盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器的製作方法

2023-09-22 23:55:05

專利名稱：盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器的製作方法
技術領域：
:本實用新型為一種盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，屬電磁應用新領域。
技術背景:人類的生產活動大多依靠機泵，機泵的無故障連續運行決定了生產效率的高低。而各式各樣的機泵都依靠不同類型的接觸式剛性聯軸器傳遞動力，實現人類物質文明和精神文明的增值需求。隨著高磁能積、高矯頑力稀土永磁材料的發展，為實現永磁非接觸傳動奠定了物質基礎。最早的永磁非接觸傳動始於有毒有害易汙染流體的輸送，因永磁體可以非接觸傳遞扭矩，人們用非導磁材料將設置永磁聯軸器的原動機輸出軸和流體泵輸入軸完全隔離，實現了全密閉輸送，為人類探索永磁傳動技術邁出了最成功的一步，並為後續發展樹立了啟示性典範。軍工領域的大型遠洋作戰艦隻，由於海浪劇烈起伏，船體會出現較大變形，導致機泵聯軸器故障率高，直接影響作戰效能，因此美國約翰斯克坦尼斯號和尼米茲號航空母艦上率先應用非接觸傳動的永磁聯軸器，取得了良好的應用效果，炒起了永磁傳動技術的應用熱潮。在軍工高科技和有毒有害及易汙染介質輸送廣泛使用永磁聯軸器的帶動下，對可靠性和免汙染要求較高的化工、醫藥衛生、食品、半導體、真空領域、石油、電力等行業各類傳動機械，不斷更新原有的剛性聯接傳動方式，代之以非接觸傳動的永磁聯軸器，推動了永磁傳動技術進步和效益的提高，被稱為下一次工業革命的助推器。永磁聯軸器按工作原理分同步式、渦流式、磁滯式、磁阻式四類。同步式永磁聯軸器是在兩半聯軸器上按N、S極性對稱交互排列永磁體，兩者之間靠永磁體的推拉作用力以同步轉速傳遞扭矩。優點是結構簡單、可靠耐用、傳遞扭矩大、傳動效率高。缺點是超額定扭矩聯軸器容易打滑，造成高溫退磁。渦流式永磁聯軸器將同步式內轉子改為銅環，當外轉子轉動時產生旋轉磁場，內轉子上的銅環因切割磁力線產生感應電流，該感應電流的磁場和外轉子永磁體磁場相互作用，使內轉子隨外轉子轉動而傳遞扭矩。優點是內轉子無永磁材料，可在封閉的液體內轉動，適應輸送溫度較高的介質。缺點是轉子銅環必須切割磁力線才能轉動，存在轉差損失，常用於轉速要求不嚴格的傳動中。磁滯式永磁聯軸器利用軟磁材料在工作過程中處於交變磁化的特性,將其與永磁材料組合製成永磁-磁滯聯軸器，二者間吸力較永磁體間的吸力明顯減小，但容易改變二者之間的相對轉角，常用於變扭矩之聯接。磁阻式永磁聯軸器外轉子與同步徑向式相同，內轉子用軟磁材料凸極，利用外轉子磁體對內轉子凸極吸力帶動內轉子旋轉，傳遞扭矩明顯不足，用於小型磁力傳動裝置。上述各類永磁聯軸器中，由於同步永磁聯軸器結構簡單、可靠耐用、傳動效率高，成為永磁聯軸器的主導類型。[0012]同步永磁聯軸器雖然較其它類型永磁聯軸器有很大技術優勢，但也存在如下弊端:—是軸向力大,對主、從動傳動機械危害較大；二是強磁材料具有很高的磁能積，拆裝和調氣隙費時費力；三是超額定扭矩會造成聯軸器打滑，導致高溫退磁。上述三個弊端，影響了永磁聯軸器的規模化推廣，亟待開發一種新結構的永磁聯軸器，解決上述難題，推動永磁傳動技術的創新和推廣普及。
發明內容:本實用新型的目的是利用作用力與反作用力大小相等、方向相反的原理，探索一種軸向力抑制裝置並一舉解決拆裝和過載保護難題，實現同步永磁聯軸器的技術創新，取得拆裝方便快捷、運行安全可靠、使用低耗高效、維護簡便易行的經濟效益和社會效益。本實用新型盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器技術解決方案是:所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器包括軸向對稱設置的帶易拆裝軸套的主動盤(2)、從動盤(3)和上述二盤盤面中環上按N、S極順序對稱交互排列的環形偶數強磁體(9)以及兩盤之間盤面內環夾持的軸向力抑制裝置，其中主動盤(2)盤面外環上對稱設置拆裝調節機構、無線限位傳感器；從動盤(3)盤面外環上設置進退導引螺杆及雙極距限位孔(12)，其背面對稱設置抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構。所述的易拆裝軸套為聯接主動軸和從動軸的套筒式聯接件，其結構形式為以下三種類型之一:第一種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為一體式結構或單獨為一體式結構，軸套內圓面開鍵槽，與主、從動軸的配合為過盈配合；第二種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為分體式結構或單獨為分體式結構，盤面與軸套的聯接用單排或雙排緊固螺栓(6)緊固，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車頂絲螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵過渡配合加頂絲(8)緊固；第三種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為一體式或分體式結構，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車開縫鎖緊螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵間隙配合加開縫鎖緊螺栓緊固。所述的軸向力抑制裝置結構形式為以下三種類型之一:第一種為機械式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環車壓力軸承槽，內置抵消軸向力的壓力軸承(10)，其中從動盤(3)的壓力軸承槽半徑略小於主動盤(2)的壓力軸承槽半徑；第二種為永磁式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環上設置靠同極性斥力抑制軸向力的強磁體環；第三種為徑向和軸向磁化混合式軸向力抑制裝置，主動盤(2)正反盤面外環上設置徑向磁化的兩組強磁體環，抑制軸向力的軸向磁化強磁體環從主動盤(2)外緣聯接在從動盤⑶上。所述的拆裝調節機構結構形式為以下二種類型之一:第一種為在主動盤(2)盤面外環或盤面內環上設置調節螺杆(I);[0030]第二種為在從動盤(3)盤面外環或盤面內環上設置進退導引螺杆。所述的強磁體(9)形狀為扇形體或長方體，用強磁體固定螺釘或緊固槽固定在主動盤(2)、從動盤(3)盤面中環上，強磁體(9)的排列方式為以下三種類型之一:第一種為按N、S極順序對稱交互密集排列偶數強磁體(9)；第二種為按N、S極順序對稱交互分散排列偶數強磁體(9)；第三種為按N、S極順序對稱交互密集或分散排列偶數強磁體(9)，盤面內環或盤面外環上設置抑制軸向力的軸向磁化同極性強磁體環。所述的從動盤(3)背面對稱設置的抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構，其結構形式為以下二種類型之一:第一種為從動盤(3)本體銑外鍵槽，外鍵槽與電磁剎車無繞組端組合為固定端，電磁剎車有繞組端用抑制離心力軸向竄動的預緊彈簧與負載端組合為活動端；第二種為在從動盤(3)背面對稱設置3-6個抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動的吸合磁鐵孔(4)。所述的雙極距限位孔(12)設置在從動盤(3)盤面外環上，主動盤⑵盤面外環與之對應的位置設置過載打滑超過強磁體二個極距即指令斷電停機剎車聯動保護的無線限位傳感器。本實用新型盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器與其它機械聯軸器比較，具有拆裝方便快捷、換向衝擊小、減震降噪、過載保護等優點。

:圖1為盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器結構示意圖；圖2為圖1的從動盤強磁體排列示意圖。其中:1.調節螺杆；2.主動盤；3.從動盤；4.吸合磁鐵孔；5.軸套；6.緊固螺栓；7.鍵槽；8.頂絲；9.強磁體；10.壓力軸承；11.進退導引螺杆螺孔；12.雙極距限位孔；13.緊固螺孔。
具體實施方式
:如圖1和圖2所示，本實用新型盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器包括軸向對稱設置的帶易拆裝軸套的主動盤(2)、從動盤(3)和上述二盤盤面中環上按N、S極順序對稱交互排列的環形偶數強磁體(9)以及兩盤之間盤面內環夾持的軸向力抑制裝置，其中主動盤
(2)盤面外環上對稱設置拆裝調節機構、無線限位傳感器；從動盤(3)盤面外環上設置進退導引螺杆及雙極距限位孔(12)，其背面對稱設置抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構。所述的易拆裝軸套為聯接主動軸和從動軸的套筒式聯接件，其結構形式為以下三種類型之一:第一種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為一體式結構或單獨為一體式結構，軸套內圓面開鍵槽，與主、從動軸的配合為過盈配合；第二種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為分體式結構或單獨為分體式結構，盤面與軸套的聯接用單排或雙排緊固螺栓(6)緊固，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車頂絲螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵過渡配合加頂絲(8)緊固；第三種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為一體式或分體式結構，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車開縫鎖緊螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵間隙配合加開縫鎖緊螺栓緊固。所述的軸向力抑制裝置結構形式為以下三種類型之一:第一種為機械式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環車壓力軸承槽，內置抵消軸向力的壓力軸承(10)，其中從動盤(3)的壓力軸承槽半徑略小於主動盤(2)的壓力軸承槽半徑；第二種為永磁式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環上設置靠同極性斥力抑制軸向力的強磁體環；第三種為徑向和軸向磁化混合式軸向力抑制裝置，主動盤(2)正反盤面外環上設置徑向磁化的兩組強磁體環，抑制軸向力的軸向磁化強磁體環從主動盤(2)外緣聯接在從動盤⑶上。所述的拆裝調節機構結構形式為以下二種類型之一:第一種為在主動盤(2)盤面外環或盤面內環上設置調節螺杆(I)；第二種為在從動盤(3)盤面外環或盤面內環上設置進退導引螺杆。所述的強磁體(9)形狀為扇形體或長方體，用強磁體固定螺釘或緊固槽固定在主動盤(2)、從動盤(3)盤面中環上，強磁體(9)的排列方式為以下三種類型之一:第一種為按N、S極順序對稱交互密集排列偶數強磁體(9)；第二種為按N、S極順序對稱交互分散排列偶數強磁體(9)；第三種為按N、S極順序對稱交互密集或分散排列偶數強磁體(9)，盤面內環或盤面外環上設置抑制軸向力的軸向磁化同極性強磁體環。所述的從動盤(3)背面對稱設置的抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構，其結構形式為以下二種類型之一:第一種為從動盤(3)本體銑外鍵槽，外鍵槽與電磁剎車無繞組端組合為固定端，電磁剎車有繞組端用抑制離心力軸向竄動的預緊彈簧與負載端組合為活動端；第二種為在從動盤(3)背面對稱設置3-6個抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動的吸合磁鐵孔(4)。所述的雙極距限位孔(12)設置在從動盤(3)盤面外環上，主動盤⑵盤面外環與之對應的位置設置過載打滑超過強磁體二個極距即指令斷電停機剎車聯動保護的無線限位傳感器。設計技術參數如下:額定扭矩:700Nm；額定轉速:1000r/min；適應軸徑:電動機軸徑# 65 X 140，減速機軸徑# 48 X 100 ；電動機功率:37kw。
權利要求1.一種盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:該裝置包括軸向對稱設置的帶易拆裝軸套的主動盤(2)、從動盤(3)和上述二盤盤面中環上按N、S極順序對稱交互排列的環形偶數強磁體(9)以及兩盤之間盤面內環夾持的軸向力抑制裝置，其中主動盤(2)盤面外環上對稱設置拆裝調節機構、無線限位傳感器；從動盤(3)盤面外環上設置進退導引螺杆及雙極距限位孔(12)，其背面對稱設置抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構。
2.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的易拆裝軸套為聯接主動軸和從動軸的套筒式聯接件，其結構形式為以下三種類型之一: 第一種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套 分別為一體式結構或單獨為一體式結構，軸套內圓面開鍵槽，與主、從動軸的配合為過盈配合； 第二種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為分體式結構或單獨為分體式結構，盤面與軸套的聯接用單排或雙排緊固螺栓(6)緊固，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車頂絲螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵過渡配合加頂絲(8)緊固； 第三種主動盤(2)、軸套(5)與從動盤(3)和另一個軸套分別為一體式或分體式結構，其軸套內圓面開鍵槽，軸套本體上車開縫鎖緊螺孔，與主、從動軸的配合為軸套、鍵間隙配合加開縫鎖緊螺栓緊固。
3.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的軸向力抑制裝置結構形式為以下三種類型之一: 第一種為機械式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環車壓力軸承槽，內置抵消軸向力的壓力軸承(10)，其中從動盤(3)的壓力軸承槽半徑略小於主動盤(2)的壓力軸承槽半徑； 第二種為永磁式軸向力抑制裝置，主動盤(2)、從動盤(3)盤面內環或盤面外環上設置靠同極性斥力抑制軸向力的強磁體環； 第三種為徑向和軸向磁化混合式軸向力抑制裝置，主動盤(2)正反盤面外環上設置徑向磁化的兩組強磁體環，抑制軸向力的軸向磁化強磁體環從主動盤(2)外緣聯接在從動盤(3)上。
4.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的拆裝調節機構結構形式為以下二種類型之一: 第一種為在主動盤(2)盤面外環或盤面內環上設置調節螺杆(I)； 第二種為在從動盤(3)盤面外環或盤面內環上設置進退導引螺杆。
5.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的強磁體(9)形狀為扇形體或長方體，用強磁體固定螺釘或緊固槽固定在主動盤(2)、從動盤(3)盤面中環上，強磁體(9)的排列方式為以下三種類型之一: 第一種為按N、S極順序對稱交互密集排列偶數強磁體(9)； 第二種為按N、S極順序對稱交互分散排列偶數強磁體(9)； 第三種為按N、S極順序對稱交互密集或分散排列偶數強磁體(9)，盤面內環或盤面外環上設置抑制軸向力的軸向磁化同極性強磁體環。
6.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的從動盤(3)背面對稱設置的抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構，其結構形式為以下二種類型之一:第一種為從動盤(3)本體銑外鍵槽，外鍵槽與電磁剎車無繞組端組合為固定端，電磁剎車有繞組端用抑制離心力軸向竄動的預緊彈簧與負載端組合為活動端； 第二種為在從動盤(3)背面對稱設置3-6個抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動的吸合磁鐵孔⑷。
7.根據權利要求1所述的盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，其特徵在於:所述的雙極距限位孔(12)設置在從動盤(3)盤面外環上，主動盤⑵盤面外環與之對應的位置設置過載打滑超過強磁體二個極距即指令斷電停機剎車聯動保護的無線限位傳感器。
專利摘要本實用新型為一種盤式同步非接觸傳動永磁聯軸器，屬電磁應用新領域。該裝置包括軸向對稱設置的帶易拆裝軸套的主動盤、從動盤和上述二盤盤面中環上按N、S極順序對稱交互排列的環形偶數強磁體以及兩盤之間盤面內環夾持的軸向力抑制裝置，其中主動盤盤面外環上對稱設置拆裝調節機構、無線限位傳感器；從動盤盤面外環上設置進退導引螺杆及雙極距限位孔，其背面對稱設置抑制電磁剎車活動端離心力軸向竄動機構。該裝置與其它機械聯軸器比較，具有拆裝方便快捷、減震降噪、過載保護等優點，適用於頻繁換向啟停和無洩漏輸送的傳動機械，尤其適用於電機換向的立式抽油機。
文檔編號H02K51/00GK203056818SQ20132005389
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者郭玉菊 申請人:郭玉菊