CN105449981A - 具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置及其安装方法，所述磁力传动装置包括永磁涡流联轴器、轴向间隙调整装置和控制装置，永磁涡流联轴器由套装在电机轴端的铜盘和套装在负载轴端的铝盘组成，铜盘和铝盘平行设置且中间留有间隙，铝盘中设有永磁体；轴向间隙调整装置由上滑台、下滑台和电动/电液动推杆组成，电机固定在上滑台上并可与上滑台一起在电动/电液动推杆带动下沿轴向移动；控制装置由安装在负载轴上的速度传感器和外部控制器组成，速度传感器通过控制器与电动/电液动推杆的驱动装置连接。本发明通过主动调整电机轴与负载轴上2个感应元件之间的轴向间隙，使联轴器同时具备耦合器、离合器及调速器的功能。

Description

具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种传动装置，尤其涉及一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置及其安装方法。

背景技术

现有电机在高负载启动传动时，由于启动电流过大，会对电网和电机产生很大的瞬时电流，容易造成电机过热，引发电气设备故障。目前最好的解决方式是采用变频调速控制来解决电机过热损坏的问题，但其在运行过程中存在如下问题：1)变频器设备结构复杂，对现场的环境要求高，必须在清洁和通风良好的环境中工作；2)变频器在变频时会对电网的频率产生谐波干扰，影响电网的供电质量；3)电机采用接触式联轴器与负载轴连接，负载端部件的振动和过载会直接作用到电机上，长时间使用会影响电机的寿命；4)在某些特殊场合(如电厂的空预器等传动系统)中应用时，需要电机与负载处于暂时分离状态，即联轴器需同时具备离合器的功能。

申请号为201220369225.0(申请日为2012年7月27日)的中国专利，公开了一种“智能保护型筒式磁耦联轴器”，是一种非接触式联轴器，包括电机外转子、负载内转子、转速控制系统；电机外转子高速旋转其感应体中的铜环以径向固定气隙切割负载内转子载磁体中的永磁铁的磁力线而在钢环上产生涡流，同时涡流产生感应磁场与永磁场相互作用实现电机动力无连接地传递给负载，同时满足对中安装误差大、软启动和过载保护三项功能的要求。以上技术方案中的联轴器采用筒式结构，其工作间隙为径向间隙，且径向间隙固定，无法调整。

申请号为201410092439.1(申请日为2014年3月11日)的中国专利，公开了“一种筒型混合式永磁涡流联轴器”，发电机转动后将机械速度传递给一次侧耦合器，一次侧耦合器中包含有径向充磁磁体及轴向充磁磁体，两种磁体同时建立径向磁场及轴向磁场，由于磁场在二次侧耦合器上感生出涡流并产生吸力作用，二次侧耦合器逐渐旋转起来，在正常情况下带动负载转动轴从而达到传递扭矩的效果；另一方面，当负载转动轴由于某种原因突然堵转时，磁感应力就会产生很大的轴向斥力及径向斥力，通过自适应限矩的螺纹结构将气隙拉大，直到二次侧耦合器接触到定位弹簧，从而减小了电机与负载之间的传递转矩，保护电机不受损坏。所述自适应限矩一端联接有负载转动轴，其上开有45度斜槽，二次侧耦合器可在斜槽上滑动，并通过斜槽改变与一次侧耦合器的耦合间距。以上技术方案中，联轴器的电磁感应传动元件也采用筒型，工作间隙也为固定径向间隙，其二次侧耦合器轴向可窜动，但这种窜动是由于外力作用的被动移动，其主要目的是为了保护电机，防止过载。

发明内容

本发明提供了一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其中的涡流联轴器采用圆盘状电磁感应传动元件，工作间隙为轴向间隙，且设有轴向间隙调整装置，通过主动调整电机轴与负载轴上2个电磁感应传动元件之间的轴向间隙，使联轴器同时具备耦合器、离合器及调速器的功能；本发明同时提供了该磁力传动装置的安装方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，包括永磁涡流联轴器、轴向间隙调整装置和控制装置，所述永磁涡流联轴器由套装在电机轴端的铜盘和套装在负载轴端的铝盘组成，铜盘和铝盘平行设置且中间留有间隙，铝盘中设有永磁体；轴向间隙调整装置由上滑台、下滑台和电动/电液动推杆组成，下滑台固定不动，电动/电液动推杆的固定端和伸出端分别与下滑台和上滑台连接，电机固定在上滑台上并可与上滑台一起在电动/电液动推杆带动下沿下滑台上的轴向滑道移动；控制装置由安装在负载轴上的速度传感器和外部控制器组成，速度传感器通过控制器与电动/电液动推杆的驱动装置连接。

所述永磁体为多个扇形永磁体嵌套在铝盘的固定槽中，沿铝盘圆周均匀分布，且N极、S极交替排列。

所述负载轴上套装有负载端钢盘，铝盘开槽一侧与负载端钢盘表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过锁紧螺套锁紧。

所述电机轴上套装有电机端钢盘，电机端钢盘与铜盘一侧表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过压盖和螺栓固定。

所述控制器为PLC或单片机。

具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置的安装方法，包括如下步骤：

1)先在电机轴端安装电机端钢盘，再将铜盘套装到电机轴上与电机端钢盘固定为一个电磁感应传动元件，轴端用压盖和螺栓固定；在负载轴端安装负载端钢盘，将永磁体按N极和S极交替依次放入铝盘上的固定槽中，固定槽一侧向内将铝盘套装到负载轴上，负载端钢盘与铝盘贴合后固定为另一个电磁感应传动元件，轴端用锁紧螺套锁紧；

2)在负载轴相对一侧的机架上安装下滑台，下滑台内的凹槽内安装电动/电液动推杆，将上滑台安装到下滑台的滑道上，上滑台与电动/电液动推杆的伸出端连接；将电机固定到上滑台上；

3)调整电动/电液动推杆的伸出量，使电机轴上的铜盘与负载轴上的铝盘之间达到最小工作间隙，然后将下滑台与机架固定牢固；

4)根据工作需要，通过控制器调整铜盘与铝盘之间工作间隙的大小，使传动装置实现耦合、调速或离合的功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)具备耦合性：通过电磁感应涡流作用使电机轴与负载轴之间在无机械接触的情况下传递扭矩，即具备耦合器的功能，并具备常规永磁涡流联轴器的一切优点；

2)具备调速性：安装在负载轴上的速度传感器与电动/电液动推杆形成闭环控制，通过不同工作间隙引起的磁力变化，使2个电磁感应传动元件之间的速度差发生变化，可实现对负载端转数的自动控制，即实现调速器的功能；

3)具备离合性：在电机不停车的前提下，当2个电磁感应传动元件之间的工作间隙到达一定值时，负载轴的转数最小可降低到零，即实现离合器的功能。

附图说明

图1是本发明所述磁力传动装置的结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图1中的B-B剖视图。

图中：1.铝盘2.负载轴3.负载端钢盘4.永磁体5.铜盘6.电机端钢盘7.电机8.电动/电液动推杆9.上滑台10.下滑台

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图3，是本发明所述磁力传感装置的结构示意图，本发明一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，包括永磁涡流联轴器、轴向间隙调整装置和控制装置，所述永磁涡流联轴器由套装在电机轴端的铜盘5和套装在负载轴端的铝盘1组成，铜盘5和铝盘1平行设置且中间留有间隙，铝盘1中设有永磁体4；轴向间隙调整装置由上滑台9、下滑台10和电动/电液动推杆8组成，下滑台10固定不动，电动/电液动推杆8的固定端和伸出端分别与下滑台10和上滑台9连接，电机7固定在上滑台9上并可与上滑台9一起在电动/电液动推杆8带动下沿下滑台10上的轴向滑道移动；控制装置由安装在负载轴2上的速度传感器和外部控制器组成，速度传感器通过控制器与电动/电液动推杆8的驱动装置连接。

所述永磁体4为多个扇形永磁体嵌套在铝盘1的固定槽中，沿铝盘1圆周均匀分布，且N极、S极交替排列。

所述负载轴2上套装有负载端钢盘3，铝盘1开槽一侧与负载端钢盘3表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过锁紧螺套锁紧。

所述电机轴上套装有电机端钢盘6，电机端钢盘6与铜盘5一侧表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过压盖和螺栓固定。

所述控制器为PLC或单片机。

本发明所述具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置的安装方法如下：

1)先在电机轴端安装电机端钢盘6，再将铜盘5套装到电机轴上与电机端钢盘6固定为一个电磁感应传动元件，轴端用压盖和螺栓固定；在负载轴端安装负载端钢盘3，将永磁体4按N极和S极交替依次放入铝盘1上的固定槽中，固定槽一侧向内将铝盘1套装到负载轴2上，负载端钢盘3与铝盘1贴合后固定为另一个电磁感应传动元件，轴端用锁紧螺套锁紧；

2)在负载轴2相对一侧的机架上安装下滑台10，下滑台10内的凹槽内安装电动/电液动推杆8，将上滑台9安装到下滑台10的滑道上，上滑台9与电动/电液动推杆8的伸出端连接；将电机7固定到上滑台9上；

3)调整电动/电液动推杆8的伸出量，使电机轴上的铜盘5与负载轴2上的铝盘1之间达到最小工作间隙，然后将下滑台10与机架固定牢固；

4)根据工作需要，通过控制器调整铜盘5与铝盘1之间工作间隙的大小，使传动装置实现耦合、调速或离合的功能。

本发明一种具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置的工作原理是：采用永磁涡流联轴器与轴向间隙调整装置相配合，安装在负载轴2上的速度传感器与轴向间隙调整装置中的电动/电液动推杆8通过控制器实现闭环控制，通过对分别安装在电机轴和负载轴2上的两个盘状电磁感应传动元件之间的工作间隙进行主动调节，使负载轴2分别实现与电机轴耦合、调速或与电机轴脱离等不同工作状态，适应不同工作条件的需要，其结构简单、应用范围广泛、使用性能可靠、调节方便。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其特征在于，包括永磁涡流联轴器、轴向间隙调整装置和控制装置，所述永磁涡流联轴器由套装在电机轴端的铜盘和套装在负载轴端的铝盘组成，铜盘和铝盘平行设置且中间留有间隙，铝盘中设有永磁体；轴向间隙调整装置由上滑台、下滑台和电动/电液动推杆组成，下滑台固定不动，电动/电液动推杆的固定端和伸出端分别与下滑台和上滑台连接，电机固定在上滑台上并可与上滑台一起在电动/电液动推杆带动下沿下滑台上的轴向滑道移动；控制装置由安装在负载轴上的速度传感器和外部控制器组成，速度传感器通过控制器与电动/电液动推杆的驱动装置连接。

2.根据权利要求1所述的具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其特征在于，所述永磁体为多个扇形永磁体嵌套在铝盘的固定槽中，沿铝盘圆周均匀分布，且N极、S极交替排列。

3.根据权利要求1所述的具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其特征在于，所述负载轴上套装有负载端钢盘，铝盘开槽一侧与负载端钢盘表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过锁紧螺套锁紧。

4.根据权利要求1所述的具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其特征在于，所述电机轴上套装有电机端钢盘，电机端钢盘与铜盘一侧表面贴合后固定连接为一个整体，轴端通过压盖和螺栓固定。

5.根据权利要求1所述的具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置，其特征在于，所述控制器为PLC或单片机。

6.根据权利要求1所述的具有耦合、离合及调速功能的磁力传动装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)先在电机轴端安装电机端钢盘，再将铜盘套装到电机轴上与电机端钢盘固定为一个电磁感应传动元件，轴端用压盖和螺栓固定；在负载轴端安装负载端钢盘，将永磁体按N极和S极交替依次放入铝盘上的固定槽中，固定槽一侧向内将铝盘套装到负载轴上，负载端钢盘与铝盘贴合后固定为另一个电磁感应传动元件，轴端用锁紧螺套锁紧；

2)在负载轴相对一侧的机架上安装下滑台，下滑台内的凹槽内安装电动/电液动推杆，将上滑台安装到下滑台的滑道上，上滑台与电动/电液动推杆的伸出端连接；将电机固定到上滑台上；

3)调整电动/电液动推杆的伸出量，使电机轴上的铜盘与负载轴上的铝盘之间达到最小工作间隙，然后将下滑台与机架固定牢固；

4)根据工作需要，通过控制器调整铜盘与铝盘之间工作间隙的大小，使传动装置实现耦合、调速或离合的功能。