CN101315109A - 离心式磁力离合器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种属于离合器领域的离心式磁力离合器，机构中具有输入轴和离心式轴向推进机构，其特征在于：在输入轴上同轴装有对称分布的可通过滑键沿输入轴轴向滑动的阶梯圆盘形的左推盘和右推盘，在左推盘和右推盘的相对面之间，复合装有一个可使二者沿输入轴分别做左右运动的离心式轴向推进机构，在左推盘和右推盘外侧靠近外端的平面上，沿圆周分别固定装有多个磁场方向与输入轴轴线平行的磁铁组，在输入轴的左外侧，通过轴承同轴装有阶梯圆盘形联接盘，在输入轴的右外侧，通过轴承同轴装有其外侧同轴制有输出端接口的阶梯圆盘形输出盘，在联接盘与输出盘上的内侧分别与装在左推盘和右推盘上的磁铁组对应的位置处的平面上，沿圆周分别对应固定装有多个磁场方向与输入轴轴线平行的磁铁外平面与对应的磁铁组中的磁铁外平面保持一定轴向距离的且两对应磁铁的对应面处的磁场极性相同的磁铁组，在接盘和输出盘内侧的外端套装有一个两个端面分别与接盘和输出盘内侧的外端固定联接在一起的圆环形联接套。

Description

离心式磁力离合器

一、技术领域

本发明是一种属于离合器领域的离心式磁力离合器。

二、背景技术

在机械领域中，离合器是一个重要的机械部件，它主要是起到使机械系统与动力系统按要求及时的结合与分离的作用。

传统结构的离合器的种类很多，但主要有牙嵌离合器、摩擦离合器、离心式离合器、超越离合器、电磁离合器、安全离合器等几类(参见一般机械设计手册)，这些离合器的一个共同特点就是动力传递的元件间均是采用接触形式的，除牙嵌式离合器以外，其它离合器一般最后都是通过摩擦元件来完成动力的传递工作的，所以这些离合器所存在的一个共同问题就是摩擦元件的机械磨损问题。正是由于这些原因的存在，使得这些离合器在应用范围上受到了一定的限制。所以，设计一种非接触型的离合器从效果上说，应当是比较积极的。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种非接触型的采用永久磁铁作为传递动力的基本元件的适用范围相对较广、结构比较简单、对大型动力机械也较适用的离心式磁力离合器的原理性技术方案。

本发明是这样实现的：机构中具有输入轴1和离心式轴向推进机构，其特征在于：在输入轴1上同轴装有对称分布的可通过滑键4沿输入轴1轴向滑动的阶梯圆盘形的左推盘10和右推盘12，在左推盘10和右推盘12的相对面之间，复合装有一个可使二者沿输入轴1分别做左右运动的离心式轴向推进机构，在左推盘10和右推盘12外侧靠近外端的平面上，沿圆周分别固定装有多个磁场方向与输入轴1轴线平行的磁铁组，在输入轴1的左外侧，通过轴承2同轴装有阶梯圆盘形联接盘5，在输入轴1的右外侧，通过轴承2同轴装有其外侧同轴制有输出端接口的阶梯圆盘形输出盘13，在联接盘5与输出盘13上的内侧分别与装在左推盘10和右推盘12上的磁铁组对应的位置处的平面上，沿圆周分别对应固定装有多个磁场方向与输入轴1轴线平行的磁铁外平面与对应的磁铁组中的磁铁外平面保持一定轴向距离的且两对应磁铁的对应面处的磁场极性相同的磁铁组，在接盘5和输出盘13内侧的外端套装有一个两个端面分别与接盘5和输出盘13内侧的外端固定联接在一起的圆环形联接套9。

可在装有左推盘10和右推盘12的两外侧的输入轴1的轴段上分别套装一个具有给定宽度的圆环形限位套3。

离心式轴向推进机构中的被约束为只能做径向运动的离心块11在转动方向上的截面形状可以制成梯形或球形，并将离心块11两侧推进面直接制造在左推盘10和右推盘12的对应面上，这时，两推进面应制成由外端向中心部位逐步分别向左推盘10和右推盘12的平面内凹进的平面或圆弧面，而且，凹进面的两侧，应留有限制离心块11沿圆周方向运动的突起部位。

磁铁组中的磁铁7为永久磁铁，其形状可制成阶梯圆柱形或截锥形或阶梯矩形或梯形，可将磁铁7装在一个内腔形状与磁铁7的外形对应的并通过螺钉或铆钉固定在工作位置上的磁铁外套8中，也可在磁铁外套8内腔中磁铁7的内端处装入一个圆柱形或圆环形的磁铁垫块6。

具体工作时，例如当将离心式磁力离合器用于大型机械设备时，可将离心式磁力离合器的输入端与电动机联接，将其输出端与机械设备联接，这样一来，当电动机刚启动时，由于在一定的时间内转速是比较低的，所以这时机构中的动离心块11在机构转动的作用下产生的离心力是相对较小的，因此不足以起到带动左推盘10和右推盘12一起运动到工作位置的目的，这时，由于左推盘10和右推盘12上的磁铁组中的磁铁7分别与联接盘5和输出盘13上的磁铁组中的磁铁7对应端面间的距离相对较远，所以这时机械设备是处于一个相对静止的状态，而电动机确可以在接近零负载的状态下逐步起动，当电动机的转速达到一定程度时，左推盘10和右推盘12开始沿轴向向两侧运动，由于对应的磁铁7之间是同极相对的，所以在离心力的作用下，当对应的磁铁组相互接近时时，二者间必然要产生一个相互排斥的作用，由于这时处于左推盘10和右推盘12上的磁铁组是绕轴线转动的，所以，在相互位置的约束条件下，处于联接盘5和输出盘13上的磁铁组这时也会开始随之产生转动趋势，并开始对机械设备产生一个逐步加大的工作扭矩，因此，这个逐步加强的工作扭矩开始克服机械设备本身相关部件的惯性质量使设备平稳的完成起步的工作，当电动机达到额定工作转速时，左推盘10和右推盘12在离心力的作用下到达了通过限位套3限制的正常工作位置，机械设备也就进入了正常的工作状态了。当机械设备在工作过程中遇到负载的突然增大或卡滞现象时，由于机构能够传递的最大扭矩是根据设计要求决定的，所以在超载情况下，离心式磁力离合器就会产生打滑现象，所以就有效的保护了电动机及设备的安全。实践证明，由于机构中对应的磁铁组中的磁铁7是同极相对的，所以即使是长时间的发生过载现象，机构也不会产生过热现象，因此，离心式磁力离合器是可以很好的完成通常所说的大型机械设备的软启动工作的。

由于发明适用范围相对较广，且结构比较简单，制造成本相对较低，而且设计的灵活性比较强，例如：将本实用新型用于大型机械设备的软启动工作及汽车离合器时均可以有效的起到节能的效果，所以，预计实施后可以产生积极的效果。

四、附图说明

本发明有3个附图，图1是离心式磁力离合器的基本原理示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图。各图中：1、输入轴，2、轴承，3、限位套，4、滑键，5、联接盘，6、磁铁垫块，7、磁铁，8、磁铁外套，9、联接套，10、左推盘，11、离心块，12、右推盘，13、输出盘。

五、具体实施方式

下面，结合说明书附图对本发明提出的技术方案作进一步的说明：

在附图中可以看到，机构中具有输入轴1和离心离心式轴向推进机构，其特征在于：在输入轴1上同轴装有对称分布的可通过滑键4沿输入轴1轴向滑动的阶梯圆盘形的左推盘10和右推盘12，在左推盘10和右推盘12的相对面之间，复合装有一个可使二者沿输入轴1分别做左右运动的离心式轴向推进机构，在左推盘10和右推盘12外侧靠近外端的平面上，沿圆周分别固定装有多个磁场方向与输入轴1轴线平行的磁铁组，在输入轴1的左外侧，通过轴承2同轴装有阶梯圆盘形联接盘5，在输入轴1的右外侧，通过轴承2同轴装有其外侧同轴制有输出端接口的阶梯圆盘形输出盘13，在联接盘5与输出盘13上的内侧分别与装在左推盘10和右推盘12上的磁铁组对应的位置处的平面上，沿圆周分别对应固定装有多个磁场方向与输入轴1轴线平行的磁铁外平面与对应的磁铁组中的磁铁外平面保持一定轴向距离的且两对应磁铁的对应面处的磁场极性相同的磁铁组，在联接盘5和输出盘13内侧的外端套装有一个两个端面分别与接盘5和输出盘13内侧的外端固定联接在一起的圆环形联接套9。可以看出，本机构就是在可以在离心离心式轴向推进机构的作用下沿输入轴1轴向左右运动的两个圆盘上沿外端圆周固定安装了多个磁铁组，又在通过轴承同轴联接在输入轴1两外侧轴段上的联接盘5和输出盘13上的对应位置上对应也安装了多个磁铁组，使机构联接的作用力是依靠离心力来提供的，实际上，由于离心离心式轴向推进机构是一个传统的机械机构，已在机械领域中得到了广泛的应用，所以具体设计时可以采用很多种的结构形式，其最终目的只要是可以达到使左推盘10和右推盘12具有足够的推力并到达正常的工作位置就可以了，所以具体设计时可以灵活的选用。

可在装有左推盘10和右推盘12的两外侧的输入轴1的轴段上分别套装一个具有给定宽度的圆环形限位套3。采用这种结构的主要目的是限制左推盘10和右推盘12的轴向最大工作位置，否则的话，一旦机械设备的负载情况发生变化，安装在左推盘10和右推盘12磁铁组就可能会与安装在联接盘5和输出盘13上的磁铁组产生碰撞，或是造成离心块的脱出，这显然是不允许的。

离心式轴向推进机构中的被约束为只能做径向运动的离心块11在转动方向上的截面形状可以制成梯形或球形，并将离心块11两侧推进面直接制造在左推盘10和右推盘12的对应面上，这时，两推进面应制成由外端向中心部位逐步分别向左推盘10和右推盘12的平面内凹进的平面或圆弧面，而且，凹进面的两侧，应留有限制离心块11沿圆周方向运动的突起部位。实际上，两中结构互有利弊，前者由于摩擦面积相对较大，所以在频繁启动的条件下可能会产生相对较多的摩擦热，后者可以较好的克服这一问题，但在大功率的条件下其磨损的速度相对要快一些。总之，不一定就要完全采用这两中结构，具体设计时，可以参照传统的结构灵活的选用。

磁铁组中的磁铁7为永久磁铁，其形状可制成阶梯圆柱形或截锥形或阶梯矩形或梯形，可将磁铁7装在一个内腔形状与磁铁7的外形对应的并通过螺钉或铆钉固定在工作位置上的磁铁外套8中，也可在磁铁外套8内腔中磁铁7的内端处装入一个圆柱形或圆环形的磁铁垫块6。一般情况下，磁铁采用工作温度在摄氏180度左右的钕铁硼磁铁就可以了，必要时可采用钐钴类磁铁，但其造价相对较高。可能的条件下，磁铁外套8和左推盘10和右推盘12及联接盘5和输出盘13的材料可选用奥氏体不锈钢。

Claims (4)

1、一种离心式磁力离合器，具有输入轴(1)和离心式轴向推进机构，其特征在于：在输入轴(1)上同轴装有对称分布的可通过滑键(4)沿输入轴(1)轴向滑动的阶梯圆盘形的左推盘(10)和右推盘(12)，在左推盘(10)和右推盘(12)的相对面之间，复合装有一个可使二者沿输入轴(1)分别做左右运动的离心式轴向推进机构，在左推盘(10)和右推盘(12)外侧靠近外端的平面上，沿圆周分别固定装有多个磁场方向与输入轴(1)轴线平行的磁铁组，在输入轴(1)的左外侧，通过轴承(2)同轴装有阶梯圆盘形联接盘(5)，在输入轴(1)的右外侧，通过轴承(2)同轴装有其外侧同轴制有输出端接口的阶梯圆盘形输出盘(13)，在联接盘(5)与输出盘(13)上的内侧分别与装在左推盘(10)和右推盘(12)上的磁铁组对应的位置处的平面上，沿圆周分别对应固定装有多个磁场方向与输入轴(1)轴线平行的磁铁外平面与对应的磁铁组中的磁铁外平面保持一定轴向距离的且两对应磁铁的对应面处的磁场极性相同的磁铁组，在接盘(5)和输出盘(13)内侧的外端套装有一个两个端面分别与接盘(5)和输出盘(13)内侧的外端固定联接在一起的圆环形联接套(9)。

2、根据权利要求1所述的离心式磁力离合器，其特征在于：可在装有左推盘(10)和右推盘(12)的两外侧的输入轴(1)的轴段上分别套装一个具有给定宽度的圆环形限位套(3)。

3、根据权利要求1所述的离心式磁力离合器，其特征在于：离心式轴向推进机构中的被约束为只能做径向运动的离心块(11)在转动方向上的截面形状可以制成梯形或球形，并将离心块(11)两侧推进面直接制造在左推盘(10)和右推盘(12)的对应面上，这时，两推进面应制成由外端向中心部位逐步分别向左推盘(10)和右推盘(12)的平面内凹进的平面或圆弧面，而且，凹进面的两侧，应留有限制离心块(11)沿圆周方向运动的突起部位。

4、根据权利要求1所述的离心式磁力离合器，其特征在于：磁铁组中的磁铁(7)为永久磁铁，其形状可制成阶梯圆柱形或截锥形或阶梯矩形或梯形，可将磁铁(7)装在一个内腔形状与磁铁(7)的外形对应的并通过螺钉或铆钉固定在工作位置上的磁铁外套(8)中，也可在磁铁外套(8)内腔中磁铁(7)的内端处装入一个圆柱形或圆环形的磁铁垫块(6)。

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