CN104953789B - 一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，其特征是包括磁力耦合器的输入部分、磁力耦合器的输出部分和调节机构；磁力耦合器的输入部分包括与驱动电机相连接的输入侧接手(1)，与接手相连接的输入侧钢盘(2)，固定在输入侧钢盘(2)上的铜盘(3)，与输入侧钢盘(2)相连接的辅助钢盘(4)。本磁力耦合器采用的双磁体盘,一个为磁体固定的磁体盘(输入侧)，另一个为磁体可在辅助磁体盘内的滑槽中可以径向运动的(输出侧)。双磁体盘均和负载端设备相连。

Description

一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器

技术领域

本发明涉及一种磁力耦合器，特别是一种带执行器径向锥度盘式延迟型磁力耦合器。

背景技术

近年来，利用磁力耦合器传递扭矩是现代重工业中最重要的一项应用技术，它具有体积小、结构简单、安装简便、适应各种恶劣环境以及具有消除因安装对中误差而引起的机械振动,避免轴承过早磨损和密封件提前损坏等优点。因此，磁力耦合器广泛应用于石油和天然气开采、矿山开采，钢铁冶金，发电，化工行业，以及皮带传输等领域。

在负载设备启动瞬间，所需的启动转矩大于运行时正常额定转矩，由于重载设备在启动阶段需要克服静摩擦阻力矩,而正常运行时只需要提供额定运行转矩即可,而普通磁力耦合器无法提供瞬间启动和正常运行时的可转换转矩。选择功率大的磁力耦合器在启动瞬间会产生较大的冲击力,对重型设备需要柔性启动特性的显然不符合要求。对设备软启动特性会有很大的影响，从而会在经济上造成很大的损失。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种带执行器径向锥度盘式延迟型磁力耦合器。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种带执行器径向锥度盘式延迟型磁力耦合器，包括由安装有铜盘的输入侧钢盘、辅助钢盘、输出侧钢盘组成的输入部分，由安装有磁体的磁体盘和辅助磁体盘组成输出部分，以及由执行机构、内导向套、外导向套和锥形套组成的用于实现延迟功能的调整机构。

一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，包括磁力耦合器的输入部分、磁力耦合器的输出部分和调节机构；磁力耦合器的输入部分包括与驱动电机相连接的输入侧接手1，与接手相连接的输入侧钢盘2，固定在输入侧钢盘2上的铜盘3，与输入侧钢盘2相连接的辅助钢盘4，在辅助钢盘4两侧均安装有铜盘，在辅助钢盘4右侧安装有与之连接的输出侧钢盘5，在输出侧钢盘5上安装有铜盘，输入侧钢盘2、辅助钢盘4与输出侧钢盘5为刚性连接，三者构成了磁力耦合器的输入部分，它们均通过输入侧接手1和电机主轴相连，在和磁体盘的磁体耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力；磁力耦合器的输出部分包括磁体6、磁体盘7、芯轴8、滑块9和辅助磁体盘10，安装有磁体6的磁体盘7安装在芯轴8上，安装有滑块9的辅助磁体盘10，芯轴8的一端安装输出侧接手22，和负载端的设备相连，以上构成了磁力耦合器的输出部分；调节机构由顶杆11、执行器14、连杆15、外导向套16、内导向滑套17、固定套18、输出侧接手19、锥盘套21、自润滑铜套23和固定连杆支撑24组成，中间采用轴承25与芯轴连接，使得锥形套21能够自由的轴向移动；外导向套16与锥形套21之间安装有轴承26，使得锥形套21能够自由旋转。

所述磁力耦合器的输入部分中的输入侧钢盘2的数量是1块，辅助钢盘4的数量是1块，磁力耦合器的输出部分的磁体盘7的数量是1块，辅助磁体盘10的数量是1块，其中辅助磁体盘通过调节可以具有扭矩增强补偿作用，简述为四导体盘，双磁体盘结构。

所述磁体6在辅助磁体盘10的中径向滑槽中可以在执行器的帮助下可以作径向运动，改变磁耦合强度。

所述执行器14回转运动时通过连杆15实现导向滑套17内的作轴向运动，从而带动滑块9作径向运动。

本发明中，所述的采用双磁体盘，四导体盘(每磁体盘两侧均有一个铜导体盘)的磁耦合机构，其中输入侧一磁体盘内的磁体数量和旋转的铜导体盘磁耦合时,其所产生的磁场强度所转化的磁转矩为设备正常运行时的额定转矩，另一辅助磁体盘内的磁体数量和旋转的铜导体盘磁耦合时所产生的磁场强度是可以调节的，在最大磁耦合情况下所转化的磁转矩，大于设备启动阶段时所需的克服摩擦阻力之转矩，两者结合所产生的转矩正好提供设备在启动阶段所需的较大转矩。

本发明中，所述采用的双磁体盘,一个为磁体固定的磁体盘(输入侧)，另一个为磁体可在辅助磁体盘内的滑槽中可以径向运动的(输出侧)。双磁体盘均和负载端设备相连。

本发明中，所述执行器回转运动时通过连杆实现锥套轴向运动，实现楔形块径向运动，靠滑套凸轮和内套的凸轮槽的啮合作用。

有益效果：本发明中执行机构工作时，经过内导向套、外导向套、滑套和顶杆共同作用，在辅助磁体盘的滑槽内磁体可同时向外圆周方向作径向运动，逐步增大和旋转的铜导体盘的磁耦合面,使启动阶段所需要的克服静摩擦阻力矩的转矩逐步加大,从而改变了启动时扭矩不足的现象,在双磁体盘的共同作用下设备慢慢地加速到正常的额定运转速度。正好起到一个柔性启动的特点,满足重负荷设备需要软启动的特性。

本发明中执行机构工作时，通过内外导向套的凸轮作用，使锥形套实现轴向运动，通过楔形块的作用，使得磁体可以实现径向运动，从而使磁体逐渐向外圆周处移动，随着电机上的旋转的导体盘和磁体盘的磁耦合作用使磁转矩逐渐增大，从而使设备慢慢运转起来，保证了设备在启动阶段需要柔性启动的特征。通过调节执行器的运行速度，将辅助磁体盘内的磁体和导体盘的耦合强度慢慢增加，从而可以调节整个设备的启动时间。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的磁体运动至中间位置示意图。

图3为本发明的磁体运动至正常运转状态示意图。

图4为本发明的磁力耦合器的输入端剖视结构示意图。

图5是本发明的磁力耦合器的输入端平面结构示意图。

图6为本发明的磁力耦合器的输出端剖视结构示意图。

图7为本发明的磁力耦合器的输出端平面结构示意图。

图8为本发明磁体、滑块安装在辅助磁体盘示意图。

图9为图8中沿A—A方向局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，包括磁力耦合器的输入部分、磁力耦合器的输出部分和调节机构；磁力耦合器的输入部分包括与驱动电机相连接的输入侧接手1，与接手相连接的输入侧钢盘2，固定在输入侧钢盘2上的铜盘3，与输入侧钢盘2相连接的辅助钢盘4，在辅助钢盘4两侧均安装有铜盘，在辅助钢盘4右侧安装有与之连接的输出侧钢盘5，在输出侧钢盘5上安装有铜盘，输入侧钢盘2、辅助钢盘4与输出侧钢盘5为刚性连接，三者构成了磁力耦合器的输入部分，它们均通过输入侧接手1和电机主轴相连，在和磁体盘的磁体耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力；磁力耦合器的输出部分包括磁体6、磁体盘7、芯轴8、滑块9和辅助磁体盘10，安装有磁体6的磁体盘7安装在芯轴8上，安装有滑块9的辅助磁体盘10，芯轴8的一端安装输出侧接手22，和负载端的设备相连，以上构成了磁力耦合器的输出部分；调节机构由顶杆11、执行器14、连杆15、外导向套16、内导向滑套17、固定套18、输出侧接手19、锥盘套21、自润滑铜套23和固定连杆支撑24组成，中间采用轴承25与芯轴连接，使得锥形套21能够自由的轴向移动；外导向套16与锥形套21之间安装有轴承26，使得锥形套21能够自由旋转。

如图1所示，当输入侧输入电机旋转时，输入侧钢盘2、辅助钢盘4、输出侧钢盘5同时旋转，固定在钢盘上的铜盘3作相应的旋转运动。固定在输入侧钢盘2和辅助钢盘4的铜盘3便会做切割磁力线运动，磁耦合所产生的磁矩使磁体盘7旋转运动，与磁体盘7相连接的芯轴8将扭矩传递到负载侧。由磁体盘7上产生的扭矩不足以让负载端设备启动运行，因此本发明中增加辅助磁体盘10来增加扭矩达到负载端设备的正常启动。当锥形套21延轴向相输入侧运动时，通过顶杆11的作用，安装在滑块9上的磁体作径向运动，安装在辅助钢盘4和输入侧钢盘5上的铜盘便会产生切割磁力线作用，产生的磁耦合转矩传递到芯轴8上，并传递到负载侧的设备输入轴上。为保证设备缓慢启动的特性，在辅助磁体盘10上的磁体数量仅为磁体盘7上的一半，当设备需要停止时，执行器14便会反向运动，使得锥盘套21向负载侧运动。弹簧12的作用，使磁体向廻转中心线运动，使磁体脱离磁场耦合区域，在弹簧12中间安装有导向轴13，保证弹簧12能自由伸缩。

所述磁力耦合器的输入部分中的输入侧钢盘2的数量是1块，辅助钢盘4的数量是1块，磁力耦合器的输出部分的磁体盘7的数量是1块，辅助磁体盘10的数量是1块，其中辅助磁体盘通过调节可以具有扭矩增强补偿作用，简述为四导体盘，双磁体盘结构。

所述磁体6在辅助磁体盘10的中径向滑槽中可以在执行器的帮助下可以作径向运动，改变磁耦合强度。

所述执行器14回转运动时通过连杆15实现导向滑套17内的作轴向运动，从而带动滑块9作径向运动。

如图1所示，本发明公开了一种带执行器径向锥度楔形式延迟型磁力耦合器，它包括与驱动电机相连接的输入侧接手1，与接手相连接的输入侧钢盘2，固定在钢盘上的铜盘3，与输入侧钢盘相连接的辅助钢盘4，在辅助钢盘两侧均安装有铜盘，在辅助钢盘又侧安装有与之连接的输出侧钢盘5，在输出侧钢盘上安装有铜盘，输入侧钢盘、辅助钢盘与输出侧钢盘为刚性连接，三者构成了磁力耦合器的输入部分，它们均通过接手和电机主轴相连，在和磁体盘的磁体耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力。

安装有磁体6的磁体盘7安装在芯轴8上，安装有滑块9的辅助磁体盘10内，芯轴8的一端安装输出侧接手22，和负载端的设备相连，以上构成了磁力耦合器的输出部分。

由顶杆11、执行器14、连杆15、外导向套16、内导向滑套17、固定套18、输出侧接手19、锥盘套21、自润滑铜套23、固定连杆支撑24组成的调节机构，中间采用轴承25与芯轴连接，保证锥形套21能够自由的轴向移动。外导向套16与锥形套21之间安装有轴承26，保证锥形套21能够自由旋转。

如图1所示，当输入侧输入电机旋转时，输入侧钢盘2、辅助钢盘4、输出侧钢盘5同时旋转，固定在钢盘上的铜盘3作相应的旋转运动。固定在输入侧钢盘2和辅助钢盘4的铜盘3便会做切割磁力线运动，磁耦合所产生的磁矩使磁体盘7旋转运动，与磁体盘7相连接的芯轴8将扭矩传递到负载侧。由磁体盘7上产生的扭矩不足以让负载端设备启动运行，因此本发明中增加辅助磁体盘10来增加扭矩达到负载端设备的正常启动。当锥形套21延轴向相输入侧运动时，通过顶杆11的作用，安装在滑块9上的磁体作径向运动，安装在辅助钢盘4和输入侧钢盘5上的铜盘便会产生切割磁力线作用，产生的磁耦合转矩传递到芯轴8上，并传递到负载侧的设备输入轴上。为保证设备缓慢启动的特性，在辅助磁体盘10上的磁体数量仅为磁体盘7上的一半。当设备需要停止时，执行器14便会反向运动，使得锥盘套21向负载侧运动。弹簧12的作用，使磁体向廻转中心线运动，使磁体脱离磁场耦合区域。在弹簧12中间安装有导向轴13，保证弹簧12能自由伸缩。

如图1、图2、图3所示，在锥形套21执行向左侧运动时，安装有磁体6的滑块9实现径向运动。从而逐渐增加启动扭矩。

如图4—5所示，说明了本发明的输入端。

如图6—7所示，说明了本发明的输出端。

如图1、图8、图9所示，当执行器14旋转时，通过连杆15作用，使外导向套16旋转，在外导向套外圈上安装有凸轮轴。在内导向套17上加工有凸轮螺旋槽，当外导向套16旋转时，凸轮轴在内导向套17螺旋槽内运动，使得内导向套17作轴向运动，锥盘套21相应作轴向运动。为防止外导向套16旋转时，会带动内导向套17旋转，在本机构中安装有固定套18，在固定套18内圈上同时安装有凸轮轴，固定在螺旋槽内，固定套18与固定连杆支撑16相连接，固定在执行器14机座上。

如图9所示，为保证磁体在辅助磁体盘10中准确运动，在辅助磁体盘10上加工有导向槽，保证了磁体运动。

本发明提供了一种带执行器径向锥度楔形式延迟型磁力耦合器，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，其特征是包括磁力耦合器的输入部分、磁力耦合器的输出部分和调节机构；磁力耦合器的输入部分包括与驱动电机相连接的输入侧接手(1)，与输入侧接手相连接的输入侧钢盘(2)，固定在输入侧钢盘(2)上的铜盘(3)，与输入侧钢盘(2)相连接的辅助钢盘(4)，在辅助钢盘(4)两侧均安装有铜盘，在辅助钢盘(4)右侧安装有与之连接的输出侧钢盘(5)，在输出侧钢盘(5)上安装有铜盘，输入侧钢盘(2)、辅助钢盘(4)与输出侧钢盘(5)为刚性连接，三者构成了磁力耦合器的输入部分，它们均通过输入侧接手(1)和电机主轴相连，在和磁体盘的磁体耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力；磁力耦合器的输出部分包括磁体(6)、磁体盘(7)、芯轴(8)、滑块(9)和辅助磁体盘(10)，安装有磁体(6)的磁体盘(7)安装在芯轴(8)上，安装有滑块(9)的辅助磁体盘(10)，芯轴(8)的一端安装输出侧接手(22)，和负载端的设备相连，以上构成了磁力耦合器的输出部分；调节机构由顶杆(11)、执行器(14)、连杆(15)、外导向套(16)、内导向滑套(17)、固定套(18)、输出侧接手(19)、锥形套(21)、自润滑铜套(23)和固定连杆支撑(24)组成，中间采用轴承(25)与芯轴连接，使得锥形套(21)能够自由的轴向移动；外导向套(16)与锥形套(21)之间安装有轴承(26)，使得锥形套(21)能够自由旋转；所述磁力耦合器的输入部分中的输入侧钢盘(2)的数量是1块，辅助钢盘(4)的数量是1块，磁力耦合器的输出部分的磁体盘(7)的数量是1块，辅助磁体盘(10)的数量是1块，其中辅助磁体盘通过调节可以具有扭矩增强补偿作用，简述为四导体盘，双磁体盘结构；

当执行器(14)旋转时，通过连杆(15)作用，使外导向套(16)旋转，在外导向套外圈上安装有凸轮轴，在内导向套(17)上加工有凸轮螺旋槽，当外导向套(16)旋转时，凸轮轴在内导向套(17)螺旋槽内运动，使得内导向套(17)作轴向运动，锥盘套(21)相应作轴向运动；为防止外导向套(16)旋转时，会带动内导向套(17)旋转，在调节机构中安装有固定套(18)，在固定套(18)内圈上同时安装有凸轮轴，固定在螺旋槽内，固定套(18)与固定连杆支撑(16)相连接，固定在执行器(14)机座上。

2.根据权利要求1所述的一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，其特征在于所述磁体(6)在辅助磁体盘(10)中的径向滑槽中可以在执行器的帮助下可以作径向运动，改变磁耦合强度。

3.根据权利要求1所述的一种带执行器径向调节锥度盘式延迟型磁力耦合器，其特征在于所述执行器(14)回转运动时通过连杆(15)实现内导向滑套(17)的轴向运动，从而带动滑块(9)作径向运动。