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磁粉制動(dòng)器連續(xù)使用功率的計(jì)算

磁粉制動(dòng)器以磁粉為介質(zhì)，填充在環(huán)極（外殼）和轉(zhuǎn)子間的氣隙中。根據(jù)工況的不同，它們?cè)诨�差狀態(tài)下工作。由于工作時(shí)，氣隙中的磁粉不斷地相對(duì)移動(dòng)變換位置，因此磁粉必互相摩擦，從而放出大量的熱能，同時(shí)激磁線圈中也產(chǎn)生電損耗。線圈的電阻會(huì)隨著溫度的升高而導(dǎo)致電阻值增加，當(dāng)外加電壓恒定時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)電流和轉(zhuǎn)矩會(huì)逐漸下降，磁粉導(dǎo)磁率也會(huì)隨著溫度的升高而下降，發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)磁粉甚至?xí)�燒結(jié)。溫度的升高還會(huì)使工作間隙的數(shù)值和制動(dòng)器配合尺寸發(fā)生變化，過熱對(duì)軸承潤滑油、密封圈、線圈都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。在這種情況下，額定力矩值已不能作為保證其安全工作的指標(biāo)，而必須尋求和確定一個(gè)能夠反映其安全聯(lián)接、制動(dòng)容量的指標(biāo)即滑差功率。

磁粉制動(dòng)器的滑差功率等于其散熱功率。是指在磁粉制動(dòng)器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的表面散熱功率及通電產(chǎn)生的熱需要進(jìn)行冷卻的功率之和。產(chǎn)生熱后磁粉制動(dòng)器自身不能無限度的高溫，需要通過散熱維持熱平衡。

         舉例說明：例如我公司的CZK-10空心軸磁粉制動(dòng)器

       表面散熱量Q1：

其中：h為換熱系數(shù)，W/m²·℃;△T₁為溫升，℃;S 為散熱面積，m²。由于熱平衡時(shí)表面溫升十分接近，可以取其平均溫升進(jìn)行計(jì)算。

磁粉制動(dòng)器的散熱表面積為S₁, 則有：

Q₁=h·△T₁·S₁

外表面為空氣自然對(duì)流及輻射換熱，取表面換熱系數(shù)h=5.1W/m² · ℃。當(dāng)室溫為 20℃,表面平均溫度為80℃時(shí)，△T₁=60℃ 。由實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算得到100Nm 的表面積S,=0.83m², 所以有：

Q₁=5.1×60×0.83=253.98(W)

     冷卻水散熱量Q₂：

  100Nm采用的是單水冷結(jié)構(gòu)，即在環(huán)極內(nèi)部進(jìn)行水冷。

Q₂=H·△T₂′·S₂′

其中：H 為冷卻水腔的換熱系數(shù)，W/m²·℃;△T2'為滋軛冷卻水路的平均溫差，℃;S₂ '為磁軛冷卻水路散熱面積

   設(shè)使用循環(huán)水冷卻，循環(huán)水進(jìn)入磁軛冷卻水腔。設(shè)進(jìn)水溫度為30℃，磁軛冷卻水路表面溫度為50℃，冷卻水腔的換熱系數(shù)取為水的管流換熱系數(shù)H=2.27×10³W/m²·℃。

由實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算可得水路的表面積為：S₂′=0.02m²

Q₂=2.27×10³×20×0.02=908(W)

P=Q₁+Q₂=1162(W)

除去激磁線圈的銅耗、軸承及密封圈的少量摩擦熱，可知該機(jī)的實(shí)際滑差功率不低于 1kW。