CN105141108B - 一种超离合永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超离合永磁调速器，包括内转子总成、外转子总成和执行机构，内转子总成包括内转臂套、外转臂套、输出端内转子、调速盘总成、输入端内转子和内转子传动轴；外转子总成包括外转子盘I、外转子盘II和外转子传动轴，外转子盘I与外转子盘II由若干固定长度的限位板连接构成柱形空腔体，柱形空腔体罩设在输出端内转子与输入端内转子的外侧，外转子盘I的内侧面与输出端内转子的外侧面相对，外转子盘II的内侧面与输入端内转子的外侧面相对，柱形空腔体与外转子传动轴固定连接。本发明的超离合永磁调速器的结构简单，工作时没有轴向力，可减少对减速机或电机轴造成的损伤。

Description

一种超离合永磁调速器

技术领域

本发明属于传动领域，特别涉及一种超离合永磁调速器。

背景技术

随着永磁材料性能的迅速提高，永磁耦合传动技术在工业、军事等诸多领域有良好的应用前景。永磁耦合联轴器通过简单的机械结构，实现电机和负载之间无机械连接的扭矩传递，与传统的接触式传动机构相比，永磁耦合联轴器建立在无摩擦设计的基础上，借助于永磁体的磁力实现传动部件的接合和分离，二者无任何机械接触，同时允许有一定的轴心偏移，可有效消除电机与负载之间振动的传递，可实现软启动和过载保护，有助于提高电气传动的可靠性，降低制造和维护成本，延长传动系统的各主要部件的使用寿命。

中国发明专利CN101710780A公开了一种永磁调速器，它包括筒形导体转子、筒形永磁转子和调节器；其中，筒形永磁转子在筒形导体转子内，其间由空气隙分开，并随各自安装的旋转轴独立转动；调节器调节筒形永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置，以改变筒形导体转子与筒形永磁转子之间的作用面积，实现改变筒形导体转子与筒形永磁转子之间传递转矩的大小。筒形永磁转子在调节器作用下，沿轴向往返移动时，筒形永磁转子与筒形导体转子之间的作用面积发生变化。作用面积大，传递的扭矩大，输出轴转速高；作用面积小传递的扭矩小，输出轴转速小；作用面积为零，传递扭矩为零，筒形永磁转子与筒形导体转子完全脱开，筒形永磁转子转速为零，即输出轴转速为零。但是，该永磁调速器存在以下缺陷：

该永磁调速器的结构复杂，工作时存在较大的轴向力，对减速机或电机轴会造成损伤。

发明内容

本发明目的在于提供一种超离合永磁调速器，以解决现有的永磁调速器结构复杂，工作时存在较大的轴向力，对减速机或电机轴会造成损伤的技术性问题。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种超离合永磁调速器，包括内转子总成、外转子总成和执行机构，其中，

所述内转子总成包括内转臂套、外转臂套、输出端内转子、调速盘总成、输入端内转子和内转子传动轴；

电机的主轴通过联轴器与所述内转子传动轴连接，所述内转臂套通过轴承I与所述内转子传动轴连接，所述外转臂套套设在所述内转臂套及所述内转子传动轴的外侧，所述外转臂套通过轴承II与所述输出端内转子连接，所述外转臂套上固定设有限位体，所述内转臂套的外侧面设有螺旋槽，所述外转臂套转动时所述限位体可沿所述螺旋槽滑动使得所述外转臂套可沿所述内转子传动轴滑动，所述执行机构可通过连杆机构带动所述外转臂套转动；

所述输入端内转子可滑动套设在所述内转子传动轴上，所述调速盘总成固定连接在所述内转子传动轴上，所述调速盘总成位于所述输出端内转子与所述输入端内转子之间，所述调速盘总成通过齿轮齿条机构与所述输出端内转子、所述输入端内转子连接，通过所述齿轮齿条机构使得所述输出端内转子和所述输入端内转子可以所述调速盘总成为中心在所述内转子传动轴上向相反的方向等距滑动；

所述外转子总成包括外转子盘I、外转子盘II和外转子传动轴，所述外转子盘I与所述外转子盘II由若干固定长度的限位板连接构成柱形空腔体，所述柱形空腔体罩设在所述输出端内转子与所述输入端内转子的外侧，所述外转子盘I的内侧面与所述输出端内转子的外侧面相对，所述外转子盘II的内侧面与所述输入端内转子的外侧面相对，所述柱形空腔体与所述外转子传动轴固定连接。

优选地，所述齿轮齿条机构包括至少两组齿轮齿条组件，所述齿轮齿条组件包括齿条I、齿条II和齿轮，所述齿轮设置在所述调速盘总成上，所述齿条I的一端固定设置在所述输出端内转子上，另一端与所述齿轮啮合；所述齿条II的一端固定设置在所述输入端内转子上，另一端与所述齿轮啮合。

优选地，所述调速盘总成包括调速盘，所述齿轮通过齿轮座连接在所述调速盘上。

优选地，还包括箱体，所述电机通过电机安装法兰与所述箱体连接，所述内转臂套与所述箱体固定连接，所述外转子传动轴通过轴承机构与所述箱体连接。

优选地，所述箱体包括箱体底座总成，所述箱体底座总成上设有上盖板，所述上盖板上设有吊环螺钉，所述执行机构安装在所述上盖板的上表面。

优选地，所述内转子总成还包括内盘导向套，所述内盘导向套固定套设在所述内转子传动轴上，所述输入端内转子可沿所述内盘导向套滑动。

优选地，所述输出端内转子上固定设有导向轴I，所述调速盘总成上设有无油衬套I，所述导向轴I穿设在所述无油衬套I中并可沿所述无油衬套I滑动；所述输入端内转子上固定设有导向轴II，所述调速盘总成上设有无油衬套II，所述导向轴II穿设在所述无油衬套II中并可沿所述无油衬套II滑动。

优选地，所述输出端内转子的内侧面设有摩擦片，所述调速盘总成与所述输出端内转子的内侧面相对的侧面设有与所述摩擦片相对应的摩擦盘，所述摩擦片可与所述摩擦盘接触。

优选地，所述外转子盘I与所述外转子盘II的内侧面分别设有铜盘，所述外转子盘I与所述外转子盘II的外侧面分别设有散热片。

优选地，所述输出端内转子和所述输入端内转子的内部均安装有若干永磁体，所述永磁体为方形或扇形，所述输出端内转子和所述输入端内转子上的永磁体的数量为偶数个，所述永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。

优选地，所述限位体包括滚针轴承。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的超离合永磁调速器的结构简单，工作时没有轴向力，可减少对减速机或电机轴造成的损伤。

2、本发明的超离合永磁调速器在电机转速固定的情况下，可以通过改变内外转子之间的气隙来调节输出转速，其输出转速最小可以为零，可起到切断电机与负载之间动力的作用。

3、本发明的超离合永磁调速器应用于有双动力输入(一用一备)的减速机时，通过调节内外转子之间的气隙到最大值，使得输出端内转子上的摩擦片与调速盘总成上的摩擦盘可以压紧接触，内外转子之间无法通过磁力传递动力，使得备用电机不跟转，无任何附加轴向力，且可以随时拆装备用电机，大大提高了系统的稳定性，且可靠性高。

4、本发明的超离合永磁调速器在双输入传动系统中，可以在主电机不停机的情况下实现输入动力的平稳切换，在主电机出现故障的情况下，备用电机能取代主电机工作，同时能够替代超越离合器，提高了备用电机端设备的可靠性，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的超离合永磁调速器的结构示意图；

图2为本发明的内转子总成的结构示意图；

图3为本发明的外转子总成的结构示意图；

图4为本发明的超离合永磁调速器的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。为了使本领域的技术人员能够清楚、完整的知晓本发明的内容并可以实施本发明的技术方案，实施例中公开了大量的细节。但是，很显然地，没有这些细节本领域的技术人员也能够实施本发明的技术方案，达到本发明的目的，实现本发明的效果。这些细节是发明人经过大量的实验而选择的最优的实施方式，并不用来限制本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准，本领域的技术人员根据本申请文件公开的内容无需创造性劳动而得到的技术方案也在本发明的保护范围内。

请参阅图1-4，一种超离合永磁调速器，包括内转子总成、外转子总成和执行机构4，其中，

所述内转子总成包括内转臂套11、外转臂套12、输出端内转子14、调速盘总成15、输入端内转子16和内转子传动轴13；

电机的主轴通过星型联轴器3与所述内转子传动轴13连接，所述内转臂套11通过轴承I18与所述内转子传动轴13连接，所述外转臂套12套设在所述内转臂套11及所述内转子传动轴13的外侧，所述外转臂套12通过轴承II19与所述输出端内转子14连接，所述外转臂套12上固定设有限位体，所述内转臂套11的外侧面设有螺旋槽，所述外转臂套12转动时所述限位体可沿所述螺旋槽滑动使得所述外转臂套12可沿所述内转子传动轴13滑动，所述执行机构可通过连杆机构7带动所述外转臂套12转动；

所述输入端内转子16可滑动套设在所述内转子传动轴13上，所述调速盘总成15固定连接在所述内转子传动轴13上，所述调速盘总成15位于所述输出端内转子14与所述输入端内转子16之间，所述调速盘总成15通过齿轮齿条机构与所述输出端内转子14、所述输入端内转子16连接，通过所述齿轮齿条机构使得所述输出端内转子14和所述输入端内转子16可以所述调速盘总成15为中心在所述内转子传动轴13上向相反的方向等距滑动；

所述外转子总成包括外转子盘I51、外转子盘II52和外转子传动轴53，所述外转子盘I51与所述外转子盘II52由若干固定长度的限位板55连接构成圆柱形空腔体，所述圆柱形空腔体罩设在所述输出端内转子14与所述输入端内转子16的外侧，所述外转子盘I51的内侧面与所述输出端内转子14的外侧面相对，所述外转子盘II52的内侧面与所述输入端内转子16的外侧面相对，所述圆柱形空腔体与所述外转子传动轴53固定连接。

其中，执行机构4为现有技术中能带动所述外转臂套12转动的任意结构，本发明对执行机构4的具体结构不做限定。连杆机构7可为现有技术中的连杆机构，本发明对连杆机构7的具体结构不做限定。所述外转子盘II52与所述外转子传动轴53的端部法兰通过一组螺栓固定连接。所述限位体为滚针轴承，也可为其他轴承。

所述齿轮齿条机构包括至少两组齿轮齿条组件，所述齿轮齿条组件包括齿条I、齿条II和齿轮，所述齿轮设置在所述调速盘总成15上，所述齿条I的一端固定设置在所述输出端内转子14上，另一端与所述齿轮啮合；所述齿条II161的一端固定设置在所述输入端内转子16上，另一端与所述齿轮啮合。在本实例中，所述齿轮齿条组件为3组，该3组齿轮齿条组件均匀分布在所述调速盘总成15上。

所述调速盘总成15包括调速盘，所述齿轮通过齿轮座154连接在所述调速盘上。调速盘上设有矩形槽，齿轮座154固定设置在所述矩形槽中。

输出端内转子14沿着内转子传动轴13滑动时，齿条I带动齿轮转动，进而带动齿条II向相反的方向滑动相同的距离，即可通过齿条I、齿条II和齿轮调整输出端内转子14与外转子盘I51之间的气隙及输入端内转子16与外转子盘II52之间的气隙。

进一步地，本发明还可包括箱体6，所述电机通过电机安装法兰2与所述箱体6连接，所述内转臂套11与所述箱体6固定连接，所述外转子传动轴通过轴承机构54与所述箱体6连接。

所述箱体6包括箱体底座总成61，所述箱体底座总成61上设有上盖板62，所述上盖板上设有吊环螺钉63，所述执行机构4安装在所述上盖板62的上表面。执行机构4安装在上盖板62的上表面，在使用过程中可方便操作。设置吊环螺钉63可方便吊装整个超离合永磁调速器。所述箱体6可支撑内转子总成和外转子总成，使整个超离合永磁调速器成为一体式，所述箱体6还兼具防护功能，对内转子总成和外转子总成起到保护作用。

所述内转子总成还包括内盘导向套17，所述内盘导向套17固定套设在所述内转子传动轴13上，所述输入端内转子16可沿所述内盘导向套17滑动。所述内盘导向套17可起导向作用。

所述输出端内转子14上固定设有导向轴I142，所述调速盘总成15上设有无油衬套I153，所述导向轴I142穿设在所述无油衬套I153中并可沿所述无油衬套I153滑动；所述输入端内转子16上固定设有导向轴II，所述调速盘总成15上设有无油衬套II，所述导向轴II穿设在所述无油衬套II中并可沿所述无油衬套II滑动。

所述输出端内转子14的内侧面设有摩擦片141，所述调速盘总成15与所述输出端内转子14的内侧面相对的侧面设有与所述摩擦片141相对应的摩擦盘152，所述摩擦片141可与所述摩擦盘152接触。当所述输出端内转子上的摩擦片141与所述调速盘总成15的摩擦盘152压紧接触时，输出的转速为零。

所述外转子盘I51与所述外转子盘II52的内侧面分别设有铜盘512、522，所述外转子盘I51与所述外转子盘II52的外侧面分别设有散热片511、521。

所述输出端内转子14和所述输入端内转子16的内部均安装有若干永磁体，所述永磁体为方形或扇形，所述输出端内转子和所述输入端内转子上的永磁体的数量为偶数个，所述永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。所述输出端内转子14和所述输入端内转子16的壳体的材料为铝或者铝合金。

下面对本发明的超离合永磁调速器的工作过程进行描述。

电机启动后，当要调整外转子传动轴53的转速时，驱动执行机构4，通过连杆机构7带动所述外转臂套12转动，所述外转臂套12上的滚针轴承沿所述内转臂套11的外侧面的螺旋槽滑动使得所述外转臂套12可沿所述内转子传动轴13滑动，进而带动输出端内转子14沿所述内转子传动轴13滑动，齿条I带动齿轮转动，进而带动齿条II向相反的方向滑动相同的距离，即可通过齿条I、齿条II和齿轮调整输出端内转子14与外转子盘I51之间的气隙及输入端内转子16与外转子盘II52之间的气隙，从而调整外转子传动轴53的转速。输出端内转子14与外转子盘I51之间的气隙及输入端内转子16与外转子盘II52之间的气隙逐渐减小，内外转子之间通过磁力传递的动力逐渐增大，外转子传动轴输出的转速逐渐增大，当内外转子之间的气隙达到最小值时，外转子传动轴输出的转速达到最大值。在电机转速固定的情况下，可以调整输出端内转子14与外转子盘I51之间的气隙及输入端内转子16与外转子盘II52之间的气隙，当内外转子之间的气隙达到最大值时，其输出的转速为零，起到了切断电机与负载之间动力的作用。

当本发明的超离合永磁调速器应用于有双动力输入(一用一备)的减速机时，本发明的超离合永磁调速器的内转子传动轴13与备用电机的电机主轴通过联轴器连接，外转子传动轴53与减速机的输入轴传动连接，启动电机前，可通过调整输出端内转子14与外转子盘I51之间的气隙及输入端内转子16与外转子盘II52之间的气隙到最大值，使得输出端内转子上的摩擦片与调速盘总成上的摩擦盘可以压紧接触，内外转子之间无法通过磁力传递动力，此时可以直接启动主电机，而备用电机不跟转，且可以随时拆装备用电机，无任何附加轴向力，大大提高了系统的稳定性，可靠性高。当主电机发生故障停机时，驱动执行机构4动作，两内转子以调速盘总成为中心向背离调速盘总成的方向运动，调节内外转子之间的气隙逐渐减小，当调节内外转子之间的气隙达到最小时，备用电机启动，备用电机能取代主电机工作，负载可以继续运转。超离合永磁调速器在此系统中的运用，可以使得主备电机互为备用电机，系统的可靠性大大提高。

本发明的超离合永磁调速器在双输入传动系统中，可以在主电机不停机的情况下实现输入动力的平稳切换，在主电机出现故障的情况下，备用电机能取代主电机工作，同时能够替代超越离合器，提高备用电机端设备的可靠性，降低生产成本。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种超离合永磁调速器，其特征在于，包括内转子总成、外转子总成和执行机构，其中，

所述内转子总成包括内转臂套、外转臂套、输出端内转子、调速盘总成、输入端内转子和内转子传动轴；

电机的主轴通过联轴器与所述内转子传动轴连接，所述内转臂套通过轴承I与所述内转子传动轴连接，所述外转臂套套设在所述内转臂套及所述内转子传动轴的外侧，所述外转臂套通过轴承II与所述输出端内转子连接，所述外转臂套上固定设有限位体，所述内转臂套的外侧面设有螺旋槽，所述外转臂套转动时所述限位体可沿所述螺旋槽滑动使得所述外转臂套可沿所述内转子传动轴滑动，所述执行机构可通过连杆机构带动所述外转臂套转动；

所述输入端内转子可滑动套设在所述内转子传动轴上，所述调速盘总成固定连接在所述内转子传动轴上，所述调速盘总成位于所述输出端内转子与所述输入端内转子之间，所述调速盘总成通过齿轮齿条机构与所述输出端内转子、所述输入端内转子连接，通过所述齿轮齿条机构使得所述输出端内转子和所述输入端内转子可以所述调速盘总成为中心在所述内转子传动轴上向相反的方向等距滑动；具体的，所述齿轮齿条机构包括至少两组齿轮齿条组件，所述齿轮齿条组件包括齿条I、齿条II和齿轮，所述调速盘总成包括调速盘；所述齿轮通过齿轮座连接在所述调速盘上，所述齿条I的一端固定设置在所述输出端内转子上，另一端与所述齿轮啮合；所述齿条II的一端固定设置在所述输入端内转子上，另一端与所述齿轮啮合；

所述输出端内转子上固定设有导向轴I，所述调速盘总成上设有无油衬套I，所述导向轴I穿设在所述无油衬套I中并可沿所述无油衬套I滑动；所述输入端内转子上固定设有导向轴II，所述调速盘总成上设有无油衬套II，所述导向轴II穿设在所述无油衬套II中并可沿所述无油衬套II滑动；

所述外转子总成包括外转子盘I、外转子盘II和外转子传动轴，所述外转子盘I与所述外转子盘II由若干固定长度的限位板连接构成柱形空腔体，所述柱形空腔体罩设在所述输出端内转子与所述输入端内转子的外侧，所述外转子盘I的内侧面与所述输出端内转子的外侧面相对，所述外转子盘II的内侧面与所述输入端内转子的外侧面相对，所述柱形空腔体与所述外转子传动轴固定连接。

2.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，还包括箱体，所述电机通过电机安装法兰与所述箱体连接，所述内转臂套与所述箱体固定连接，所述外转子传动轴通过轴承机构与所述箱体连接。

3.如权利要求2所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述箱体包括箱体底座总成，所述箱体底座总成上设有上盖板，所述上盖板上设有吊环螺钉，所述执行机构安装在所述上盖板的上表面。

4.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述内转子总成还包括内盘导向套，所述内盘导向套固定套设在所述内转子传动轴上，所述输入端内转子可沿所述内盘导向套滑动。

5.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述输出端内转子的内侧面设有摩擦片，所述调速盘总成与所述输出端内转子的内侧面相对的侧面设有与所述摩擦片相对应的摩擦盘，所述摩擦片可与所述摩擦盘接触。

6.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述外转子盘I与所述外转子盘II的内侧面分别设有铜盘，所述外转子盘I与所述外转子盘II的外侧面分别设有散热片。

7.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述输出端内转子和所述输入端内转子的内部均安装有若干永磁体，所述永磁体为方形或扇形，所述输出端内转子和所述输入端内转子上的永磁体的数量为偶数个，所述永磁体的极面按照S—N—S间隔排列。

8.如权利要求1所述的超离合永磁调速器，其特征在于，所述限位体包括滚针轴承。