CN105889455A

CN105889455A - Tf型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器

Info

Publication number: CN105889455A
Application number: CN201410444228.XA
Authority: CN
Inventors: 李启飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-23
Filing date: 2014-08-23
Publication date: 2016-08-24

Abstract

TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器可划归动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动领域，其利用滚珠丝杠、行星轮系、离合器和调速驱动电机组成的调速系统，分为四大系列：风冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFA系列)、液冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFA系列)、风冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFB系列)、液冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFB系列)。本发明为动设备的调速节能找到了一种经济可行的方法。

Description

TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器

技术领域

动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动。

背景技术

从人类利用地磁驱动发明罗盘开始，磁场能量的利用研究便一直没有停止过。伴随着现代磁学理论的发展，磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷，磁力泵、磁力轴承、磁力耦合器、磁力齿轮等等。限于磁性材料的制约，磁力驱动技术发展缓慢，直到1983年，中国发明了高性能永磁材料钕铁硼，磁力驱动产品才得到快速发展应用。

磁力耦合器从磁力泵等磁力驱动产品中独立出来作为单独的分支发展以来，出现了形形色色的产品。筒式磁力耦合器作为磁耦家族中的一种类型，因其结构方面的原因，在使用安全性、可靠性等方面稍逊一筹，但在一些局部领域中，筒式磁力耦合器也是一种不错的传动装置，有其独到之处。

节能减排是目前迫切需求，目前普遍应用液力偶合器进行动力传动，传动效率相对磁耦较低。变频调速在调速效率上虽然和磁耦相差不多，但变频器的使用寿命和维护性与磁耦相比相去甚远。

发明内容

本发明重在找到一种筒式磁力耦合器调速的技术方法，伴随着这种技术方法而引伸出四大系列TF型(筒式F型的简称)滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器：风冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFA系列)、液冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFA系列)、风冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFB系列)、液冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFB系列)。

TFA型与TFB型区别在于调速系统联结的位置不同，TFA型为内转子，TFB型为外转子，其调速系统结构与原理一样。

附图说明

图1为风冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFA系列)，图4为液冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFA系列)，图6为风冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFB系列)，图8为液冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFB系列)。

四种TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器，都包含如下几个部分：感应筒2、磁块固定筒3、磁块4、屏蔽筒1、盖板5、中心传动轴6、法兰轴套22、丝杠17、丝杠螺母18、主中心齿轮14、辅助中心齿轮16、行星齿轮15、行星支架10、主支架11、轴承13和9等。液冷TF型中，图中标号40为右盖板，43为左盖板，41为O形圈，42为壳体。

四大系列TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁耦中，磁块固定筒3、磁块4，盖板5、中心传动轴6等联结组成内转子，感应筒2、屏蔽筒1、法兰轴套22等联结组成外转子，滚珠丝杠(丝杠17、丝杠螺母18和钢珠等组成)和行星轮系(主中心齿轮14、辅助中心齿轮16、行星齿轮15、行星支架10和主支架11等组成)组成调速机构，此调速机构和调速驱动齿轮、离合器、调速驱动电机等组合形成调速系统。调速机构中的行星齿轮和滚珠丝杠可采用多组，图中所示为三组。中心传动轴6、法兰轴套22与负载及原动机的中心传动轴联接使用键联接，也可采用胀套联结。

磁耦工作时，磁耦转子、滚珠丝杠行星轮系调速机构和调速驱动齿轮同步高速旋转，当调速时，离合器接合，调速驱动电机带动调速驱动齿轮自转，调速驱动齿轮带动主中心齿轮14自转，由于差速的作用，行星齿轮15开始自转，从而带动丝杠17自转，丝杠转动，丝杠螺母18沿轴向移动，从而改变感应筒和磁块固定筒之间的耦合面积，以达到调速节能的目的(磁场耦合面积的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化，也就是输入输出转速的变化)。

图2为风冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFA系列)的调速驱动方案示意图。

图7为风冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFB系列)的调速驱动方案示意图。

图5为液冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFA系列)的调速驱动方案示意图。

图9为液冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFB系列)的调速驱动方案示意图。

图3所示为TFTFA系列磁耦取下内、外转子之间定位支承轴承的结构示意，传动轴之间联结采用胀套，其它系列(TYTFA系列、TFTFB系列、TYTFB系列)也可这样做，但这种方案仅可用在低载情况和轴窜很微小的情况，原因如下：内外转子互不接触，但由于装配时很难保证感应筒与磁块固定筒之间的同轴度，所以会对电机中心轴轴承支承处和负载传动轴轴承支承处造成交变应力(磁场耦合附加弯矩的作用)，以致于轴过度磨损失效。此外，轴窜的影响会造成不稳定运转，严重时会造成事故。总的来说，此种方案要慎用。

具体实施方式

TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。滚珠丝杠、齿轮、磁块、轴承均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可。

TF型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器作为一种动设备，其成品要想成功应用，必须具备以下两个条件：(1)功率标定——建立完备的测试台架(各功率扭矩区间)，以完成系列化产品的标定。(2)动平衡检测——旋转设备必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性。

Claims

1.筒式磁力耦合器利用滚珠丝杠、行星轮系、离合器和电机组成的调速系统调速的技术方法——其特征是滚珠丝杠、行星轮系、调速驱动齿轮、离合器和调速驱动电机组合应用，当调速时，离合器接合，调速驱动电机带动调速驱动齿轮旋转，调速驱动齿轮带动行星轮系运转，而引起滚珠丝杠调节感应筒和磁块固定筒之间的耦合面积，达到调速节能的目的，调速驱动电机采用双速电机或变频调速电机。

2.滚珠丝杠和行星轮系组合的调速机构调速的技术方法——其特征是滚珠丝杠(丝杠、丝杠螺母和钢珠等组成)和行星轮系(主中心齿轮、辅助中心齿轮、行星齿轮、行星支架和主支架等组成)组成调速机构，磁耦工作时，此调速机构和磁耦转子同步高速旋转，当调速时，驱动主中心齿轮自转，由于差速的作用，行星齿轮开始自转，从而带动丝杠自转，丝杠转动，丝杠螺母沿轴向移动，从而改变感应筒和磁块固定筒之间的耦合面积，以达到调速节能的目的(磁场耦合面积的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化，也就是输入输出转速的变化)。

3.风冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和行星轮系组合的调速机构，滚珠丝杠和内转子联结，内、外转子利用轴承支承定位。

4.液冷TFA型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和行星轮系组合的调速机构，滚珠丝杠和内转子联结，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。

5.风冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TFTFB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和行星轮系组合的调速机构，滚珠丝杠和外转子联结，内、外转子利用轴承支承定位。

6.液冷TFB型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器(TYTFB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和行星轮系组合的调速机构，滚珠丝杠和外转子联结，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。

7.各系列(TFTFA系列、TYTFA系列、TFTFB系列、TYTFB系列)去除内、外转子之间定位支承轴承的结构方案。