CN104600955B - 一种盘式限矩永磁耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式限矩永磁耦合器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，第一轴上设有第一轴套、滑动套Ⅰ和导体转盘，导体转盘由钢盘和良好导电材料制成的导体盘组成，第一轴套一部分为方轴，通过滑动套Ⅰ上设置的方孔与第一轴套配合，滑动套Ⅰ可在轴向上移动，导体转盘两端面设有限位结构；第二轴上设有第二轴套和负载连接盘，负载连接盘通过连杆与永磁转盘连接，永磁转盘上安装永磁体，永磁体与导体盘位置对应，简化了第二轴结构，只设有一个永磁转盘，极大地减轻了第二轴的重量，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，安装调试简单，气隙大小控制更精确。

Description

一种盘式限矩永磁耦合器

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，具体说涉及一种采用永磁涡流感应原理的盘式限矩永磁耦合器。

背景技术

现有的电机系统，基本上都存在大马拉小车的现象，电能浪费严重，且传统的机械联轴器不可避免的把振动通过联轴器从一端传递到另一端，显然不具备隔离振动和节能的性能，《节能减排“十二五”规划》中明确提出运用永磁涡流柔性传动等节能技术优化系统运行和控制，提高系统整体运行效率。在这种情况下，永磁耦合器在电机节能领域是一个新型的理想选择。1998年美国MagnaDrive公司提出的中国发明申请98802726.7公开了一种可调节磁耦合器，它具有：安装在第一轴的两个导体转子和安装在第二轴的两个永磁转子，结构复杂，产品重量大，制造加工、安装调试困难，磁体端只能安装在负载侧，且在立式电机环境下不能良好应用，由于重量大运转稳定性受影响，也限制了应用场合。

发明内容

本发明旨在提供一种大扭矩、可调距的盘式限矩永磁耦合器，第二轴上只有一个永磁转子，结构简单、重量轻、安装调试方便、气隙大小控制更精确且产品可实现两轴互换。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的盘式限矩永磁耦合器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，其特征在于：第一轴套接于第一轴套内，第一轴套外套接滑动套Ⅰ，第一轴套一部分为方轴，与滑动套Ⅰ上的方孔配合，滑动套Ⅰ通过螺栓连接导体转盘Ⅰ，导体转盘Ⅰ包括钢盘Ⅰ和导电的导体盘Ⅰ，滑动套Ⅰ通过螺栓连接钢盘Ⅰ，钢盘Ⅰ和导体盘Ⅰ通过螺栓连接；第一轴套上滑动套Ⅰ两端面侧均设置限位结构；

第二轴套接于第二轴套内，第二轴套通过螺栓连接负载连接盘，连接杆通过螺栓安装在负载连接盘上，连接杆另一端通过螺栓连接永磁转盘；永磁转盘上在同一圆周上与导体盘Ⅰ位置对应安装若干永磁体，永磁体磁极方向与永磁转盘轴线一致，且相邻永磁体磁极异极安装。

作为完善，还包括滑动套Ⅱ和导体转盘Ⅱ，滑动套Ⅱ套接于第一轴套外，滑动套Ⅱ上具有与第一轴套上的方轴配合的方孔，滑动套Ⅱ通过螺栓连接导体转盘Ⅱ，导体转盘Ⅱ包括钢盘Ⅱ和导电的导体盘Ⅱ，滑动套Ⅱ通过螺栓连接钢盘Ⅱ，钢盘Ⅱ和导体盘Ⅱ通过螺栓连接；第一轴套上滑动套Ⅱ两端面侧均设置限位结构；永磁转盘安装在导体转盘Ⅰ和导体转盘Ⅱ之间。

进一步地，所述的限位结构包括在第一轴套外近第一轴端设置的轴肩，在第一轴套另一端设置的套接在第一轴套外的限位盘，和安装在导体转盘Ⅰ和导体转盘Ⅱ之间的挡圈。

作为进一步完善，在轴肩和限位盘上安装弹簧拨爪机构。

进一步地，第一轴和第一轴套之间、第二轴和第二轴套之间通过胀紧套或键连接。

上述方案中所述永磁转盘上开有一圈安装孔，永磁体设在安装孔内，所述永磁体形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。

同时，在所述永磁转盘上设有导热性能良好的铝合金散热片。

作为优选，还可在所述负载连接盘上设置减重通风孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

永磁转盘上的磁体分N、S极相邻排布，磁力线穿过两导体盘，当导体转盘与永磁转盘之间相对运动时，导体转盘切割磁力线，在导体转盘中产生涡电流，涡电流进而产生反感磁场，阻止两者之间的相对运动，从而实现两者之间的扭矩传递，两者之间穿过的磁场强度越大，传递的扭矩越大；相对运动越快，传递的扭矩越大。当不调距时，导体转盘与永磁转盘之间保持设定间隙；当调距时，通过高速旋转产生的离心力将弹簧拨爪甩开，两导体转盘在斥力作用下沿轴向反向移动，当移动到设计所需距离时，轴套上的轴肩及限位盘将两导体盘限位，实现扭矩传递。

本发明实现了转矩的无接触传递，结构简单，制造加工方便，重量轻，电机侧和负载侧可互换安装，由于只设有一个永磁转盘，极大地减轻了第二轴端的重量，使第二轴的受力情况得以改善，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，同时安装调试比较简单，无需精密对中允许一定的轴向窜动，气隙大小控制更精确。

附图说明

图1是本发明盘式限矩永磁耦合器的剖视图；

图2是本发明盘式限矩永磁耦合器永磁转盘上永磁体的安装示意图；

图3是本发明盘式限矩永磁耦合器负载侧三维示意图；

图4是本发明盘式限矩永磁耦合器第一轴侧安装示意图。

图中：1.第一轴；2.胀紧套；3.第一轴套；4.弹簧拨爪机构；5.滑动套Ⅰ；6.挡圈；7.轴肩；8.方轴；9.钢盘Ⅰ；10.导体盘Ⅰ；12.永磁体；14.永磁转盘；16.导体盘Ⅱ；17.钢盘Ⅱ；18.连接杆；19.滑动套Ⅱ；22.限位盘；24.负载连接盘；28.第二轴套；30.第二轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参见图1和图2以及图4，本发明的盘式限矩永磁耦合器，包括分体且共轴的第一轴1和第二轴30，第一轴1套接于第一轴套3内，第一轴套3外套接滑动套Ⅰ5，第一轴套2一部分为方轴8，与滑动套Ⅰ5上的方孔配合，滑动套Ⅰ5通过螺栓连接导体转盘Ⅰ，导体转盘Ⅰ包括钢盘Ⅰ9和导电的导体盘Ⅰ10，滑动套Ⅰ5通过螺栓连接钢盘Ⅰ9，钢盘Ⅰ9和导体盘Ⅰ10通过螺栓连接；第一轴套3上滑动套Ⅰ5两端面侧均设置限位结构；

第二轴30套接于第二轴套28内，第二轴套28通过螺栓连接负载连接盘24，连接杆18通过螺栓安装在负载连接盘24上，连接杆18另一端通过螺栓连接永磁转盘14；永磁转盘14上在同一圆周上与导体盘Ⅰ10位置对应安装若干永磁体12，永磁体12磁极方向与永磁转盘14轴线一致，且相邻永磁体12磁极异极安装。

设置滑动套Ⅱ19和导体转盘Ⅱ，滑动套Ⅱ19套接于第一轴套3外，滑动套Ⅱ19上具有与第一轴套3上的方轴8配合的方孔，滑动套Ⅱ19通过螺栓连接导体转盘Ⅱ，导体转盘Ⅱ包括钢盘Ⅱ17和导电的导体盘Ⅱ16，滑动套Ⅱ19通过螺栓连接钢盘Ⅱ17，钢盘Ⅱ17和导体盘Ⅱ16通过螺栓连接；在第一轴套上3的滑动套Ⅱ19两端面侧均设置限位结构；永磁转盘14安装在导体转盘Ⅰ和导体转盘Ⅱ之间。

所述的限位结构包括在第一轴套3外近第一轴1端设置轴肩7，在第一轴套3另一端设置的套接在第一轴套3外的限位盘22，和安装在导体转盘Ⅰ和导体转盘Ⅱ之间的挡圈6。

在轴肩7和限位盘22上安装弹簧拨爪机构4。

第一轴1和第一轴套3之间、第二轴30和第二轴套28之间通过胀紧套2或键连接。

上述方案中所述永磁转盘14上开有一圈安装孔，永磁体12设在安装孔内，所述永磁体12形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。

在所述永磁转盘14上设有导热性能良好的铝合金散热片。

还可在所述负载连接盘24上设置减重通风孔。

虚线位置是弹簧拨爪机构4弹开的时候，弹开后两个导体盘在斥力的作用下带着两个滑动套移动。

弹簧拨爪机构4实线位置就是不调距的时候，顶住两个滑动套阻止滑动套移动。

轴套3与两个滑动套通过方轴或者花键轴连接，那么两个滑动套和中间的挡圈6相对应的就是方孔或花键形式，两滑动套和轴套3配合不固定，这样既能保证两个滑动套与第一轴1同速旋转又可以在轴向水平移动。

永磁转盘14上的磁体分N、S极相邻排布，磁力线穿过两导体盘，当导体转盘与永磁转盘14之间相对运动时，导体转盘切割磁力线，在两导体盘中产生涡电流，涡电流进而产生反感磁场，阻止两者之间的相对运动，从而实现两者之间的扭矩传递，两者之间穿过的磁场强度越大，传递的扭矩越大；相对运动越快，传递的扭矩越大。当不调距时，导体转盘与永磁转盘14之间保持设定间隙；当调距时，通过高速旋转产生的离心力将弹簧拨爪机构4甩开，两导体转盘在斥力作用下沿轴向反向移动，当移动到设计所需距离时，及到达限位结构的轴肩7和限位盘22位置时，轴套上的轴肩7及限位盘22将两导体盘限位，实现扭矩传递。

本发明实现了转矩的无接触传递，结构简单，制造加工方便，重量轻，电机侧和负载侧可互换安装，由于只设有一个永磁转盘14，极大地减轻了第二轴30端的重量，使第二轴30的受力情况得以改善，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，同时安装调试比较简单，无需精密对中允许一定的轴向窜动，气隙大小控制更精确。

Claims (6)

1.一种盘式限矩永磁耦合器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，其特征在于：第一轴套接于第一轴套内，第一轴套外套接滑动套I，第一轴套一部分为方轴，与滑动套I上的方孔配合，滑动套I通过螺栓连接导体转盘I，导体转盘I包括钢盘I和导电的导体盘I，滑动套I通过螺栓连接钢盘I，钢盘I和导体盘I通过螺栓连接，第一轴套上滑动套I两端面侧均设置限位结构；

第二轴套接于第二轴套内，第二轴套通过螺栓连接负载连接盘，连接杆通过螺栓安装在负载连接盘上，连接杆另一端通过螺栓连接永磁转盘，永磁转盘上在同一圆周上与导体盘I位置对应安装若干永磁体，永磁体磁极方向与永磁转盘轴线一致，且相邻永磁体磁极异极安装；

所述永磁转盘上设有导热性能良好的铝合金散热片；

所述负载连接盘上设置减重通风孔。

2.根据权利要求1所述的盘式限矩永磁耦合器，其特征在于：还包括滑动套II和导体转盘II，滑动套II套接于第一轴套外，滑动套II上具有与第一轴套上的方轴配合的方孔，滑动套II通过螺栓连接导体转盘II，导体转盘II包括钢盘II和导电的导体盘II，滑动套II通过螺栓连接钢盘II，钢盘II和导体盘II通过螺栓连接，第一轴套上滑动套II两端面侧均设置限位结构，永磁转盘安装在导体转盘I和导体转盘II之间。

3.根据权利要求2所述的盘式限矩永磁耦合器,其特征在于：所述的限位结构包括在第一轴套外近第一轴端设置的轴肩，在第一轴套另一端设置的套接在第一轴套外的限位盘，和安装在导体转盘I和导体转盘II之间的挡圈。

4.根据权利要求3所述的盘式限矩永磁耦合器,其特征在于：还包括安装在轴肩和限位盘上的弹簧拨爪机构。

5.根据权利要求1所述的盘式限矩永磁耦合器，其特征在于：第一轴和第一轴套之间、第二轴和第二轴套之间通过胀紧套或键连接。

6.根据权利要求1所述的盘式限矩永磁耦合器，其特征在于：所述永磁转盘上开有一圈安装孔，永磁体设在安装孔内，所述永磁体形状为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。