一種電控擺臂式調速型磁力耦合器的製作方法

2023-05-18 08:22:46

本發明屬於機械工程中的傳動領域,具體是一種電控擺臂式調速型磁力耦合器,它可以廣泛用於礦山採掘,建材,煤炭,港口,電力,冶金,水利,化工等行業中的電機上，或各種負載之間的用於負載設備對速度可調的場合。

背景技術：

在現有已知的磁力調速裝置中,類似於平面式的磁力調速裝置,都是兩個導體盤,兩個磁體盤,通過齒輪齒條或槓桿的轉動來調整導體盤和磁體盤的氣隙的,在惡劣的工況下,齒條和齒輪易被汙物填塞而卡住,長期運轉也因齒輪和齒條的磨損從而導致氣隙調整的精度失效。在上述的結構中磁體盤和導體盤的耦合僅用了磁體的單面,而另一面用導磁鋼板將磁力線封閉,永磁體的磁耦合性能只利用了一半,且由於採用兩個磁體盤,其裝置重量增加,懸臂較長,易引起振動,從而其整個裝置可靠性大大降低。另外，變頻器是採用igbt等開關器件將工頻轉變為特定頻率，進而調節電機轉速。在運行中會產生大量的諧波汙染和電磁輻射幹擾，影響周邊電器的正常工作，使電器元件發熱，損壞，造成設備誤動作，影響電器元件和設備的的使用壽命。

技術實現要素：

本發明提供了一種區別於其他類型的調速型磁力裝置,其採用了雙導體環,單磁體輪的磁耦合結構,氣隙恆定不變，雙導體環通過傳動盤，傳動軸和聯軸器與電機軸剛性連接在一起且沒有軸向位移,只有磁體輪在電控型伺服電機驅動條件下，在花鍵軸上做相應的軸向位移,通過角位移與直線位移變化的方式進行調節。通過調節導體環和磁體有效耦合面積，實現可調節、可控制的負載端所需的扭矩及轉速大小，從而使得負載端的工作機的速度變化,達到負載調速和節能的目的。

本發明採取的技術方案是：一種電控擺臂式調速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的輸入部分和磁力耦合器的輸出部分。所述磁力耦合器的輸入部分包括與驅動軸相連接的驅動端聯軸器1，與驅動端聯軸器1相連接的傳動軸2，所述傳動軸2上固定有左端第一軸承4、左端第二軸承6、左軸承支座5、左前端壓蓋3和左後端壓蓋7，所述左軸承支座5同時與位於箱體25左端的箱體左端蓋8連接，所述傳動軸2的右端位於箱體25內部，在其右端上連接有傳動盤36，傳動盤36的右側連接有外鋼環32和內鋼環35，外鋼環32上連接有外銅環33，內鋼環35上連接有內銅環34，所述傳動盤36外鋼環32、內鋼環35、外銅環33、內銅環34和傳動軸2剛性連接成一體，整體固定在箱體25左半部，通過驅動端聯軸器1和驅動軸相連，在和磁體輪的磁耦合過程中提供磁轉矩給設備啟動所需要的動力。所述磁力耦合器的輸出部分包括磁體輪30、均勻嵌入分布在磁體輪8槽內的一組磁體31、與磁體輪30相連接的花鍵副輪轂29、與花鍵副輪轂29相連接的軸承27、與軸承27相連接的滑動軸套26，在滑動軸套26水平方向設有一對第一滑移短軸28，第一滑移短軸28固定在滾珠花鍵軸22的花鍵副上，所述滾珠花鍵軸22的右端伸出箱體25右端部，在滾珠花鍵軸22的右端上固定有右端軸承20、右軸承支座19、右前端壓蓋21和右後端壓蓋24，所述右軸承支座19同時與位於箱體25右端的箱體右端蓋18連接，將其整體固定在箱體25的右半部；所述箱體25內部還安裝有一對軸承支座，即底部第一軸承支座38和底部第二軸承支座37，在該對軸承支座內安裝有一根轉軸36，轉軸36的兩端固定連接一對擺臂16；同時在箱體頂部也安裝一對軸承支座，即頂部第一軸承支座12和頂部第二軸承支座17，在該對軸承支座內安裝有一根滾珠絲槓13，滾珠絲槓13的絲槓母上連接有螺母套14，在螺母套14水平方向設有一對第二滑移短軸15，第一滑移端軸28和第二滑移短軸15均安裝在擺臂16的相對槽中；所述滾珠絲槓的左端通過聯軸器11連接減速機10，減速機10與電控型伺服電機9相連。

所述外鋼環32和內鋼環35構成雙導體筒結構，所述驅動端聯軸器1通過驅動端電機提供動力，帶動雙導體筒轉動，與鋼環連接的銅環在嵌入在磁體輪30槽中的磁體31的磁場下作切割磁力線運動，從而產生電渦流進而產生磁耦合現象，帶動磁體輪開始緩慢轉動，滾珠花鍵軸22隨著轉動，跟滾珠花鍵軸22連接的負載軸跟隨轉動。

所述箱體上設有液體進出口，用於對外鋼環32、內鋼環35、外銅環33、內銅環34採用管路旋轉噴射方式進行冷卻。

所述磁力耦合器採用雙導體筒單磁體輪結構,磁體31沿徑向極性異磁布局的方式均布嵌入磁體輪30。

所述電控型伺服電機9為電氣控制型電機，當伺服電機驅動時，帶動滾珠絲槓13轉動，滾珠絲槓母左/右移動，與絲槓母剛性連接的一對擺臂16以轉軸36為支點做擺動，帶動與擺臂16剛性連接的磁體輪30沿著滾珠花鍵軸22軸向移動，從而調節導體環和磁體31有效耦合面積，進而改變負載端的扭矩及轉速變化。

本發明的有益效果是：本電控擺臂式調速型磁力耦合器，通過電機提供動力，帶動雙導體環（鋼環和銅環）轉動，在磁耦合作用下帶動磁體輪一起轉動，當伺服電機驅動時，帶動滾珠絲槓轉動，滾珠絲槓母左/右移動，此時與絲槓母剛性連接的一對擺臂以轉軸為支點做擺動，帶動與擺臂剛性連接的磁體輪沿著滾珠花鍵軸軸向移動。這樣通過調節耦合面積大小，從而改變負載端的扭矩及轉速變化，實現可調節、可控制的負載端所需的扭矩及轉速大小，達到負載調速和節能的目的。調速型磁力耦合器為機械裝置，不同於變頻器調速，運行時不會產生諧波，對負載設備不會造成影響，提供了一個簡單易行的方法。

附圖說明

圖1為電控擺臂式調速型磁力耦合器全/無耦合器示意圖。

圖2為電控擺臂式調速型磁力耦合器擺臂左剖視示意圖。

圖3為磁體輪嵌入磁體的充磁方向示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

如圖1至圖3所示，一種電控擺臂式調速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的輸入部分和磁力耦合器的輸出部分。所述磁力耦合器的輸入部分包括與驅動軸相連接的驅動端聯軸器1，與驅動端聯軸器1相連接的傳動軸2，所述傳動軸2上固定有左端第一軸承4、左端第二軸承6、左軸承支座5、左前端壓蓋3和左後端壓蓋7，所述左軸承支座5同時與位於箱體25左端的箱體左端蓋8連接，所述傳動軸2的右端位於箱體25內部，在其右端上連接有傳動盤36，傳動盤36的右側連接有外鋼環32和內鋼環35，外鋼環32上連接有外銅環33，內鋼環35上連接有內銅環34，所述傳動盤36外鋼環32、內鋼環35、外銅環33、內銅環34和傳動軸2剛性連接成一體，整體固定在箱體25左半部，通過驅動端聯軸器1和驅動軸相連，在和磁體輪的磁耦合過程中提供磁轉矩給設備啟動所需要的動力。所述磁力耦合器的輸出部分包括磁體輪30、均勻嵌入分布在磁體輪8槽內的一組磁體31、與磁體輪30相連接的花鍵副輪轂29、與花鍵副輪轂29相連接的軸承27、與軸承27相連接的滑動軸套26，在滑動軸套26水平方向設有一對第一滑移短軸28，第一滑移短軸28固定在滾珠花鍵軸22的花鍵副上，所述滾珠花鍵軸22的右端伸出箱體25右端部，在滾珠花鍵軸22的右端上固定有右端軸承20、右軸承支座19、右前端壓蓋21和右後端壓蓋24，所述右軸承支座19同時與位於箱體25右端的箱體右端蓋18連接，將其整體固定在箱體25的右半部；所述箱體25內部還安裝有一對軸承支座，即底部第一軸承支座38和底部第二軸承支座37，在該對軸承支座內安裝有一根轉軸36，轉軸36的兩端固定連接一對擺臂16；同時在箱體頂部也安裝一對軸承支座，即頂部第一軸承支座12和頂部第二軸承支座17，在該對軸承支座內安裝有一根滾珠絲槓13，滾珠絲槓13的絲槓母上連接有螺母套14，在螺母套14水平方向設有一對第二滑移短軸15，第一滑移端軸28和第二滑移短軸15均安裝在擺臂16的相對槽中；所述滾珠絲槓的左端通過聯軸器11連接減速機10，減速機10與電控型伺服電機9相連。

本磁力耦合器中，外鋼環32和內鋼環35構成雙導體筒結構，所述驅動端聯軸器1通過驅動端電機提供動力，帶動雙導體筒轉動，與鋼環連接的銅環在嵌入在磁體輪30槽中的磁體31的磁場下作切割磁力線運動，從而產生電渦流進而產生磁耦合現象，帶動磁體輪開始緩慢轉動，滾珠花鍵軸22隨著轉動，跟滾珠花鍵軸22連接的負載軸跟隨轉動。另外，箱體上設有液體進出口，用於對外鋼環32、內鋼環35、外銅環33、內銅環34採用管路旋轉噴射方式進行冷卻。

本磁力耦合器採用雙導體筒單磁體輪結構,磁體31沿徑向極性異磁布局的方式均布嵌入磁體輪30。永磁體的材料以高性能的稀土合金中的銣鐵硼為主，磁體盤的材料以鋁，銅，奧氏體不鏽鋼等非磁化材料為主，銅環以非磁化材料的金屬材料，銅為主，其鋼環材料用可磁化的鋼材製造。

本磁力耦合器通過在電機提供動力，帶動雙導體環外環和內環轉動，在磁耦合作用下帶動磁體輪30一起轉動，當伺服電機驅動時，帶動滾珠絲槓13轉動，滾珠絲槓母左/右移動，與絲槓母剛性連接的一對擺臂16以轉軸36為支點做擺動，帶動與擺臂16剛性連接的磁體輪30沿著滾珠花鍵軸22軸向移動。通過調節耦合面積大小，從而改變負載端的扭矩及轉速變化。實現可調節、可控制的負載端所需的扭矩及轉速大小，達到負載調速和節能的目的。

基於上述結構的磁力耦合器，它通過調節耦合面積大小，從而改變負載端的扭矩及轉速變化，實現可調節、可控制的負載端所需的扭矩及轉速大小，達到負載調速和節能的目的。雙導體環單磁體輪結構和執行器整體式安裝，屬於機械裝置，不同於變頻器調速，運行時不會產生諧波，對負載設備不會造成影響，穩定可靠性比較好。當調速的過程中，負載所需的動力大小是自動化可控的。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本領域的普通技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明的保護範圍，凡採用等同替換等方式所獲得的技術方案，均落於本發明的保護範圍內。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。