永磁傳動(dòng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

點(diǎn)擊量：2188   日期：2019-06-03

      早在20 世紀(jì)30 年代，就開(kāi)始有專(zhuān)家、學(xué)者提出永磁傳動(dòng)技術(shù)。1943 年，基于鋁鎳鉆永磁體，英國(guó)人Charles Howard 和Geoffrey Howard 研制出了第一臺(tái)由磁力驅(qū)動(dòng)的泵[5]，并獲得利用磁力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)利，從此他們便開(kāi)始對(duì)永磁傳動(dòng)及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行不斷探索。數(shù)年后，經(jīng)他們研制的磁力產(chǎn)品應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。此后的30 年間，因?yàn)槭褂梅秶木窒扌?，加上價(jià)格較高，對(duì)于在有毒工質(zhì)的傳輸應(yīng)用中，磁力驅(qū)動(dòng)泵的應(yīng)用受到很大的限制。持續(xù)到1969 年，貝格爾研制出了第一代稀土永磁材料，即稀土鉆新型永磁材料，它具有高于鋁鎳鉆三倍以上的磁能積，很快這種材料被應(yīng)用于永磁傳動(dòng)技術(shù)，使得永磁傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械傳動(dòng)中越來(lái)越為普遍。

      1970 年以后，永磁傳動(dòng)技術(shù)又得到許多專(zhuān)家、學(xué)者的青睞，并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，使得永磁傳動(dòng)技術(shù)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，并逐步在工業(yè)中得到應(yīng)用。最值得一提的就是在泵方面，永磁傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。1970 年，以磁力為驅(qū)動(dòng)力的離心泵，用的永磁材料主要是鋁鎳鈷和鐵氧體。然而，這兩種材料具有傳動(dòng)的效率不高、且占用較大的空間、易退磁等缺點(diǎn)，而且生產(chǎn)和維護(hù)成本相對(duì)較高。因此，致使永磁傳動(dòng)技術(shù)沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。70 年代后期，新興永磁材料――如如鈷、鋁鐵硼等稀土類(lèi)永磁材料迅快速投入工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)永磁傳動(dòng)技術(shù)起到了極大的推動(dòng)作用。如在傳遞同樣的轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，釤鈷永磁材料明顯優(yōu)于鐵氧體永磁材料制成的磁力驅(qū)動(dòng)器。由于釹鐵硼永磁材料的磁能積已超過(guò)38MGS，以至于永磁傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)矩傳遞的能力提高3-4 倍，最大功率可達(dá)400kw。80 年代后，在泵領(lǐng)域，永磁傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用得到快速發(fā)展，使之在眾多領(lǐng)域，如石化、醫(yī)藥等方面逐漸成為常用裝置。
      日、美、德、英等國(guó)最早對(duì)由永磁技術(shù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速的泵進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究[6]。現(xiàn)如今日本在7.5kw 以下功率相對(duì)領(lǐng)先，尤其是塑料泵工藝的質(zhì)量很好，已在日本國(guó)化工行業(yè)內(nèi)普遍使用。德國(guó)技術(shù)純熟，已發(fā)展至300kw。英國(guó)HMD 公司2014 年研制出了兩級(jí)磁力驅(qū)動(dòng)泵，流量為560m3/h，揚(yáng)程為500m，輸送介質(zhì)溫度高達(dá)205℃，功率為350kw。
      80 年代后，國(guó)內(nèi)開(kāi)始注重產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)，甘肅科學(xué)院先后成功試制出稀土鉆磁力驅(qū)動(dòng)器和磁力泵的相關(guān)產(chǎn)品。在某些方面已的技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該院開(kāi)發(fā)的新型、組合推拉式、稀土鈷磁力驅(qū)動(dòng)器，以及磁力驅(qū)動(dòng)設(shè)備已大規(guī)模投入生產(chǎn)，在各個(gè)工業(yè)部門(mén)中應(yīng)用廣泛，由其制造的永磁傳動(dòng)器的功率可達(dá)到了185kw，流量達(dá)150m3/h，揚(yáng)程達(dá)380m。
      在近年來(lái)，處于開(kāi)發(fā)狀態(tài)中的特種工程――永磁傳動(dòng)泵，尤其是小型泵，發(fā)展十分迅速。這種泵通過(guò)其軸上的外磁部件將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給其工作軸上的內(nèi)磁部件，內(nèi)外磁部件被隔離罩分開(kāi)，因此工作軸不需要伸出封閉的空間，沒(méi)有了動(dòng)密封，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)密封、零泄漏，使得成本降低、制造工藝簡(jiǎn)化。例如，由英國(guó)某公司所開(kāi)發(fā)的高揚(yáng)程永磁傳動(dòng)泵，其零件材料由聚丙烯或化學(xué)性能很好的的聚偏二氟乙烯注塑成型，泵殼耐壓1.5Mpa，耐液溫150℃。
      我國(guó)永磁傳動(dòng)泵的發(fā)展趨勢(shì)首先是開(kāi)發(fā)耐強(qiáng)腐燭永磁傳動(dòng)料襯里，可用聚四氟乙稀等工程塑料、陶瓷復(fù)合等材料,來(lái)滿(mǎn)足我國(guó)化工行業(yè)的需求。其次，開(kāi)發(fā)并采用太陽(yáng)能永磁傳動(dòng)泵以得到大功率耐高溫高壓的永磁傳動(dòng)泵，其耐壓能力須達(dá)到50MPa，介質(zhì)溫度須達(dá)到50℃，電機(jī)功率須達(dá)到300kw。此外還須將開(kāi)發(fā)以永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的永磁傳動(dòng)泵的應(yīng)用列入計(jì)劃。
      隨著永磁傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，永磁傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有了新的發(fā)展。永磁傳動(dòng)技術(shù)在反應(yīng)攪拌釜、高速機(jī)床、真空設(shè)備、液壓傳動(dòng)、閥門(mén)傳動(dòng)、以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)，儀器儀表等方面，目前已經(jīng)得到了更加廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)，目前廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)的機(jī)械密封方法，在國(guó)外已逐漸被永磁傳動(dòng)技術(shù)取代。由于轉(zhuǎn)動(dòng)的軟磁體圓盤(pán)，與同樣在轉(zhuǎn)動(dòng)中的永磁體圓盤(pán)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生渦流，并得到感應(yīng)磁場(chǎng)，永磁體的磁場(chǎng)與感應(yīng)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生傳動(dòng)力，過(guò)程中沒(méi)有接觸。
      在此技術(shù)的基礎(chǔ)上，不久之后，一種氣隙大小固定的永磁磁力耦合器被科學(xué)家們成功研制出來(lái)。它的問(wèn)世使得處理腐燭、有毒氣體、易燃易爆、或液體等特殊環(huán)境的工作難度大大降低。因此得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用中，永磁磁力耦合器效果良好，適應(yīng)了各種各樣惡劣的環(huán)境。同時(shí)這些產(chǎn)品存在一些問(wèn)題：如速度大小不能調(diào)節(jié)，只能驅(qū)動(dòng)負(fù)載；啟動(dòng)電流偏大，對(duì)設(shè)備有損害等。