（1）適用范圍

    磁粉離合器適用于機械傳動系統(tǒng)主、從動端離合和控制系統(tǒng)調節(jié)轉矩、調節(jié)速度、張力控制、空載啟動、過載保護、伺服驅動、測試加載、換向等自冷式、風冷式、液冷式、電風扇冷卻式離合器。

    （2）型式

    1）按從動轉子結構型式

    ①柱形轉子離合器，代號省略。

    ②杯形轉子離合器，代號B。

    ③筒形轉子離合器，代號T。

    ④盤形轉子離合器，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，單側或雙側軸輸出，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強制通風冷卻（簡稱風冷式），代號F，

    ③液（水或油）冷卻（簡稱液冷式），代號Y。

    ④電風扇冷卻（簡稱扇冷式），代號S。

    4）按應用類別

    ①聯(lián)接（一般離合）代號省略。

    ②調節(jié)轉矩、轉速（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和主要尺寸

    1）離合器參數為額定轉矩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如表所列。

離合器基本性能參數

型   號	額定轉矩 Tn （N·m）	最大電壓 Um(V)	最大電流 Im(A)	時間常數 Tir(s)	許用同步轉速 {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、特點與應用

    磁粉離合器超脫了常規(guī)離合器的摩擦實質，而實現(xiàn)了磁粒子設計。工作原理如圖下圖所示，它是在主動件（轉子）6和件3、7、8組成的從動件外殼之間的氣隙內，填有磁粒子5，磁粒子是一些體積微小（大約40μm）、導磁率高、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，磁粒子處于松散狀態(tài)，靠離心力作用甩在外殼的內壁，主動件、從動件處于脫離狀態(tài)，如下圖（a）所示。安裝在磁軛2中的勵磁線圈1通電后，在磁場作用下磁粒子形成鏈狀，連接轉子與外殼，如下圖（b）所示。

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

    ①轉矩與勵磁電流在5%～95%范圍內成線性關系，當勵磁電流保持不變時，轉矩會穩(wěn)定的傳遞。

    ②轉矩僅取決于勵磁電流的大小，而與主、從動側的滑差無關，其他轉矩與靜轉矩相同。

    ③快速響應，轉矩上升、下降時間都極短，因此可以用于頻繁啟停、換向場合。

    ④控制功率小，功率放大倍數高，可用很小勵磁電流控制很大的傳遞功率，易于實現(xiàn)自動控制。

    ⑤運轉平穩(wěn)，無振動，無沖擊，低噪聲，可實現(xiàn)過載保護。

    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，結構簡單，易于維護。

    其缺點是在離合制動期間粒子之間的摩擦要產生熱量，導致穩(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，產生微細粉末通過轉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。

    鑒于上述特點磁粉離合器在多種領域得到應用。如機械的快速離合、制動；試驗裝置的加載器，如發(fā)電機、電動機、減速機、液壓元件轉矩測量時的加載；尤其適用于恒張力控制系統(tǒng)，如印刷機、造紙機、拉絲機、染布機、繞線機、金屬板材帶材加工設備。

    磁粉離合器的結構與材料

    （1）形式

    磁粉離合器按從動轉子結構形式分為：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，單側或雙側軸輸出，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、強迫通風冷卻、液冷卻、電風扇冷卻。

    （2）三種典型結構

    如下圖所示為復隙式線圈旋轉磁粉離合器。主動殼體4和線圈6等與齒輪7固連安裝在滾動軸承上，組成離合器的主動部分，轉子2與從動軸10連接。主動殼體與從動轉子裝在同一支承軸9上。在轉子和主動部分的工作間隙中充填以導磁率高、耐熱性好的磁粉5，為防止漏磁，殼體兩側的一個零件應采用非導磁材料制成。當電流經滑環(huán)8通入線圈，在主動殼體、杯形從動轉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，主動殼體就帶動轉子一起轉動。線圈斷電后磁通消失，磁粉處于松散自由狀態(tài)。由于主動件旋轉，磁粉在離心力作用下甩到工作間隙外側，主、從動件脫離。這種結構緊湊體積小，質量輕，一端固定，安裝調試也比較方便，但因有滑環(huán)，整個結構又是懸臂布置，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磁粉離合器。較大慣性的轉子2用鍵與從動軸1連接，轉子外緣的環(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連接組成的主動件，可在滾動軸承上傳動。磁粉6充填在殼體和轉子的間隙中。為防止磁粉漏出，在轉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入滾動軸承。線圈旋轉式供電需導電滑環(huán)、電刷及觸頭，安裝在固定支架上。這種結構形式供電可靠性差，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，定子兩側與支承蓋2連接，組成一閉式的固定殼體。主動轉子4處在定子與從動轉子8之間，與定子內表面之間具有適量的非工作間隙，磁粉9充填在主、從動轉子間的間隙中，為防止磁短路，在主動轉子上嵌有隔磁環(huán)5。此外，在主動轉子的端蓋上裝有風扇葉片3，以適應在有滑差下工作時，可加速熱量的散發(fā)。這種無滑環(huán)結構不產生火花和磨損，供電可靠，空載轉矩小，但因有非工作間隙，故勵磁功率比線圈旋轉式大，因而其體積較大。

    （3）磁粉離合器的主要材料

    ①導磁體。對構成磁路的各個零件，一般都應選用磁導率高，矯頑力和飽和磁化強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，而對傳遞轉矩大的離合器，則用15鋼或20鋼。這些材料均須適當的熱處理及表面處理以得到良好的磁性能。對于不太重要的離合器，也可用鑄鐵做導磁體。

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

    ③磁粉。磁粉是作為傳遞轉矩的介質，是磁粉離合器中最重要的材料，對其要求有；具有高的磁導率和低的矯頑力，力求傳遞轉矩能力而電流斷開后的剩余轉矩小；耐熱性好，在高溫（300～500℃）下無明顯氧化，不燒結成團，耐腐蝕，能保持離合器的性能穩(wěn)定；流動性好，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，高溫易氧化并燒結成團，流動性差，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，仍具有良好的流動性，從而保持其性能的穩(wěn)定性。

    磁粉顆粒的球形度和流動性密切相關，球形度愈高，其流動性愈好，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）有限公司生產的三菱磁粉離合器及制動器的磁粒子尺寸只有40μm，形狀與土豆相似。國外產品70%呈土豆狀，30%呈球形。

    磁粉粒度的分布對離合器傳動轉矩有一定影響，這與磁粉在工作間隙中排列的密集度（充填率）有關。顆粒小的球形細粉末，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條件規(guī)定了離合器的正常工作條件、結構要求、性能要求、制造要求等。專業(yè)生產廠應按照上述標準制造出通用的產品系列。

    機座式磁粉離合器的基本參數和外形安裝尺寸如下圖所示及見下表。

機座式磁粉離合器基本參數

型號	ZAJ-0.6	ZAJ-1.2	ZAJ-2.5	ZAJ-5	ZAJ-10	ZAJ-20	ZAJ-40
公稱轉矩/N·m 勵磁電流/A 許用滑差功率/W 質量/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

空心軸式磁粉離合器的外形與安裝尺寸    /mm