變角式永磁動力機的製作方法

2023-05-24 09:08:01 1

專利名稱：變角式永磁動力機的製作方法
技術領域：
本發明屬永磁能開發機械領域，具體涉及永磁能利用的永磁動力機。
背景技術：
人類生存的地球有兩大恆久性能源，一個是太陽能，另一個就是永磁能，太陽能是 表面能源，能源密度較低，開發成本高，受地理和氣候影響較大，不具備替代化石能源的可 能性，那麼，人類未來能源的最大希望就是永磁能的開發，第一，通過稀土永磁節能電機的 研發成功，永磁能的存在已被證實，第二，全世界釹鐵硼年產量可達15萬噸，可以滿足永磁 能設備的需求，第三，永磁鐵可以反覆充磁使用，人工合成的強磁鐵表面吸力可以達到自身 重量的640倍，現已應用於諸多領域，但作為能源的實用性研究還沒有實質性突破，但它卻 是最具價值和希望的能源。風能、太陽能和海洋能都屬於不穩定能源，且開發成本高。因受資源條件限制，不 能在世界範圍內得到均衡發展和利用，因此，要解決能源問題，必須對永磁能進行深入細緻 的研究，找出最好的開發設計方案。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能有效利用永磁能，且構造簡單、實用的機械設備。本發明由星齒輪1、星齒輪軸2、主齒輪3、主軸軸承4、左端蓋5、方形磁塊6、弧形 磁塊7、左殼體8、右殼體9、剎車10、定子轉盤11、星輪軸承12、磁力轉輪13、右端蓋14和主 軸15組成，其中左殼體8與右殼體9固接，左殼體8和右殼體9外側分別與左端蓋5和右 端蓋14固接。主軸15貫穿於左殼體8和右殼體9的主軸軸孔I 19，主軸15中部固接有主 齒輪3，主軸15兩側固接有磁力轉輪13，磁力轉輪13的弧形磁槽20內固接有弧形磁塊7。 主軸15兩端經一對主軸軸承4支撐於左端蓋5和右端蓋14，主軸15右端穿過右端蓋14中 心孔；一對主軸軸承4分別鑲嵌於左端蓋5和右端蓋14的內側中心。星齒輪軸2中部固接 有星齒輪1，星齒輪軸2兩端經固接的定子轉盤11的轉盤軸套28支撐於星輪軸承12，星輪 軸承12分別鑲嵌於左殼體8和右殼體9的星輪軸承孔18，定子轉盤11的方形磁槽24內固 接有方形磁塊6。星齒輪1與主齒輪3互相嚙合。剎車10置於磁力轉輪13正上方的右殼 體9上。左殼體8和右殼體9上設有星輪軸承孔18、主軸軸孔I 19。磁力轉輪13上設有弧形磁槽20、加強板21、主軸軸孔II 22和磁塊隔板23。定子轉盤11上設有方形磁槽24、槽壁25、鍵槽26、轉盤套27和轉盤軸28。磁力轉輪13上的弧形磁塊7至少為兩個，星齒輪1和定子轉盤11也至少為兩個。磁力轉輪13上所有弧形磁塊7所對圓心角之和等於或略小於180度，弧形磁塊7 的個數為主齒輪3齒數與星齒輪1齒數的倍數。 磁力轉輪13的弧形磁槽20內固接有的弧形磁塊7，其N極面向內S極面向外，或 S極面向內N極面向外；固接於方形磁槽24的方形磁塊6，其N極和S極共有面向外。
本發明的工作原理根據實驗證明，在控制磁鐵不翻轉的條件下，方形磁塊6N極和S極的共有面在弧 形磁塊7的單極面N極或S極的表面上會產生滑動吸引力，從一端滑向另一端，因此本發明 完成結構組合後，打開剎車10，一部分弧形磁塊7在另一部分方形磁塊6的吸引力作用下， 會帶動磁力轉輪13旋轉，與磁力轉輪13同軸的主齒輪3又通過星齒輪1帶動定子轉盤11 旋轉，方形磁鐵6隨定子轉盤11以逆時針轉動，不停的變換角度吸引弧形磁鐵7按順時針 旋轉，形成一個往復循環作用系統，因定子轉盤11的轉動時產生的徑向壓力全部作用於星 輪軸承12，因此阻力較小，耗能只有產能的3%左右，因此本發明是成立的，在本發明中，一 個磁力轉輪13上所有弧形磁塊7所對圓心角之和等於或略小於180度，弧形磁塊7的個數 恰好是主齒輪3齒數與星齒輪1齒數的倍數，例如，具有4個弧形磁塊7的磁力轉輪13，每 個弧形磁塊7所對應的圓心角應該是45度，當磁力轉輪13與主齒輪3轉動45度角時，星 齒輪1與定子轉盤11旋轉的角度應該是180度，也就是說，當方形磁塊6逆時針旋轉180度時，弧形磁塊7受吸引力作用，按順時針方向轉動 了一個45度角的身位，在這個過程中吸引力大於排斥力，能量的大小表現為正弦曲線，當 方形磁鐵6繼續轉動下一個180度過程中，排斥力大於吸引力時，恰好是弧形磁塊7之間的 空白之處，也不會有阻力產生。
圖8圖12是本發明弧形磁塊7與方形磁塊6運動形態和位置關係示意圖，圖 8是方形磁鐵6的雙極面與弧形磁塊7的N極右端平行接觸時的情形，為運動的初始，這時 的作用力相互抵消，沒有運動阻力；圖9是方形磁鐵6轉動45度角、弧形磁塊7轉過1/4圓 心角時的情形，這時，排斥力減小，吸引力增強；圖10是方形磁鐵轉動90度，弧形磁鐵7轉 過1/2圓心角時的情形，這時，吸引力達到最大值；圖11和圖12與圖9和圖8情形大致相 同，在本發明中，方形磁塊6和弧形磁塊7錯位排列，在一部分磁鐵引力最小時，另一部分引 力達到最大值，因此本發明始終含有能量，只要打開剎車10，就會快速轉動起來，再由於慣 性的作用，使本發明具有穩定的能量輸出。本發明利用永磁鐵之間存在的另外一種形式的吸引力，根據磁鐵間相互位置變化 所產生的運動規律和特點，進行科學設計，通過旋轉，將永磁能轉換為機械能，由於永磁鐵 的吸力可達到自重的600倍以上，而本發明所述的磁鐵之間產生的引力是自重的100倍左 右，作用力的大小以較小的方形磁塊為基準，如兩個磁力轉輪上共有16個方形磁塊，其中 有8塊在產生作用力，如果一個方形磁塊重3公斤，那麼它產生的吸引力就有300公斤，8塊 方形磁塊共產生2400公斤的力，如果旋轉半徑是0.6米，扭矩可達到14000牛頓.米，如果 轉速達到1000轉/分，去掉耗能部分，輸出功率可達1. 2兆瓦左右。本發明能有效利用永磁能，且構造簡單、易於製造，可在電力、交通、機械動力、航 空航天等領域廣泛應用。


圖1為永磁動力機總體結構主視2為左殼體(8)的主視3為左殼體⑶的左視4為磁力轉輪(13)的主視圖
圖5為磁力轉輪(13)的左視6為定子轉盤(11)的主視7為定子轉盤(11)的左視8—圖12為弧形磁塊(7)與方形磁塊(6)運動形態和位置關係示意圖其中1.星齒輪2.星齒輪軸3.主齒輪4.主軸軸承5.左端蓋6.方形磁 塊7.弧形磁塊8.左殼體9.右殼體10.剎車11.定子轉盤12.星輪軸承13.磁 力轉輪 14.右端蓋 15.主軸 16.油封I 17.油封II 18.星輪軸承孔 19.主軸軸 孔120.弧形磁槽21.加強板22.主軸軸孔II 23.磁塊隔板24.方形磁槽25.槽 壁26.鍵槽27.轉盤套28.轉盤軸
具體實施例方式本發明大體為對稱結構，由星齒輪1、星齒輪軸2、主齒輪3、主軸軸承4、左端蓋5、 方形磁塊6、弧形磁塊7、左殼體8、右殼體9、剎車10、定子轉盤11、星輪軸承12、磁力轉輪 13、右端蓋14和主軸15組成，經如下方式裝配左殼體8和右殼體9上設有星輪軸承孔18、主軸軸孔I 19 ；磁力轉輪13上設有弧 形磁槽20、加強板21、主軸軸孔II 22和磁塊隔板23 ；定子轉盤11設有方形磁槽24、槽壁 25、鍵槽26、轉盤套27和轉盤軸28。將16個星輪軸承12和油封II 17分別裝入左殼體8和右殼體9的星輪軸承孔18 上，並用卡環限位固定，再將兩個油封I 16裝入主軸軸孔I 19;主齒輪3與主軸15定位鍵 接後，主軸15的一端裝入左殼體8。8個星齒輪1分別與8個星齒輪軸2定位鍵接後，星齒輪軸2的一端通過油封II 17和星輪軸承12也裝入左殼體8，裝入時要調整好星齒輪軸2和主軸15上鍵槽的預定角 度和標記，再將一個星齒輪1與主齒輪3嚙合，然後轉動主齒輪3，再將星齒輪1逐個與主齒 輪3嚙合性裝配，使方形磁塊6和弧形磁塊7的重心重合時，方形磁塊6的兩極中分線與弧 形磁塊7的中分線重合，並與其切線垂直參考圖10，然後將所有軸的另一端裝入右殼體9 ； 再將左殼體8與右殼體9固接。將16個方形磁塊6的雙極面分別粘固在16個定子轉盤11 的方形磁槽24內，再將定子轉盤11通過轉盤套27與星齒輪軸2緊固性鍵接的同時，轉盤 軸28的外表面與星輪軸承12和油封II 17旋轉配合。安裝剎車10後，將兩個磁力轉輪13從主軸15的兩端裝入，並定位鍵接，然後先調 緊剎車10，再將弧形磁塊7的N極面粘固在磁力轉輪13的弧形磁槽20內，最後安裝左端蓋 5和右端蓋14。本發明中所有使用的金屬部件必須是不鏽鋼、或鋁合金等與磁鐵不產生作用的材 料。本發明的具體應用範圍1.電力領域本發明單機輸出最大功率可設定在2兆瓦左右，可帶動1. 5兆瓦的 發電機，單機佔地面積30平方米左右，本發明易維修，造價低，為同功率風力發電機造價的 30%。還可為農戶設計小型發電機，每千瓦1000元以下。2.交通領域通過液壓蓄能馬達或電磁調速器的配合，可設計成各種型號的發動 機，應用於船舶、火車、汽車、農用車和軍工車輛等各種交通工具和功能設備上。
3.機械動力領域可為工程機械、泵類、壓縮機、風機等提供動力，通過液壓穩速 器的控制，可調整到需要的轉速。4.航空航天領域可替代液體燃料和太陽能為星際飛行和星球表面考察提供動力，還可為小型飛機和飛行器提供動力。5.可滿足各種機器人，尤其是海洋機器人的能源供應。
權利要求
一種變角式永磁動力機，其特徵在於由星齒輪(1)、星齒輪軸(2)、主齒輪(3)、主軸軸承(4)、左端蓋(5)、方形磁塊(6)、弧形磁塊(7)、左殼體(8)、右殼體(9)、剎車(10)、定子轉盤(11)、星輪軸承(12)、磁力轉輪(13)、右端蓋(14)和主軸(15)組成，其中左殼體(8)和右殼體(9)由螺栓(10)固接，左殼體(8)和右殼體(9)外側分別與左端蓋(5)和右端蓋(14)固接；主軸(15)貫穿於左殼體(8)和右殼體(9)的主軸軸孔I(19)，主軸(15)中部固接有主齒輪(3)，主軸(15)兩側固接有磁力轉輪(13)，磁力轉輪(13)的弧形磁槽(20)內固接有弧形磁塊(7)；主軸(15)兩端經一對主軸軸承(4)支撐於左端蓋(5)和右端蓋(14)，主軸(15)右端穿過右端蓋(14)中心孔；一對主軸軸承(4)分別鑲嵌於左端蓋(5)和右端蓋(14)的內側中心；星齒輪軸(2)中部固接有星齒輪(1)，星齒輪軸(2)兩端經固接的定子轉盤(11)的轉盤軸套(28)支撐於星輪軸承(12)，星輪軸承(12)分別鑲嵌於左殼體(8)和右殼體(9)的星輪軸承孔(18)，定子轉盤(11)的方形磁槽(24)內固接有方形磁塊(6)；星齒輪(1)與主齒輪(3)互相嚙合；剎車(10)置於磁力轉輪(13)正上方的右殼體(9)上。
2.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的左殼體(8)和右殼體 (9)上設有星輪軸承孔(18)、主軸軸孔I (19)。
3.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的磁力轉輪(13)上設有弧 形磁槽(20)、加強板(21)、主軸軸孔II (22)和磁塊隔板(23)。
4.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的定子轉盤(11)上設有方 形磁槽(24)、槽壁(25)、鍵槽(26)、轉盤套(27)和轉盤軸(28)。
5.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的磁力轉輪(13)上的弧形 磁塊(7)至少為兩個，星齒輪(1)和定子轉盤(11)也至少為兩個。
6.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的磁力轉輪(13)上所有弧 形磁塊(7)所對圓心角之和等於或略小於180度，弧形磁塊(7)的個數為主齒輪(3)齒數 與星齒輪(1)齒數的倍數。
7.按權利要求1所述的變角式永磁動力機，其特徵在於所述的磁力轉輪(13)的弧形磁 槽(20)內固接有的弧形磁塊(7)，其N極面向內S極面向外，或S極面向內N極面向外；固 接於方形磁槽(24)的方形磁塊(6)，其N極和S極共有面向外。
全文摘要
變角式永磁動力機屬永磁能開發機械領域，本發明中左右殼體固接，其外側與左右端蓋固接；主軸貫穿於左右殼體主軸軸孔，主軸中部固接有主齒輪，兩側固接有磁力轉輪，弧形磁槽內固接有弧形磁塊；主軸兩端經主軸軸承支撐於左右端蓋，主軸右端穿過右端蓋中心孔；主軸軸承鑲嵌於左右端蓋的內側中心；星齒輪軸中部固接有星齒輪，星齒輪軸兩端經固接的定子轉盤的轉盤軸套支撐於星輪軸承，星輪軸承分別鑲嵌於左右殼體的星輪軸承孔，定子轉盤的方形磁槽內固接有方形磁塊。星齒輪與主齒輪互相嚙合。剎車置於磁力轉輪正上方的右殼體上，本發明能有效利用永磁能，構造簡單、成本低、易製造，可在電力、交通、機械動力、航空航天等領域廣泛應用。
文檔編號H02N11/00GK101814869SQ20101014930
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者安明武 申請人:安明武