磁渦流聯軸器的製作方法

2023-10-31 11:55:02

專利名稱：磁渦流聯軸器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁渦流聯軸器。
背景技術：
在現實生活中，使用聯軸器聯結的傳動軸傳動系統應用非常廣泛，幾乎工業場合及生活中涉及到電機動力傳動的領域，都會使用到聯軸器的傳動軸傳動技術。目前機械領域中使用的聯軸器多為機械式聯軸器和液力式聯軸器。機械式聯軸器是剛性聯結，機械力傳遞轉矩，在安裝過程中，由於存在軸向偏移誤差，會增加支撐原件的載荷，而徑向偏移誤差將產生突變載荷而引起設備的高頻振動，另外，剛性聯結在啟動瞬間還會產生衝擊性載荷。液力耦合器調速屬於低效調速方式，調速範圍有限，高速丟轉約5%-10%，低速轉差損耗大，最高可達額定功率的30%以上，精度低、線性度差、響應慢，啟動電流大，裝置大，不適合改造，而且，容易漏液、維護複雜、費用大，不能滿足提高裝置整體自動化水平的需要。磁力耦合聯軸器應用磁力耦合傳動技術，也稱磁渦流聯軸器，相比較傳動的聯軸器，具有以下的優點:①節能效果:259Γ66%;②維護工作量小，幾乎是免維護產品，維護費用極低允許有較大的安裝對中誤差(最大可為5mm)，大大簡化了安裝調試過程；④具有過載保護功能，從而提高了整個系統的可靠性，完全消除了系統因過載而導致的損壞；⑤提高了電機的啟動能力，減少衝擊和振動，協調多機驅動的負荷分配調速型可在電機轉速基本不變的情況下實現輸出轉速的無級；⑦使用壽命長，設計壽命為30年，並可延長系統中零部件的使用壽命；⑧易於實現遙控和自動控制，過程控制精確高；⑨結構簡單，適應各種惡劣環境，對環境友好，不產生汙染物，不產生諧波，體積小，安裝方便。目前市場上技術成熟的磁力稱合聯軸器產品，如美國麥格納驅動公司的相關產品，已應用於電機拖動領域，是一種有大功率型號的永磁耦合變速產品。但由於受產品本身結構和技術方案的局限，產品本身技術性能仍有很多不足需要改進，主要有:①耦合調速器本身無法自動調節氣隙間距，需要配備相關的裝置來實現氣隙間距的調節，以完成調速功能，相應的執行裝置的設計對產品的性能影響較大；②產品中調節氣隙間距的機械機構有著固有的技術要求，對成對出現的磁性轉盤，間隙調整機構大多有著機構多、執行可靠性不穩定等特點，這些特點影響了聯軸器應用於對調速精度有較高要求的場合。

發明內容
為了解決現有的磁渦流聯軸器存在的上述問題，本發明提供一種自帶有氣隙間距調節機構、結構簡單、性能穩定可靠、可以方便實現工況過程中輸出軸的增減速要求、調速精度高的磁渦流聯軸器，本發明採用以下的技術方案:
磁渦流聯軸器，包括與電機連接的輸入軸、與負載連接的輸出軸，所述輸入軸上固定套裝有左導體盤，所述磁渦流聯軸器還包括與左導體盤平行布置的右導體盤，右導體盤通過連接件與左導體盤同步轉動，所述左導體盤和右導體盤之間設置有左磁碟和右磁碟，左磁碟和右磁碟之間布置有與輸出軸固定連接的中間盤，左磁碟、中間盤、右磁碟與左導體盤平行布置，所述左磁碟、中間盤、右磁碟同步轉動，所述磁渦流聯軸器還包括可調節左導體盤與左磁碟之間氣隙間距、以及右導體盤與右磁碟之間氣隙間距的氣隙間距調節機構。進一步，所述氣隙間距調節機構包括內套筒、外套筒，所述外套筒通過傳遞推力的第一軸承連接右磁碟，內套筒通過第二軸承可轉動的套裝在輸出軸上，內套筒上設置有斜向滑槽，外套筒上設置有與斜向滑槽配合的第一滑塊，外套筒上還設置有可使外套筒轉動前進的手柄，所述氣隙間距調節機構還包括限制內套筒移動的限位件，所述左磁碟和右磁碟之間設置有可使左磁碟和右磁碟同步開合的傳動機構。優選的，所述第一軸承為雙列圓錐滾子軸承，該雙列圓錐滾子軸承可傳遞推力、不傳遞轉動，因此，在外套筒旋轉前進時，夕卜套筒可拉動右磁碟軸向移動、不會帶動右磁碟轉動(外套筒和右磁碟之間由於雙列圓錐滾子軸承的存在，二者之間不傳遞轉矩)。所述第二軸承為圓柱滾子軸承，該圓柱滾子軸承不傳遞推力也不傳遞轉動。進一步，所述傳動機構包括垂直固定在中間盤外緣的滑杆、可滑動的套裝在滑杆上的第二滑塊，所述第二滑塊的左側鉸接左連杆，第二滑塊的右側鉸接右連杆，所述左連杆與左磁碟鉸接，右連杆與右磁碟鉸接。進一步，所述左磁碟與右磁碟之間設置有防止左磁碟和右磁碟的磁場相互幹擾的隔磁件。進一步，所述左導體盤遠離左磁碟的一側設置有散熱器，所述右導體盤遠離右磁碟的一側設置有散熱器。進一步,所述左磁碟、中間盤、右磁碟之間通過連接杆連接，連接杆帶動左磁碟、中間盤、右磁碟同步轉動。優選的，所述左磁碟與右磁碟之間設置有三組所述的傳動機構，三組傳動機構沿周向等間隔布置。優選的，所述斜向滑槽為螺旋線。本發明的技術構思在於:磁渦流聯軸器的輸入軸(高速端)連接電機輸出軸，磁渦流聯軸器的輸出軸(低速端)連接負載。在電機啟動後，通過氣隙間距調節機構調節左磁碟與左導體盤之間氣隙間距、以及右磁碟與右導體盤之間的氣隙間距，進而可以調整該聯軸器的傳遞功率，進而調整輸出軸轉速。氣隙間距調節機構的傳動過程為:旋轉外套筒上的手柄，外套筒上的第一滑塊在內套筒的斜向滑槽上滑動，由於內套筒被限位件限制無法軸向移動，因此手柄帶動外套筒做旋轉運動以及軸向移動的複合運動，外套筒與右磁碟之間通過雙列滾子軸承連接，該雙列滾子軸承只傳遞推力不傳遞轉動，因此在外套筒旋轉前進時，外套筒可拉動右磁碟軸向移動、不會帶動右磁碟轉動(外套筒和右磁碟之間由於雙列圓錐滾子軸承的存在，二者之間不傳遞轉矩)。右磁碟通過右連杆帶動第二滑塊在滑杆上移動，第二滑塊又通過左連杆帶動左磁碟朝與右磁碟相對的方向移動。當左磁碟與右磁碟向外運動時，左磁碟與左導體盤之間的氣隙間距減小，右磁碟與右導體盤之間的氣隙間距減小，左導體盤對左磁碟的傳遞轉矩增大，右導體盤對右磁碟的傳遞轉矩增大，左、右磁碟轉速提高，輸出軸轉速提高；當左磁碟與右磁碟向內運動時，左磁碟與左導體盤之間的氣隙間距增大，右磁碟與右導體盤之間的氣隙間距增大，左導體盤對左磁碟的傳遞轉矩減小，右導體盤對右磁碟的傳遞轉矩減小，左、右磁碟轉速降低，輸出軸轉速降低。這樣，由左磁碟與左導體盤之間的氣隙間距、以及右磁碟與右導體盤之間的氣隙間距，就可以調整輸入軸與輸出軸之間的轉速差。本發明的有益效果在於:自帶有氣隙間距調節機構，結構簡單，性能穩定可靠，可以方便實現工況過程中輸出軸的增減速要求，調速精度高。


圖1是本發明實施例當左磁碟和右磁碟位於最外側的結構示意圖。圖2是本發明實施例當左磁碟和右磁碟位於最內側的結構示意圖。圖3是本發明實施例通過手柄調節左磁碟和右磁碟間距的示意圖。圖4是本發明實施例所述籠式結構的示意圖。圖5是本發明實施例所述左磁碟的左視圖。附圖標號:1_輸入軸；2_輸出軸；31_左導體盤；32_右導體盤；33_連接件；34_左磁碟；35_右磁碟；36_中間盤；37_連接杆；38_永磁體；39_散熱器；41_內套筒；42_外套筒；43_斜向滑槽；44_第一滑塊；45_手柄；51_滑杆；52_第二滑塊；53_左連杆；54_右連杆。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步說明。參照圖1-5:磁渦流聯軸器，包括與電機連接的輸入軸1、與負載連接的輸出軸2，所述輸入軸I上固定套裝有左導體盤31，所述磁渦流聯軸器還包括與左導體盤31平行布置的右導體盤32，右導體盤32通過連接件33與左導體盤31同步轉動，本實施例中，該連接件
33為多根鋼板，左導體盤31、鋼板、右導體盤32之間構成籠式結構，所述左導體盤31和右導體盤32之間設置有左磁碟34和右磁碟35,左磁碟34和右磁碟35之間布置有與輸出軸2固定連接的中間盤36，左磁碟34、中間盤36、右磁碟35與左導體盤31平行布置，所述左磁碟34、中間盤36、右磁碟35同步轉動，所述磁渦流聯軸器還包括可調節左導體盤31與左磁碟34之間氣隙間距、以及右導體盤32與右磁碟35之間氣隙間距的氣隙間距調節機構。所述氣隙間距調節機構包括內套筒41、外套筒42，所述外套筒42通過傳遞推力的第一軸承連接右磁碟35，內套筒41通過第二軸承可轉動的套裝在輸出軸2上，內套筒41上設置有斜向滑槽43，該斜向滑槽43為螺旋線的一部分，外套筒42上設置有與斜向滑槽43配合的第一滑塊44，外套筒42上還設置有可使外套筒42轉動前進的手柄45，所述氣隙間距調節機構還包括限制內套筒41移動的限位件，本實施例中該限位件為卡環。所述左磁碟34和右磁碟35之間設置有可使左磁碟34和右磁碟35同步開合的傳動機構。本實施例中，所述第一軸承為雙列圓錐滾子軸承，該雙列圓錐滾子軸承可傳遞推力、不傳遞轉動，因此，在外套筒42旋轉前進(轉動和軸向移動複合的螺旋運動)時，外套筒42可拉動右磁碟35軸向移動、不會帶動右磁碟35轉動(外套筒和右磁碟之間由於雙列圓錐滾子軸承的存在，二者之間不傳遞轉矩)。所述第二軸承為圓柱滾子軸承，該圓柱滾子軸承不傳遞推力也不傳遞轉動。所述傳動機構包括垂直固定在中間盤36外緣的滑杆51、可滑動的套裝在滑杆51上的第二滑塊52，所述第二滑塊52的左側鉸接左連杆53，第二滑塊52的右側鉸接右連杆54，所述左連杆53與左磁碟34鉸接，右連杆54與右磁碟35鉸接。所述左磁碟34與右磁碟35之間設置有三組所述的傳動機構，三組傳動機構沿周向等間隔布置。所述左磁碟34、中間盤36、右磁碟35之間通過連接杆37連接，連接杆37帶動左磁碟34、中間盤36、右磁碟35同步轉動。本實施例中，所述連接杆37有三根，三根連接杆37沿周向等間隔布置，連接杆37與左磁碟34、中間盤36、右磁碟35垂直布置。本實施例中，所述左磁碟34和右磁碟35包括金屬盤,金屬盤的一側環布有永磁體38。左磁碟34與右磁碟35之間設置有防止左磁碟和右磁碟的磁場相互幹擾的隔磁件，本實施例中，該隔磁件為隔磁銅板。所述左導體盤31遠離左磁碟34的一側設置有散熱器，所述右導體盤32遠離右磁碟35的一側設置有散熱器39,該散熱器為機械式散熱器,散熱器環設在左導體盤31和右導體盤32上。由於左磁碟34在左導體盤31上產生電渦流，右磁碟35在右導體盤32上產生電渦流，通過散熱器39可以降低電渦流導致的高溫，降低發熱量。本實施例的工作原理為:磁渦流聯軸器的輸入軸I (高速端)連接電機輸出軸，磁渦流聯軸器的輸出軸2 (低速端)連接負載。在電機啟動後，通過氣隙間距調節機構調節左磁碟34與左導體盤31之間氣隙間距、以及右磁碟35與右導體盤32之間的氣隙間距，進而可以調整該聯軸器的傳遞功率，進而調整輸出軸2的轉速。具體如下:啟動電機，磁潤流聯軸器的輸入軸I與電機同速轉動，輸入軸I帶動左導體盤31和右導體盤32同步轉動；左導體盤31通過電渦流帶動左磁碟34轉動，右導體盤32通過電渦流帶動右磁碟35轉動，當左磁碟34與左導體盤31距離、右磁碟35與右導體盤32距離較遠時,左磁碟34發出的磁感線在左導體盤31上產生的電渦流小，右磁碟35發出的磁感線在右導體盤32上產生的電渦流小，從而左導體盤31對左磁碟34的傳遞轉矩小，右導體盤32對右磁碟35的傳遞轉矩小，導致左磁碟34、右磁碟35轉速較低。由於左、右磁碟與中間盤36同步轉動，中間盤36又與輸出軸2固定連接，左、右磁碟轉速減小就相當於輸出軸2轉速減小。反之，當左磁碟34與左導體盤31之間的距離、右磁碟35與右導體盤32之間的距離減小後，左導體盤31對左磁碟34的傳遞轉矩提高，右導體盤32對右磁碟35的傳遞轉矩提高，左、右磁碟轉速提高，輸出軸2轉速提高。氣隙間距調節機構的傳動過程為:旋轉外套筒42上的手柄45，外套筒42上的第一滑塊44在內套筒41的斜向滑槽43上滑動，該斜向滑槽43為螺旋線的一部分，且內套筒41被限位件限制無法軸向移動，因此手柄45帶動外套筒42做轉動以及軸向移動複合的螺旋運動，外套筒42與右磁碟35之間通過雙列滾子軸承連接，該雙列滾子軸承只傳遞推力不傳遞轉動，在外套筒42旋轉前進(轉動和軸向移動複合的螺旋運動)時，外套筒42可拉動右磁碟35軸向移動、不會帶動右磁碟35轉動(外套筒和右磁碟之間由於雙列圓錐滾子軸承的存在，二者之間不傳遞轉矩)。右磁碟35通過右連杆54帶動第二滑塊52在滑杆51上移動，第二滑塊52又通過左連杆53帶動左磁碟34朝與右磁碟35相對的方向移動。當左磁碟34與右磁碟35向外運動時，左磁碟34與左導體盤31之間的氣隙間距減小，右磁碟35與右導體盤32之間的氣隙間距減小，左導體盤31對左磁碟34的傳遞轉矩增大，右導體盤32對右磁碟35的傳遞轉矩增大，左、右磁碟轉速提高，輸出軸2轉速提高；當左磁碟34與右磁碟35向內運動時，左磁碟34與左導體盤31之間的氣隙間距增大，右磁碟35與右導體盤32之間的氣隙間距增大，左導體盤31對左磁碟34的傳遞轉矩減小，右導體盤32對右磁碟35的傳遞轉矩減小,左、右磁碟轉速降低,輸出軸2轉速降低。這樣，由左磁碟34與左導體盤31之間的氣隙間距、以及右磁碟35與右導體盤32之間的氣隙間距，就可以調整輸入軸I與輸出軸2之間的轉速差。上述實施例僅僅是本發明技術構思實現形式的列舉，本發明的保護範圍不僅限於上述實施例，本發明的保護範圍可延伸至本領域技術人員根據本發明的技術構思所能想到的等同技術手段。
權利要求
1.磁渦流聯軸器，其特徵在於:包括與電機連接的輸入軸、與負載連接的輸出軸，所述輸入軸上固定套裝有左導體盤，所述磁渦流聯軸器還包括與左導體盤平行布置的右導體盤，右導體盤通過連接件與左導體盤同步轉動，所述左導體盤和右導體盤之間設置有左磁碟和右磁碟，左磁碟和右磁碟之間布置有與輸出軸固定連接的中間盤，左磁碟、中間盤、右磁碟與左導體盤平行布置，所述左磁碟、中間盤、右磁碟同步轉動，所述磁渦流聯軸器還包括可調節左導體盤與左磁碟之間氣隙間距、以及右導體盤與右磁碟之間氣隙間距的氣隙間距調節機構。
2.如權利要求1所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述氣隙間距調節機構包括內套筒、外套筒，所述外套筒通過傳遞推力的第一軸承連接右磁碟，內套筒通過第二軸承可轉動的套裝在輸出軸上，內套筒上設置有斜向滑槽，外套筒上設置有與斜向滑槽配合的第一滑塊，外套筒上還設置有可使外套筒轉動前進的手柄，所述氣隙間距調節機構還包括限制內套筒移動的限位件，所述左磁碟和右磁碟之間設置有可使左磁碟和右磁碟同步開合的傳動機構。
3.如權利要求2所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述傳動機構包括垂直固定在中間盤外緣的滑杆、可滑動的套裝在滑杆上的第二滑塊，所述第二滑塊的左側鉸接左連杆，第二滑塊的右側鉸接右連杆，所述左連杆與左磁碟鉸接，右連杆與右磁碟鉸接。
4.如權利要求1-3之一所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述左磁碟與右磁碟之間設置有防止左磁碟和右磁碟的磁場相互幹擾的隔磁件。
5.如權利要求4所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述左導體盤遠離左磁碟的一側設置有散熱器，所述右導體盤遠離右磁碟的一側設置有散熱器。
6.如權利要求5所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述左磁碟、中間盤、右磁碟之間通過連接杆連接，連接杆帶動左磁碟、中間盤、右磁碟同步轉動。
7.如權利要求3所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述左磁碟與右磁碟之間設置有三組所述的傳動機構，三組傳動機構沿周向等間隔布置。
8.如權利要求2或3所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述第一軸承為雙列圓錐滾子軸承。
9.如權利要求8所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述第二軸承為圓柱滾子軸承。
10.如權利要求9所述的磁渦流聯軸器，其特徵在於:所述斜向滑槽為螺旋線。
全文摘要
本發明涉及一種磁渦流聯軸器，包括與電機連接的輸入軸、與負載連接的輸出軸，所述輸入軸上固定套裝有左導體盤，所述磁渦流聯軸器還包括與左導體盤平行布置的右導體盤，右導體盤通過連接件與左導體盤同步轉動，所述左導體盤和右導體盤之間設置有左磁碟和右磁碟，左磁碟和右磁碟之間布置有與輸出軸固定連接的中間盤，左磁碟、中間盤、右磁碟與左導體盤平行布置，所述左磁碟、中間盤、右磁碟同步轉動，所述磁渦流聯軸器還包括可調節左導體盤與左磁碟之間氣隙間距、以及右導體盤與右磁碟之間氣隙間距的氣隙間距調節機構。本發明提供一種更加穩定、可靠、高效的磁渦流聯軸器，自帶有氣隙間距調節機構，可以方便實現工況過程中的增減速要求。
文檔編號H02K51/00GK103107680SQ201310013040
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者甘春標, 王威, 楊世錫, 池永為, 袁海輝, 黃偉迪, 劉永強, 何俊 申請人:浙江大學