的原理样机。实验结果表明，基于磁通叠加原理的变刚度机器人关节可以实现关节刚度的快速调节，关节的位置和轨迹跟踪精度随着刚度的增加而增加，随着频率的增加而降低。     

防回水湿压永磁铁氧体磁瓦成型模具的设计与应用

文章对于湿压永磁铁氧体磁瓦成型模具技术领域进行了分析,旨在提供一种结构简单、可防止抽水管内的残留水回流的防回水的湿压永磁铁氧体磁瓦成型模具,以保证磁瓦毛坯产品各处含水率的均匀,提高磁瓦毛坯产品的烧结合格率。     

新型耐高温磁力联轴器的研制

同步磁力联轴器已在化工、制药等部门得到广泛应用,但目前同步磁力联轴器一直存在内磁钢在高温下退磁而引起磁力联轴器不能正常工作的问题。该文运用鼠笼式异步电动机工作原理,设计一种新型磁力联轴器,可有效解决这个问题,采用有限元方法分析了该新型磁力联轴器的内部磁场分布,计算了转矩和内外转子间的转速差并与实测值进行了比较。实验结果表明,该设计方案切实可行。