CN103107675A - 可调速磁涡流联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调速磁涡流联轴器，包括与电机连接的输入轴、与负载连接的输出轴，输入轴上套装有与输入轴同步转动的左导体盘，左导体盘沿输入轴可滑动，所述联轴器还包括可转动的套装在输出轴上的右导体盘，右导体沿输出轴可滑动，所述左导体盘和右导体盘之间设置有固定套装在输出轴上的左磁盘和右磁盘，左磁盘和右磁盘之间设置有可转动的套装在输出轴上的中间盘，所述左导体盘、左磁盘、中间盘、右磁盘、右导体盘平行布置，左导体盘、中间盘、右导体盘同步转动，所述联轴器还包括气隙间距调节机构。本发明提供一种更加稳定、可靠、高效的可调速磁涡流联轴器，自带有气隙间距调节机构，可以方便实现工况过程中的增减速要求。

Description

可调速磁涡流联轴器

技术领域

本发明涉及一种磁涡流联轴器。

背景技术

在现实生活中，使用联轴器联结的传动轴传动系统应用非常广泛，几乎工业场合及生活中涉及到电机动力传动的领域，都会使用到联轴器的传动轴传动技术。目前机械领域中使用的联轴器多为机械式联轴器和液力式联轴器。机械式联轴器是刚性联结，机械力传递转矩，在安装过程中，由于存在轴向偏移误差，会增加支撑原件的载荷，而径向偏移误差将产生突变载荷而引起设备的高频振动，另外，刚性联结在启动瞬间还会产生冲击性载荷。液力耦合器调速属于低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大，最高可达额定功率的30%以上，精度低、线性度差、响应慢，启动电流大，装置大，不适合改造，而且，容易漏液、维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。

磁力耦合联轴器应用磁力耦合传动技术，也称磁涡流联轴器，相比较传动的联轴器，具有以下的优点：①节能效果：25%~66%；②维护工作量小，几乎是免维护产品，维护费用极低；③允许有较大的安装对中误差（最大可为5mm），大大简化了安装调试过程；④具有过载保护功能，从而提高了整个系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损坏；⑤提高了电机的启动能力，减少冲击和振动，协调多机驱动的负荷分配；⑥调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级；⑦使用寿命长，设计寿命为30年，并可延长系统中零部件的使用寿命；⑧易于实现遥控和自动控制，过程控制精确高；⑨结构简单，适应各种恶劣环境，对环境友好，不产生污染物，不产生谐波，体积小，安装方便。

目前市场上技术成熟的磁力耦合联轴器产品，如美国麦格纳驱动公司的相关产品，已应用于电机拖动领域，是一种有大功率型号的永磁耦合变速产品。但由于受产品本身结构和技术方案的局限，产品本身技术性能仍有很多不足需要改进，主要有：①耦合调速器本身无法自动调节气隙间距，需要配备相关的装置来实现气隙间距的调节，以完成调速功能，相应的执行装置的设计对产品的性能影响较大；②产品中调节气隙间距的机械机构有着固有的技术要求，对成对出现的磁性转盘，间隙调整机构大多有着机构多、执行可靠性不稳定等特点，这些特点影响了联轴器应用于对调速精度有较高要求的场合。

发明内容

为了解决现有的磁涡流联轴器存在的上述问题，本发明提供一种自带有气隙间距调节机构、结构简单、性能稳定可靠、可以方便实现工况过程中输出轴的增减速要求、调速精度高的可调速磁涡流联轴器，

本发明采用以下的技术方案：

可调速磁涡流联轴器，包括与电机连接的输入轴、与负载连接的输出轴，所述输入轴上套装有与输入轴同步转动的左导体盘，左导体盘沿输入轴可滑动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可转动的套装在输出轴上的右导体盘，右导体沿输出轴可滑动，所述左导体盘和右导体盘之间设置有固定套装在输出轴上的左磁盘和右磁盘，左磁盘和右磁盘之间设置有可转动的套装在输出轴上的中间盘，所述左导体盘、左磁盘、中间盘、右磁盘、右导体盘平行布置，左导体盘、中间盘、右导体盘同步转动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可调节左导体盘与左磁盘之间气隙间距、以及右导体盘与右磁盘之间气隙间距的气隙间距调节机构。

进一步，所述气隙间距调节机构包括可转动的套装在输入轴上的内套筒、与内套筒螺纹连接的外套筒，所述外套筒与左导体盘固定连接，所述左导体盘上端固定连接第一齿条，左导体盘下端固定连接第二齿条，所述右导体盘上端固定连接第三齿条，右导体盘下端固定连接第四齿条，所述中间盘的上端装有第一齿轮，中间盘的下端装有第二齿轮，第一齿条和第三齿条均与第一齿轮啮合，第一齿条和第三齿条运动方向相反，第二齿条和第四齿条均与第二齿轮啮合，第二齿条和第四齿条的运动方向相反。

进一步，所述第一齿条位于第一齿轮的下端，第三齿条位于第一齿轮的上端，第二齿条位于第二齿轮上端，第四齿条位于第二齿轮下端。

进一步，所述左磁盘与右磁盘之间设置有防止左磁盘和右磁盘的磁场相互干扰的隔磁件。

进一步，所述左导体盘远离左磁盘的一侧设置有散热器，所述右导体盘远离右磁盘的一侧设置有散热器。

优选的，所述左导体盘与输入轴之间通过滑键连接。

本发明的技术构思在于：可调速磁涡流联轴器的输入轴（高速端）连接电机输出轴，可调速磁涡流联轴器的输出轴（低速端）连接负载。在电机启动后，通过气隙间距调节机构调节左磁盘与左导体盘之间气隙间距、以及右磁盘与右导体盘之间的气隙间距，进而可以调整该联轴器的传递功率，进而调整输出轴转速。

气隙间距调节机构的传动过程为：旋转内套筒，与内套筒螺纹连接的外套筒横向移动，带动左导体盘横向移动，左导体盘上的第一齿条和右导体盘上的第三齿条与中间盘上的第一齿轮啮合，左导体盘上的第二齿条和右导体盘上的第四齿条与中间盘上的第二齿轮啮合，因此左导体盘与右导体盘产生相向运动。当左导体盘与右导体盘向外运动时，左导体盘与左磁盘之间的气隙间距增大，右导体盘与右磁盘之间的气隙间距增大，左导体盘对左磁盘的传递转矩减小，右导体盘对右磁盘的传递转矩减小，左、右磁盘转速降低，输出轴转速降低；当左导体盘与右导体盘向内运动时，左导体盘与左磁盘之间的气隙间距减小，右导体盘与右磁盘之间的气隙间距减小，左导体盘对左磁盘的传递转矩增大，右导体盘对右磁盘的传递转矩增大，左、右磁盘转速提高，输出轴转速提高。这样，由左磁盘与左导体盘之间的气隙间距、以及右磁盘与右导体盘之间的气隙间距，就可以调整输入轴与输出轴之间的转速差。

本发明的有益效果在于：自带有气隙间距调节机构，结构简单，性能稳定可靠，可以方便实现工况过程中输出轴的增减速要求，调速精度高。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

附图标号：1-输入轴；2-输出轴；31-左导体盘；32-右导体盘；33-左磁盘；34-右磁盘；35-中间盘；36-永磁体；37-散热器；41-内套筒；42-外套筒；43-第一齿条；44-第二齿条；45-第三齿条；46-第四齿条；47-第一齿轮；48-第二齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1：可调速磁涡流联轴器，包括与电机连接的输入轴1、与负载连接的输出轴2，所述输入轴1上套装有与输入轴1同步转动的左导体盘31，左导体盘31沿输入轴1可滑动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可转动的套装在输出轴2上的右导体盘32，右导体32沿输出轴2可滑动，所述左导体盘31和右导体盘32之间设置有固定套装在输出轴2上的左磁盘33和右磁盘34，左磁盘33和右磁盘34之间设置有可转动的套装在输出轴2上的中间盘35，所述左导体盘31、左磁盘33、中间盘35、右磁盘34、右导体32盘平行布置，左导体盘31、中间盘35、右导体盘32同步转动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可调节左导体盘31与左磁盘33之间气隙间距、以及右导体盘32与右磁盘34之间气隙间距的气隙间距调节机构。

所述气隙间距调节机构包括可转动的套装在输入轴1上的内套筒41、与内套筒41螺纹连接的外套筒42，所述外套筒42与左导体盘31固定连接，所述左导体盘31上端固定连接第一齿条43，左导体盘31下端固定连接第二齿条44，所述右导体盘32上端固定连接第三齿条45，右导体盘32下端固定连接第四齿条46，所述中间盘35的上端装有第一齿轮47，中间盘35的下端装有第二齿轮48，第一齿条43和第三齿条45均与第一齿轮47啮合，第一齿条43和第三齿条45运动方向相反，第二齿条44和第四齿条46均与第二齿轮48啮合，第二齿条44和第四齿条46的运动方向相反。

所述第一齿条43位于第一齿轮47的下端，第三齿条45位于第一齿轮47的上端，第二齿条44位于第二齿轮48上端，第四齿条46位于第二齿轮48下端。

本实施例中，所述左导体盘31与输入轴1之间通过滑键连接，以实现左导体盘与输入轴同步转动的同时，左导体盘沿输入轴可滑动。

本实施例中，所述左磁盘33和右磁盘34包括金属盘，金属盘的一侧环布有永磁体36。左磁盘33与右磁盘34之间设置有防止左磁盘和右磁盘的磁场相互干扰的隔磁件，本实施例中，该隔磁件为隔磁铜板。

所述左导体盘31远离左磁盘33的一侧设置有散热器37，所述右导体盘32远离右磁盘34的一侧设置有散热器37，该散热器为机械式散热器，散热器37环设在左导体盘31和右导体盘32上。由于左磁盘33在左导体盘31上产生电涡流，右磁盘34在右导体盘32上产生电涡流，通过散热器37可以降低电涡流导致的高温，降低发热量。

本实施例的工作原理为：可调速磁涡流联轴器的输入轴1（高速端）连接电机输出轴，可调速磁涡流联轴器的输出轴2（低速端）连接负载。在电机启动后，通过气隙间距调节机构调节左磁盘33与左导体盘31之间气隙间距、以及右磁盘34与右导体盘32之间的气隙间距，进而可以调整该联轴器的传递功率，进而调整输出轴2的转速。具体如下：

启动电机，磁涡流联轴器的输入轴1与电机同速转动，输入轴1带动左导体盘31和右导体盘32同步转动；左导体盘31通过电涡流带动左磁盘33转动，右导体盘32通过电涡流带动右磁盘34转动，当左磁盘33与左导体盘31距离、右磁盘34与右导体盘32距离较远时，左磁盘33发出的磁感线在左导体盘31上产生的电涡流小，右磁盘34发出的磁感线在右导体盘32上产生的电涡流小，从而左导体盘31对左磁盘33的传递转矩小，右导体盘32对右磁盘34的传递转矩小，导致左磁盘33、右磁盘34转速较低。由于左、右磁盘与输出轴2固定连接，左、右磁盘转速减小就相当于输出轴2转速减小。反之，当左磁盘33与左导体盘31之间的距离、右磁盘34与右导体盘32之间的距离减小后，左导体盘31对左磁盘33的传递转矩提高，右导体盘32对右磁盘34的传递转矩提高，左、右磁盘转速提高，输出轴2转速提高。

气隙间距调节机构的传动过程为：旋转内套筒41，与内套筒41螺纹连接的外套筒42横向移动，带动左导体盘31横向移动，左导体盘31上的第一齿条43和右导体盘32上的第三齿条45与中间盘35上的第一齿轮47啮合，左导体盘31上的第二齿条44和右导体盘32上的第四齿条46与中间盘35上的第二齿轮48啮合，因此左导体盘31与右导体盘32产生相向运动。当左导体盘31与右导体盘32向外运动时，左导体盘31与左磁盘33之间的气隙间距增大，右导体盘32与右磁盘34之间的气隙间距增大，左导体盘31对左磁盘33的传递转矩减小，右导体盘32对右磁盘34的传递转矩减小，左、右磁盘转速降低，输出轴2转速降低；当左导体盘31与右导体盘32向内运动时，左导体盘31与左磁盘33之间的气隙间距减小，右导体盘32与右磁盘34之间的气隙间距减小，左导体盘31对左磁盘33的传递转矩增大，右导体盘32对右磁盘34的传递转矩增大，左、右磁盘转速提高，输出轴2转速提高。这样，由左磁盘33与左导体盘31之间的气隙间距、以及右磁盘34与右导体盘32之间的气隙间距，就可以调整输入轴1与输出轴2之间的转速差。

上述实施例仅仅是本发明技术构思实现形式的列举，本发明的保护范围不仅限于上述实施例，本发明的保护范围可延伸至本领域技术人员根据本发明的技术构思所能想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.可调速磁涡流联轴器，其特征在于：可调速磁涡流联轴器，包括与电机连接的输入轴、与负载连接的输出轴，所述输入轴上套装有与输入轴同步转动的左导体盘，左导体盘沿输入轴可滑动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可转动的套装在输出轴上的右导体盘，右导体沿输出轴可滑动，所述左导体盘和右导体盘之间设置有固定套装在输出轴上的左磁盘和右磁盘，左磁盘和右磁盘之间设置有可转动的套装在输出轴上的中间盘，所述左导体盘、左磁盘、中间盘、右磁盘、右导体盘平行布置，左导体盘、中间盘、右导体盘同步转动，所述可调速磁涡流联轴器还包括可调节左导体盘与左磁盘之间气隙间距、以及右导体盘与右磁盘之间气隙间距的气隙间距调节机构。

2.如权利要求1所述的可调速磁涡流联轴器，其特征在于：所述气隙间距调节机构包括可转动的套装在输入轴上的内套筒、与内套筒螺纹连接的外套筒，所述外套筒与左导体盘固定连接，所述左导体盘上端固定连接第一齿条，左导体盘下端固定连接第二齿条，所述右导体盘上端固定连接第三齿条，右导体盘下端固定连接第四齿条，所述中间盘的上端装有第一齿轮，中间盘的下端装有第二齿轮，第一齿条和第三齿条均与第一齿轮啮合，第一齿条和第三齿条运动方向相反，第二齿条和第四齿条均与第二齿轮啮合，第二齿条和第四齿条的运动方向相反。

3.如权利要求2所述的可调速磁涡流联轴器，其特征在于：所述第一齿条位于第一齿轮的下端，第三齿条位于第一齿轮的上端，第二齿条位于第二齿轮上端，第四齿条位于第二齿轮下端。

4.如权利要求1-3之一所述的可调速磁涡流联轴器，其特征在于：所述左磁盘与右磁盘之间设置有防止左磁盘和右磁盘的磁场相互干扰的隔磁件。

5.如权利要求4所述的可调速磁涡流联轴器，其特征在于：所述左导体盘远离左磁盘的一侧设置有散热器，所述右导体盘远离右磁盘的一侧设置有散热器。

6.如权利要求5所述的可调速磁涡流联轴器，其特征在于：所述左导体盘与输入轴之间通过滑键连接。