磁性驅動器與磁性聯軸器
透過零洩漏磁性聯軸器進行非接觸式扭矩傳輸——採用釹鐵硼與釤鈷磁鐵，磁路依工況設計，並以整機組裝測試。
磁性聯軸器透過壁面傳遞扭矩。沒有任何軸穿過殼體，因此沒有填料、沒有機械軸封，也沒有洩漏路徑。泵浦、攪拌器或真空腔體保持密封，同時由外部的馬達驅動。
PinyiGear依圖面製造磁力驅動器與組件：磁路、輪轂與載體幾何、隔離套筒，以及組裝完成的單元。本頁說明各零件如何運作、磁路設計必須確定哪些事項，以及詢價在能報價之前需要包含哪些內容。
扭矩如何跨越壁面
兩個轉子隔著一道靜止的屏障彼此相對。
- 內轉子位於製程側，裝在泵浦或攪拌器軸上。它帶有從動磁鐵。
- 外轉子位於外側，由馬達驅動。它帶有驅動磁鐵。
- 隔離套筒將兩者隔開。它是一道非磁性、耐壓的壁面——薄到足以讓氣隙保持小，厚到足以承受壓力並保持剛性。
當外轉子轉動時，磁場會帶著內轉子一起轉。正常負載下滑差很小，並隨負載上升而增大。超過最大扭矩時聯軸器會脫開：外轉子持續旋轉，內轉子停止。這樣的行為正是磁力驅動器出現在化學與製藥工況的原因——過載會使製程停止，而不是破壞軸封，因為根本沒有軸封可破壞。
聯軸器做不到的是：在馬達持續推送的情況下隔離卡死的轉子。脫開扭矩是一個設計數值，它必須以裕度高出工作扭矩，並低於從動軸所能承受的極限。
磁性齒輪
磁性齒輪做同樣的工作，但會改變轉速。它不是兩個一比一耦合的轉子，而是由極片在少極對數的高速轉子與多極對數的低速轉子之間調變磁場。結果是在無齒面接觸的情況下得到減速比：無潤滑劑、無齒面磨損、無傳統意義上的背隙，且具備固有的過載保護。
代價是扭矩密度。在相同扭矩下，磁性齒輪的體積大於機械齒輪對，這就是它出現在密封或潔淨應用中，而非作為齒輪箱通用替代品的原因。當製程側無法潤滑或打開時，這項取捨往往值得。
磁路設計必須確定哪些事項
磁鐵是設計中最不有趣的部分。決定聯軸器能否運作的，是磁鐵周圍的磁路。
氣隙。 扭矩隨氣隙增大而急遽下降。氣隙是套筒厚度加上運轉間隙，因此套筒材料與壁厚是扭矩決策，不只是壓力決策。
磁鐵牌號與體積。 釹鐵硼涵蓋較高能積的牌號——N35 至 N52 是常見範圍——並在給定扭矩下提供最小的封裝尺寸。釤鈷在高溫下維持其輸出，且無需塗層即有較佳的抗蝕性。鐵氧體是低扭矩與溫和工況下的低成本路線。牌號選擇取決於溫度、工作週期以及周圍結構所能容許的條件。
磁鐵處的溫度。 關鍵數值不是環境溫度，而是磁鐵表面的溫度，其中包含滑差造成的渦流加熱。釹鐵硼在接近其最高工作溫度時輸出會下降，超過後則永久退磁。我們設計的工作範圍為 −40 °C 至 +150 °C，實際限制由所選牌號決定。
套筒中的渦流。 旋轉磁場會在隔離套筒中感應電流，使其發熱並損耗扭矩。金屬套筒必須做得薄，或採用低導電率材料；複合材料套筒可避免此損耗，但較為脆弱。
扭矩裕度。 脫開扭矩必須以裕度高出工作扭矩，該裕度須計入溫度降額、氣隙公差與磁鐵老化。恰好按工作扭矩規格的聯軸器將在運轉中打滑。
雜散磁場。 聯軸器外部的磁場必須低到不會干擾儀器、感測器或鄰近設備。這是屏蔽與幾何問題，屬於設計審查的一部分。
材料與結構
| 項目 | 選項 |
|---|---|
| 永久磁鐵材料 | 釹鐵硼（N35–N52）、釤鈷、鐵氧體 |
| 磁鐵固定方式 | 黏合並機械保持；製程側有需求時採封裝 |
| 內轉子與輪轂 | 沃斯田不鏽鋼或適合製程側的合金 |
| 隔離套 | 金屬薄壁或複合材料，依壓力與渦電流損失選用 |
| 外轉子載體 | 鋼或鋁，依運轉轉速進行平衡 |
| 工作溫度 | −40 °C 至 +150 °C，受磁鐵牌號限制 |
| 密封特性 | 隔離套處採靜態密封——驅動路徑中無動態密封 |
| 引用標準 | GB/T 26953、JB/T 12345，以及圖面 |
組裝與測試
磁性組件不是把零件鎖在一起就好。流程如下：
- 磁路設計審查——依工況進行：扭矩、轉速、間隙、溫度、壓力。
- 磁鐵驗證——牌號與塗層依規格核對，因為替換牌號會悄悄改變脫離扭矩。
- 轉子製作——磁鐵黏合並機械保持，於旋轉組件上檢查平衡。
- 聯軸器組裝——設定並量測間隙。
- 脫離扭矩測試——於完成品上進行。
- 磨合與溫度檢查——工況有需求時執行。
- 文件——磁鐵牌號、實測脫離扭矩與間隙設定值隨件交付。
脫離測試是最關鍵的一項。它是唯一能確認整組件——磁鐵、幾何、間隙——表現符合設計的量測。我們出貨的每一件都經過測試，實測數值對應序號記錄。
磁性驅動的應用場合
- 化學泵浦與攪拌器——無密封、無洩漏、無沖洗方案
- 真空設備——將扭矩送入腔體而無需旋轉饋通
- 食品與製藥生產——可清洗，製程區內無潤滑劑
- 精密儀器——傳動平順、無背隙、無磨耗碎屑
- 高壓容器與海底設備——動態密封為弱點之處
詢價所需資訊
對聯軸器而言，有用的資訊是工況而非幾何：
- 工作扭矩與峰值扭矩，或馬達功率與轉速
- 兩側軸徑與安裝方式
- 製程側壓力與溫度
- 流體或環境，以便選用接液材料
- 指定時的所需脫離扭矩
- 轉速與工作週期，以便檢查渦電流發熱
- 任何雜散磁場限制
提供這些資訊，磁路、磁鐵與隔離套即可一併設計與報價。只送來「2.2 kW 泵浦用的聯軸器」，第一次回覆會是一連串問題。
常見問題
磁性聯軸器在正常負載下會滑動嗎？ 運轉時有與負載成正比的小滑移角。內轉子落後外轉子的角度隨扭矩增大。超過脫離扭矩即完全脫開。
從動側卡死時會怎樣？ 聯軸器脫離並停止傳遞。這保護了密封與製程，但馬達仍持續運轉——因此控制系統需要能偵測停止的方式，可來自製程回饋或外轉子負載。
可以在不更換泵浦的情況下替換既有聯軸器嗎？ 通常可以。間隙、軸配合與隔離套直徑是必須相符的項目。請提供既有零件圖或泵浦型號；我們從介面著手，而非從型錄挑選。
該選用哪種磁鐵牌號？ 取決於磁鐵面的溫度與所需扭矩密度。釹鐵硼每單位體積提供最大扭矩，釤鈷在高溫下表現較佳，鐵氧體是輕負載的低成本方案。選擇於磁路審查時決定。
組件有做平衡嗎？ 旋轉組件依與客戶議定的轉速等級進行平衡。高速聯軸器以組件整體平衡，而非個別零件，因為內外轉子會相互作用。