CN103904859A - 高效散热低噪声限矩型永磁联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，包括空心轴，所述空心轴上装有两个用于放置永磁体的内转子盘，两个内转子盘的外侧还分别装有一个外转子盘，两个外转子盘相互连接，所述外转子盘的内侧面固定有铜盘，所述外转子盘外侧固定有曲线散热翅片，所述曲线散热翅片与外转子盘呈一次成型一体或分体结构，所述曲线散热翅片为圆弧曲线形或样条曲线形。本发明可减小传动系统的振动与噪声，高效去除外转子盘上产生的热量，且运转噪声低，具备扭矩限制功能，可实时保护电机。
Description
技术领域
本发明涉及永磁传动技术领域，特别是涉及一种高效散热低噪声限矩型永磁联轴器。
背景技术
目前传动系统中大量使用机械式联轴器，部分使用液力耦合器，使用机械式联轴器，安装过程中轴系对中要求较高，且使用过程中无法减小系统振动与噪声，更无法减轻电机启动过程中的冲击，无法对电机进行保护。液力耦合器虽可实现电机的轻载启动，减小电机启动过程中的冲击，但其安装过程中对轴系对中度要求依然较高。限矩型液力耦合器虽可对电机进行过载保护，但维护繁琐，需定期换油，且轴承寿命有限，容易出现故障。
永磁联轴器的出现解决了上述传统联轴器存在的缺陷，并被大量应用于工业中，国内外知名的永磁传动生产厂商为美国麦格纳公司，其永磁传动产品基于感应涡电流原理。基于感应涡电流原理的永磁联轴器有导体盘和永磁盘，两者之间存在气隙，导体盘与永磁盘相对转动，导体盘因旋转而切割磁力线，形成涡电流，涡电流又产生反感磁场，该磁场与永磁盘产生的磁场相互作用，使得导体盘和永磁盘之间产生磁扭矩。涡电流在导体盘上产生大量的热量，若导体盘温度过高，将导致传动效率下降，过高的温度也给系统带来安全隐患，因此导体盘上必须设置相应的散热器，目前永磁传动产品向大功率发展的过程中，散热成为其发展的瓶颈。当前技术条件下，电机转速为1500r/min时，永磁联轴器采用风冷散热，最大功率可达300Kw左右，而电机转速为750r/min时，风冷散热的永磁联轴器最大功率为130Kw左右，大大限制了永磁传动产品的推广应用。
发明专利自卸式磁联轴节(公开号:CN1543700A)公开了一种闩锁臂式扭矩限制型联轴器，这种形式的联轴器未安装散热片，且闩锁臂装置暴露于壳体外，运行过程中散热和安全性较差。实用新型专利永磁涡流联轴器(公开号:CN201550013U)公开了一种永磁涡流联轴器，同样未安装散热片，其限矩器也暴露于壳体外，散热和安全性也不好。良好的散热能力是涡流式永磁联轴器的关键，而良好的安全性更是旋转设备的必备条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种能降低基于涡电流原理运行的永磁联轴器产生的热量并低噪声运行的扭矩限制型永磁联轴器。
为解决上述技术问题，本发明包括空心轴，所述空心轴上装有两个用于放置永磁体的内转子盘，两个内转子盘的外侧还分别装有一个外转子盘，两个外转子盘相互连接，所述外转子盘的内侧面固定有铜盘，所述外转子盘外侧固定有曲线散热翅片，所述曲线散热翅片与外转子盘呈一次成型一体或分体结构，所述曲线散热翅片为圆弧曲线形或样条曲线形。
作为本发明的一种优选方案，所述曲线散热翅片的高度为2-40mm。
作为本发明的一种优选方案，所述空心轴的截面为四边形、两直边两圆弧或外花键形。
作为本发明的一种优选方案，所述内转子盘的内侧面上还安装有限位盘，所述限位盘置于空心轴上；所述限位盘内开有滑槽，滑槽内设有限位销，所述限位销的顶端与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与滑槽顶部的压紧螺母相连；所述空心轴上设有限位销孔；所述高效散热低噪声限矩型永磁联轴器在静止或刚启动时，所述限位销插在所述限位销孔内。
作为本发明的一种优选方案，所述内转子盘的圆周方向放置有偶数个永磁体，所述永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。
作为本发明的一种优选方案，所述永磁体为方形永磁体。
作为本发明的一种优选方案，所述两个外转子盘通过双头螺栓和限位板相连连接。
本发明的技术效果在于可减小传动系统的振动与噪声，高效去除外转子盘上产生的热量，且运转噪声低，具备扭矩限制功能，可实时保护电机，大大提高了系统的安全性与可靠性。
附图说明
下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明侧面示意图；
图3为本发明中永磁体布置图；
图4为本发明静止及刚启动时限位机构示意图；
图5为本发明达到设定转速后限位机构示意图；
图6为本发明扭矩过载保护状态图。
具体实施方式
如图1所示，高效散热低噪声限矩型永磁联轴器包括输入端法兰1、外转子盘2、固定在外转子盘2外侧的散热片3，以及固定在外转子盘2内侧面的铜盘4，将两个外转子盘连接起来的双头螺栓5和限位板6；还包括放置永磁体8的内转子盘7和盖板9，内转子盘7上安装限位盘13，限位盘13置于空心轴15上，限位盘13内开有滑槽，滑槽中安装压紧螺母10、限位销12和弹簧11，输出端法兰14与空心轴15连接。其中，所述空心轴的截面为四边形、两直边两圆弧或外花键形，两直边两圆弧或者外花键形的对中性能优于四边形，该结构具有良好的对中性以及能够更好的进行加工。
如图2所示，本发明的散热片为曲线散热翅片，安装于外转子盘2的外侧，曲线散热翅片3与外转子盘2为一次成型一体或分体结构，高度为2～40mm，曲线散热翅片3呈圆弧曲线形或样条曲线形。此种形式散热片不仅增加了散热面积，而且边缘涡较小，流场分布更加顺畅，转动过程中加速了空气流动，提高了散热效率，也有利于降低噪声。
如图3所示，本发明的内转子盘7圆周方向开孔放置偶数个方形永磁体8，内转子盘7置于空心轴15上，方形永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。
如图1所示，本发明正常工作时，输入端法兰1与电机轴连接，外转子盘2内侧与内转子盘17间有3mm的气隙，电机启动后，带动外转子盘2转动，外转子盘2因切割永磁体8中产生的磁力线而产生涡电流，涡电流产生的磁场与永磁体8产生的磁场相互作用，从而带动空心轴15转动，继而使负载转动。
所述内转子盘17的内侧面上还安装有限位盘13，所述限位盘13置于空心轴15上；所述限位盘13内开有滑槽，滑槽内设有限位销12，所述限位销12的顶端与弹簧11的一端相连，弹簧11的另一端与滑槽顶部的压紧螺母10相连；所述空心轴15上设有限位销孔。如图4所示，本发明静止及刚启动时弹簧11压紧限位销12，限位销12插入空心轴15中的限位销孔，此时内转子盘7不可在空心轴15上左右滑动。如图5所示，本发明达到设定转速后，由于离心力的作用使得限位销12压紧弹簧11，限位销12移出空心轴15上的限位销孔，此时内转子盘7可在空心轴15上左右滑动。由此可见，该结构将运动部件安装于壳体中，更安全可靠且结构更紧凑。
如图6所示，本发明扭矩过载保护时，负载扭矩超过本发明的最大设计扭矩，如图5所示，限位销12压紧弹簧11，限位销12移出空心轴15上的限位销孔，此时内转子盘7可在空心轴15上左右滑动。内转子盘7与铜盘4之间的排斥力增大，推动内转子盘7通过空心轴15滑动到两外转子盘2的中间，外转子盘2内侧与内转子盘17之间的气隙由3mm增加到28mm，此时，内转子盘7与铜盘4之间的磁场作用力大幅减小，导致外转子盘2正常转动，而内转子盘7则不转，保护了电机。此时若电机停转，则内转子盘7与铜盘4之间的引力增大，使得内转子盘7滑向铜盘4，两者之间的气隙恢复到正常状态的3mm，限位销12回复到图4所示的初始状态，本发明恢复到图1的初始状态，为下次启动准备。
通过本发明的曲线散热翅片不仅增加了散热面积，而且边缘涡较小，流场分布更加顺畅，转动过程中加速了空气流动，提高了散热效率，也有利于降低噪声。本发明同时具备扭矩限制功能，整个结构将运动部件安装于壳体中，可实时保护电机，大大提高了系统的安全性与可靠性。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，包括空心轴，所述空心轴上装有两个用于放置永磁体的内转子盘，两个内转子盘的外侧还分别装有一个外转子盘，两个外转子盘相互连接，所述外转子盘的内侧面固定有铜盘，其特征在于，所述外转子盘外侧固定有曲线散热翅片，所述曲线散热翅片与外转子盘呈一次成型一体或分体结构，所述曲线散热翅片为圆弧曲线形或样条曲线形。
2.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述曲线散热翅片的高度为2-40mm。
3.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述空心轴的截面为四边形、两直边两圆弧或外花键形。
4.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述内转子盘的内侧面上还安装有限位盘，所述限位盘置于空心轴上；所述限位盘内开有滑槽，滑槽内设有限位销，所述限位销的顶端与弹簧的一端相连，弹簧的另一端与滑槽顶部的压紧螺母相连；所述空心轴上设有限位销孔；所述高效散热低噪声限矩型永磁联轴器在静止或刚启动时，所述限位销插在所述限位销孔内。
5.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述内转子盘的圆周方向放置有偶数个永磁体，所述永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。
6.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述永磁体为方形永磁体。
7.根据权利要求1所述的高效散热低噪声限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述两个外转子盘通过双头螺栓和限位板相连连接。
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