磁耦合傳動裝置的理論與設(shè)計

前言

《磁力驅(qū)動技術(shù)與設(shè)備》一書出版發(fā)行后，得到了廣大磁工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)師生，以及磁應(yīng)用領(lǐng)域的許多學(xué)者、專家的專注和關(guān)懷，也極大地鼓舞了我完成其姊妹篇《磁耦合傳動裝置的理論與設(shè)計》的信心。特別是近年來隨著高性能稀土永磁材料的蓬勃發(fā)展，加之新型軸承材料及控制技術(shù)的提升，磁耦合傳動技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的研究和空前的發(fā)展。磁耦合傳動控制裝置在過去單一旋轉(zhuǎn)運動和直線運動磁傳動技術(shù)的基礎(chǔ)上，向多向運動的延伸和發(fā)展，形成磁耦合傳動的多種傳動方式的新技術(shù)、新裝置、新產(chǎn)品。本書論述了磁耦合傳動裝置的基本原理、工程設(shè)計的基礎(chǔ)理論、技術(shù)特點、結(jié)構(gòu)形式、運動狀態(tài)及其應(yīng)用領(lǐng)域和主要用途；介紹了物質(zhì)的磁性、磁材料、磁路排列規(guī)律和磁場的場形分布；永磁體耦合場的力學(xué)狀態(tài)和作用機(jī)理，以及耦合場的數(shù)值分析方法和計算與其在工程上的應(yīng)用計算等方面的內(nèi)容。講述了磁耦合傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)和設(shè)計技巧。特別是通過磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)合、配置，并且演繹出單一的或復(fù)合的、單向的或雙向的、連續(xù)的或間歇的等各種類型的直線運動、圓周運動、螺旋運動等多種運動形式的裝置組合。講述了磁耦合傳動裝置整機(jī)和零部件的性能特點、受力狀態(tài)、運行狀態(tài)，檢測試驗與研究。收集了大量檢測試驗數(shù)據(jù)、圖表，是優(yōu)化設(shè)計的參考資料。全書共分6章，第1、2章為磁耦合傳動裝置的基礎(chǔ)理論，第3章 為磁耦合傳動控制裝置的數(shù)理方法，第4章 闡述工程應(yīng)用中磁耦合傳動裝置的設(shè)計技術(shù)，第5、6章為其特性分析和運動學(xué)分析。本書可供石油、化工、制藥、真空、軍工及航天等行業(yè)中從事磁力傳動傳輸與控制技術(shù)及設(shè)備的工程技術(shù)人員、管理人員和大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參閱。本書稿編著過程中得到了東北大學(xué)徐成海、李云奇教授的指導(dǎo)，張世偉、劉軍博士的幫助；航天集團(tuán)總公司510研究所楊堅華研究員、談治信高級工程師，東北大學(xué)楊乃恒、謝里楊、巴德純教授，蘭州理工大學(xué)李仁年教授，蘭州交通大學(xué)蔣兆遠(yuǎn)教授對初稿做了審核工作；還有車烔、丁成斌、竇淑萍、安芝賢、閆雪蘭、童小育、段武全、韓愛國、劉芳、劉挺、豆耀鋒、陳雪琴等工程技術(shù)人員幫助、合作做了部分試驗工作或資料整理工作；另外還得到李國坤教授、張炤研究員等專家的支持和關(guān)注,在此一并向他們致以誠摯的謝意。

內(nèi)容概要

　　《磁耦合傳動裝置的理論與設(shè)計》論述了磁耦合傳動裝置的基本原理、工程設(shè)計的基礎(chǔ)理論、技術(shù)特點、結(jié)構(gòu)形式、運動狀態(tài)及其應(yīng)用領(lǐng)域和主要用途，特別講述了磁耦合傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)和設(shè)計技巧。介紹了物質(zhì)的磁性、磁材料、磁路排列規(guī)律和磁場的場形分布；永磁體耦合場的力學(xué)狀態(tài)和作用機(jī)理，以及耦合場的數(shù)值分析方法和計算與其在工程上的應(yīng)用計算等方面的內(nèi)容?！洞篷詈蟼鲃友b置的理論與設(shè)計》還收集了大量檢測試驗數(shù)據(jù)、圖表,是優(yōu)化設(shè)計的絕好參考資料。 《磁耦合傳動裝置的理論與設(shè)計》可供石油、化工、制藥、真空、軍工及航天等行業(yè)中從事磁力傳動傳輸與控制技術(shù)及設(shè)備的工程技術(shù)人員、管理人員和大專院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀參考。

書籍目錄

1 概述11.1 磁耦合傳動裝置及其應(yīng)用特點11.2 磁耦合傳動裝置的基本結(jié)構(gòu)及運動形式41.3 磁耦合傳動裝置的運動特性91.3.1 磁耦合傳動裝置的穩(wěn)定性91.3.2 磁耦合傳動裝置的分離性121.3.3 磁耦合傳動裝置運動的可靠性121.4 磁耦合傳動裝置的應(yīng)用131.4.1 磁耦合傳動裝置在流體機(jī)械及流體系統(tǒng)上的應(yīng)用131.4.2 磁耦合傳動裝置在空調(diào)機(jī)上的應(yīng)用151.4.3 磁耦合傳動裝置在核反應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用181.4.4 磁耦合傳動裝置在真空設(shè)備上的應(yīng)用181.4.5 磁耦合傳動裝置在齒輪傳動中的應(yīng)用181.4.6 磁耦合傳動裝置在全密封閥門中的應(yīng)用191.5 磁耦合傳動控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用前景23參考文獻(xiàn)242 磁耦合傳動技術(shù)的理論基礎(chǔ)252.1 磁耦合傳動技術(shù)的磁學(xué)基礎(chǔ)252.1.1 物質(zhì)的磁性及磁性體的劃分252.1.2 磁場的基本物理量及相關(guān)術(shù)語262.1.3 永磁材料292.2 耦合運動磁場的動力學(xué)分析452.2.1 耦合運動磁場的組合模型452.2.2 耦合運動磁場的數(shù)理分析462.2.3 耦合運動磁場的力學(xué)特性552.3 耦合運動磁場的運動學(xué)分析632.3.1 耦合運動磁場的運動模型632.3.2 耦合運動磁場的運動特性分析652.3.3 耦合運動磁場磁轉(zhuǎn)矩數(shù)理分析702.4 影響耦合運動磁場運動特性的因素782.5 磁場運動力的數(shù)學(xué)分析81參考文獻(xiàn)833 耦合磁場的有限元分析與理論計算853.1 耦合磁場的有限元分析與建模853.1.1 有限元分析的理論基礎(chǔ)853.1.2 實體建模1013.2 耦合磁場的力學(xué)二維分析與計算1193.2.1 2D模型數(shù)理參量定義1193.2.2 2D磁場動力學(xué)分析1193.2.3 2D磁場運動學(xué)分析1373.2.4 2D磁場結(jié)構(gòu)參數(shù)特性分析1443.3 耦合磁場的力學(xué)三維分析與計算1543.3.1 3D模型數(shù)理參量定義1543.3.2 3D磁場動力學(xué)分析1553.3.3 3D磁場運動學(xué)分析156參考文獻(xiàn)1774 磁耦合傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算1784.1 磁耦合傳動裝置的結(jié)構(gòu)功能及其控制系統(tǒng)1784.2 磁耦合傳動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)要求1804.2.1 功率與效率1804.2.2 轉(zhuǎn)速與壽命1804.2.3 工作溫度1804.3 磁耦合傳動裝置的特征參數(shù)及其相關(guān)尺寸1804.4 磁耦合組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1824.4.1 確定磁耦合組件外形尺寸的長徑比1824.4.2 磁耦合組件磁路設(shè)計中若干問題的探討1834.4.3 隔離套的設(shè)計與計算1914.4.4 磁耦合傳動裝置的功率匹配問題2194.4.5 磁耦合組件的設(shè)計實例2214.5 磁耦合傳動裝置磁路工程設(shè)計的思路與方法2244.5.1 磁路工程設(shè)計的基本思路2244.5.2 磁路工程設(shè)計方法2264.5.3 磁路工程設(shè)計的修正及討論2314.6 兩種典型的磁機(jī)械傳動方式的實例2324.6.1 電動機(jī)與磁耦合傳動裝置組合的直線運動傳動系統(tǒng)2324.6.2 齒輪傳動與磁耦合傳動裝置組合的旋轉(zhuǎn)運動傳動系統(tǒng)238參考文獻(xiàn)2485 磁耦合傳動裝置的特性實驗與分析2495.1 磁耦合傳動裝置的靜態(tài)特性實驗與分析2495.1.1 磁耦合傳動裝置靜態(tài)特性實驗設(shè)備與儀器2495.1.2 力矩和轉(zhuǎn)角的靜態(tài)特性實驗2505.1.3 8極磁耦合傳動裝置全周期特性實驗2595.1.4 靜態(tài)退磁實驗2605.1.5 靜態(tài)特性實驗的結(jié)論2655.2 磁耦合傳動裝置的動態(tài)特性實驗與分析2665.2.1 動態(tài)特性實驗裝置及實驗設(shè)備與儀器2665.2.2 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角的動態(tài)特性實驗2675.2.3 動態(tài)特性實驗研究的結(jié)論2765.3 渦流損失實驗與分析2765.3.1 渦流損失實驗測試結(jié)果2765.3.2 渦流損失特性實驗數(shù)據(jù)處理2775.3.3 渦流損失實驗的結(jié)論2835.4 振動測試實驗與分析2845.4.1 振動測試實驗及結(jié)果2845.4.2 振動測試實驗數(shù)據(jù)處理與分析2845.4.3 振動測試實驗的結(jié)論286參考文獻(xiàn)2866 磁耦合傳動裝置的運動學(xué)分析2876.1 磁耦合傳動裝置內(nèi)磁轉(zhuǎn)子振動頻率的響應(yīng)分析2876.2 磁耦合傳動裝置啟動過程分析2886.2.1 磁耦合傳動裝置空載啟動2906.2.2 磁耦合傳動裝置負(fù)載啟動2926.3 磁耦合傳動裝置穩(wěn)定性分析2946.3.1 磁耦合傳動裝置內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化2946.3.2 磁耦合傳動裝置外轉(zhuǎn)子狀態(tài)的改變2966.4 磁耦合傳動裝置的使用與故障診斷2996.4.1 磁耦合傳動裝置損壞原因分析及使用中應(yīng)注意的問題2996.4.2 磁耦合傳動裝置的故障診斷與監(jiān)控300參考文獻(xiàn)306

章節(jié)摘錄

插圖：1概述1.4 磁耦合傳動裝置的應(yīng)用1.4.3 磁耦合傳動裝置在核反應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用用于核反應(yīng)裝置上的磁耦合傳動裝置的結(jié)構(gòu)，是采用手動和機(jī)動幾種結(jié)構(gòu)的組合式磁耦合傳動裝置。工作運行時可按直線位移運動或旋轉(zhuǎn)運動各種操作過程進(jìn)行。裝置運行平穩(wěn)，具有密封、安全、可靠等特點，從而解決了核反應(yīng)裝置中某些難于實施控制的裝置完成特殊運行的技術(shù)難點。1.4.4 磁耦合傳動裝置在真空設(shè)備上的應(yīng)用磁耦合傳動裝置應(yīng)用在真空設(shè)備上不但可以消除O形橡膠密封圈易泄漏、易磨損、易污染真空環(huán)境等缺點，而且還可以提高真空工藝的質(zhì)量。目前應(yīng)用于重離子加速器真空室中傳遞試樣靶；航天設(shè)備地面模擬實驗室各種真空裝置所采用的動密封連接；分子束外延設(shè)備上采用旋轉(zhuǎn)與直線運動的復(fù)合式磁耦合傳動裝置的機(jī)械手等實際應(yīng)用的例子較多，這里不再一一介紹。1.4.5 磁耦合傳動裝置在齒輪傳動中的應(yīng)用在日常生活及工程應(yīng)用中，人們廣泛使用著各種各樣的機(jī)械設(shè)備。機(jī)械在工作過程中產(chǎn)生的振動，不但惡化了設(shè)備的動態(tài)性能，影響了設(shè)備的原有精度、生產(chǎn)效率和使用壽命，而且由于機(jī)械振動所產(chǎn)生的噪聲，又使環(huán)境受到了嚴(yán)重污染。

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《磁耦合傳動裝置的理論與設(shè)計》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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