一種磁力偶合變速機的製作方法
2023-09-17 03:40:45 1
專利名稱：一種磁力偶合變速機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁力傳動裝置領域，特別涉及了一種磁力偶合變速機。
背景技術：
在煤礦行業，安全生產已經上升為制約煤炭生產的最主要問題。煤礦企業的安全保障機制是一種多因素、多環節、動態、複雜的運行系統。要扭轉煤炭企業安全生產的被動局面，就要重視安全技術及裝備的開發，從細節上杜絕不安全的因素。目前煤礦所使用設備的傳動裝置大部分是傳統又落後的機械傳動，這種傳動裝置在煤礦生產的應用中不具有針對性，很多細節上達不到煤礦安全的標準，並且存在耗能、易磨損等弊端。隨著煤礦安全問題日益突出，為在細節上杜絕不安全因素，確保煤礦安全生產，急需引進更為合理的傳動裝置。利用磁力來替代舊式的機械連接，實現電機與工作機之間的軟連接，在煤礦設備上的應用尚無先例。這種情況下，大多數所使用的機械傳動裝置對於煤礦生產來說不具備針對性，安全性較差且存在高能耗、低壽命等一系列問題，這都給煤礦的安全生產帶來了隱患。其一、由於機械傳動在實現無級調速時結構複雜，複雜的結構增加了維護的工作量與成本，而有級調速則存在高耗能的問題。其二、機械傳動時，靠齒輪間相互咬合來實現轉動，長期的咬合會降低齒輪壽命，影響機械設備的正常工作。其三、傳統的機械傳動在啟動與停止時存在震動，並影響其他零部件的使用壽命。其四、傳統的機械傳動難以實現過載保護，存在較大安全隱患。
實用新型內容本實用新型的目的是為了節能環保，增加設備使用壽命，降低運行成本，特提供了一種磁力偶合變速機。本實用新型提供了一種磁力偶合變速機，其特徵在於所述的磁力偶合變速機包括輸入組件1，箱體2，油水路系統3，輸出組件4，調速齒輪系統5，調速齒輪系統底座6，輸出軸7，回油管8，輸出端法蘭9 ;其中輸入組件I與輸出組件4之間通過磁力耦合，之間存在可調的空氣間隙，調速齒輪系統5與輸出組件4連接，調速齒輪系統5安裝在調速齒輪系統底座6上，輸出軸7與調速齒輪系統5連接，輸出端法蘭9安裝在箱體2上，油水路系統3與回油管8連接。所述的輸入組件I包括銅環101，轉子102 ;銅環101安裝在轉子102上。所述的輸出組件4包括永磁體401，鋁製永磁轉子402 ;永磁體401安裝在鋁製永磁轉子402上。用於調節輸入組件I和輸出組件4之間的氣隙10大小的油水路系統3與控制器連接。所述的磁力偶合變速機的額定轉差率為1_4%。[0015]帶銅環的轉子和帶永磁材料的鋁製轉子之間有空氣間隙，稱為氣隙10，而沒有傳遞扭矩的機械連接。在電機轉動時，帶銅環的轉子上的銅環上在切割永磁體的磁力線時產生感應渦電流，而感應渦電流的磁場與永磁體的磁場之間的作用力實現了電機與工作機之間的扭矩傳遞。當氣隙10減小時，磁力偶合變速機的傳動能力強；相反，氣隙10大時傳動能力小，而控制器可通過手動或控制信號調節空氣隙10的大小。對於自動控制系統，當控制器接到一個控制信號，如系統對壓力、流量或液面高度等要求進行調節的信號後，控制器對信號進行識別、計算和轉換後，給其執行元件發出調節指令，執行元件就會調節銅轉子與永磁轉子之間的氣隙10，從而改變工作機的工作點，即調節了工作機的轉速和扭矩。在初始位置時銅轉子與永磁轉子間的氣隙為3mm。電機啟動後,銅轉子切割磁感線產生感應渦電流，而感應渦電流的磁場與永磁體的磁場之間的作用力不僅有電動機與工作機之間的傳遞扭矩力，還有大小隨銅轉子和永磁轉子轉差不同而改變的二轉子間的軸向力，它使氣隙由3mm變到5mm再變到3mm,實現理想的軟啟動。當氣隙小時，裝置的傳動能力強；氣隙增大時，傳動能力減小。調速控制器通過調速機構可以調節氣隙的大小，當調速控制器接收到反饋信號後，對信號進行識別、計算和轉換後，向調速機構發送指定位移信號，實現氣隙的調節。本實用新型的優點目前廣泛應用的電機過載保護大致有熱繼電器保護、空氣開關保護、變頻器保護等三種，其中變頻器比較先進。本實用新型與變頻器相比，有獨特的優點穩定性和可靠性比變頻器高，在大功率時尤其突出。負載轉速高、功率大時代替變頻器優勢明顯；在惡劣的工作環境中的適應能力和免維護性能，是變頻器所不具備的；與變頻器相比，不對電網產生諧波幹擾；在電壓降低時，變頻器可能無法工作，但磁力偶合變速機則不受影響；與變頻器相比，能消除電機與負載之間的震動傳遞；與變頻器相比，維護和保養費用低；與變頻器相比，磁力偶合變速機能有效延長傳動系統各零部件的壽命；依靠調節氣隙大小來實現無極調速。這樣不但能實現無極調速，而且節能效果非常顯著，根據負載類型和系統工藝對調速要求的不同可實現高達66%的節能效果。由於本實用新型是依據電磁原理，不存在齒輪嚙合，因此不會影響設備的正常工作，總體運行成本低。電機能實現更為平穩和漸進的柔性啟動和停止，減少衝擊和震動，有效的延長傳動系統中各零部件的使用壽命。由於在電機與工作機之間依靠電磁感應原理實現了 「軟連接」，因此對電機具有過載保護功能，從而提高了整個系統的安全性，完全消除了因過載而導致的電機損壞的問題。本實用新型在應用實踐中，克服了現有機械傳動中存在的變速分級，能耗高、成本高，維護困難、無過載保護或過載保護存在隱患、存在震動並影響其他零部件的使用壽命等問題。在實際使用中，磁力偶合變速機能最大限度地克服上述問題，達到安全運行的目的。
以下結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明
圖1為磁力偶合變速機原理結構圖；圖2為磁力偶合變速機原理結構示意圖；圖3為輸入組件和輸出組件安裝示意圖。
具體實施方式
實施例本實施例提供了一種磁力偶合變速機，其特徵在於所述的磁力偶合變速機包括輸入組件調速齒輪系統I調速齒輪系統，箱體調速齒輪系統2調速齒輪系統，油水路系統調速齒輪系統3調速齒輪系統，輸出組件調速齒輪系統4調速齒輪系統，調速齒輪系統調速齒輪系統5調速齒輪系統，調速齒輪系統底座調速齒輪系統6調速齒輪系統，輸出軸調速齒輪系統7調速齒輪系統，回油管調速齒輪系統8調速齒輪系統，輸出端法蘭調速齒輪系統9調速齒輪系統；輸入組件調速齒輪系統I調速齒輪系統與輸出組件調速齒輪系統4調速齒輪系統之間通過磁力耦合，之間存在可調的空氣間隙，調速齒輪系統調速齒輪系統5調速齒輪系統與輸出組件調速齒輪系統4調速齒輪系統連接，調速齒輪系統調速齒輪系統5調速齒輪系統安裝在調速齒輪系統底座調速齒輪系統6調速齒輪系統上，輸出軸調速齒輪系統7調速齒輪系統與調速齒輪系統調速齒輪系統5調速齒輪系統連接，輸出端法蘭調速齒輪系統9調速齒輪系統安裝在箱體調速齒輪系統2調速齒輪系統上，油水路系統調速齒輪系統3調速齒輪系統與回油管調速齒輪系統8調速齒輪系統連接。所述的輸入組件調速齒輪系統I調速齒輪系統為帶有銅環的轉子。所述的輸出組件調速齒輪系統4調速齒輪系統為永磁轉子，是帶永磁材料的鋁製轉子。用於調節輸入組件調速齒輪系統I調速齒輪系統和輸出組件調速齒輪系統4調速齒輪系統之間空氣間隙的油水路系統調速齒輪系統3調速齒輪系統與控制器連接。所述的磁力偶合變速機的額定轉差率為1_4%。帶銅環的轉子和帶永磁材料的鋁製轉子之間有空氣間隙，稱為氣隙，而沒有傳遞扭矩的機械連接。在電機轉動時，帶銅環的轉子上的銅環上在切割永磁體的磁力線時產生感應渦電流，而感應渦電流的磁場與永磁體的磁場之間的作用力實現了電機與工作機之間的扭矩傳遞。當氣隙減小時，磁力偶合變速機的傳動能力強；相反，氣隙大時傳動能力小。而控制器可通過手動或控制信號調節空氣隙的大小。對於自動控制系統，當控制器接到一個控制信號，如系統對壓力、流量或液面高度等要求進行調節的信號後，控制器對信號進行識別、計算和轉換後，給其執行元件發出調節指令，執行元件就會調節銅轉子與永磁轉子之間的氣隙(10)，從而改變工作機的工作點，即調節了工作機的轉速和扭矩。磁力偶合變速機傳動裝置的輸出扭矩等於輸入扭矩而其輸出轉速和輸入轉速是不相等的，他們之間的差值與輸入轉速的比值稱為轉差率，額定轉差率為1_4%，傳動裝置對於不同負荷特性的工作機有不同的調速範圍。煤礦所使用的皮帶運輸機上可使用磁力偶合變速機，當皮帶所需承擔的運輸量較大時可調小氣隙間距，加快皮帶的運輸速度，緩解運輸壓力；當皮帶所承擔的運輸量較小時可調大氣隙間距，減慢皮帶的運輸速度，起到節能的目的，因為實現了電機與工作機之間的「軟連接」，所以對工作中電機的過載保護尤其突出。
權利要求1.一種磁力偶合變速機，其特徵在於所述的磁力偶合變速機包括輸入組件(I)，箱體 (2 )，油水路系統(3 )，輸出組件(4 )，調速齒輪系統(5 )，調速齒輪系統底座(6 )，輸出軸(7 )， 回油管(8)，輸出端法蘭(9);其中輸入組件(I)與輸出組件(4)之間通過磁力耦合，之間存在可調的空氣間隙，調速齒輪系統(5)與輸出組件(4)連接，調速齒輪系統(5)安裝在調速齒輪系統底座(6)上， 輸出軸(7 )與調速齒輪系統(5 )連接，輸出端法蘭(9 )安裝在箱體(2 )上，油水路系統(3 )與回油管(8)連接。
2.按照權利要求1所述的磁力偶合變速機，其特徵在於所述的輸入組件(I)包括銅環 (101)，轉子(102);銅環(101)安裝在轉子(102)上。
3.按照權利要求1所述的磁力偶合變速機，其特徵在於所述的輸出組件(4)包括永磁體(401)，鋁製永磁轉子(402 );永磁體(401)安裝在鋁製永磁轉子(402 )上。
4.按照權利要求1所述的磁力偶合變速機，其特徵在於用於調節輸入組件(I)和輸出組件(4)之間的氣隙(10)大小的油水路系統(3)與控制器連接。
5.按照權利要求1所述的磁力偶合變速機，其特徵在於所述的磁力偶合變速機的額定轉差率為1_4%。
專利摘要一種磁力偶合變速機，包括輸入組件，箱體，油水路系統，輸出組件，調速齒輪系統，調速齒輪系統底座，輸出軸，回油管，輸出端法蘭；輸入組件與輸出組件之間通過磁力耦合，之間存在可調的空氣間隙，調速齒輪系統與輸出組件連接，調速齒輪系統安裝在調速齒輪系統底座上，輸出軸與調速齒輪系統連接，輸出端法蘭安裝在箱體上，油水路系統與回油管連接，所述的輸入組件為帶有銅環的鋼製轉子，所述的輸出組件為永磁轉子，是帶永磁材料的鋁製轉子。本實用新型的優點克服了現有機械傳動中存在的變速分級，能耗高、成本高，維護困難、無過載保護或過載保護存在隱患、存在震動並影響其他零部件的使用壽命等問題，實現安全運行。
文檔編號H02K7/116GK202889100SQ20122057548
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者祝釗, 陳騁, 劉揚, 翟青妮 申請人:煤炭科學研究總院瀋陽研究院