CN105896909A - Tz型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

TZ型沟槽凸轮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，其利用沟槽凸轮调速机构、电机和高速回转导电接头(或电动调速专用高速回转接头)组成的调速系统，分为以下几种类型：TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器、TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器、TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器。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

TZ型沟槽凸轮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几种类型TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器——风冷TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZA系列)、液冷TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZA系列)、风冷TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZB系列)、液冷TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZB系列)、风冷TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZC系列)、液冷TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZC系列)。

TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器由于驱动电机的位置不同，而区分为三种A、B、C类型，结构上略有差异。

附图说明

几种类型TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器，都包含如下几个部分：感应筒组件(图中标号1和2等组成)、磁块固定筒组件(图中标号3、4和5等组成)、沟槽凸轮调速机构(沟槽凸轮组件6、齿轮7和8等组成)、高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头(图中标号9)、电机定子10、电机转子11、支架22、轴承23、中心传动轴14、轴套27等。图1中标号12为同步盘，标号13为胀套。

对于TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器，磁块固定筒组件、沟槽凸轮调速机构、驱动电机和中心传动轴14等组成内转子，一起同步旋转，感应筒组件和轴套27等组成外转子。内、外转子依靠磁块产生的永磁磁场和感应筒上产生的感应磁场两者之间的相互作用来传递运动。调速时，由电机驱动沟槽凸轮组件，从而调整感应筒上产生的感应磁场的大小，来改变传递功率的大小。调速时，裸露于磁耦外部的磁块将会造成电磁危害，并存在安全隐患。在加装防护罩后，应控制好防护罩与内转子的距离，距离过近，则相当于加装了一个强制制动器，造成能量损失。此外，磁块脆性大，易碎，所以防护工作须做好。

沟槽凸轮调速机构在调速时调节的是感应筒和磁块固定筒之间的相对耦合面积，所以也可以将沟槽凸轮调速机构与感应筒联结，驱动感应筒沿轴向运动来达到调速的目的。

图1所示为风冷TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZA系列)，液冷TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZA系列)，加装外壳，强制液冷，冷却液通过外壳上的管道进出。

图7所示为风冷TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZB系列)，液冷TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZB系列)，加装外壳，强制液冷，冷却液通过外壳上的管道进出。

图14所示为风冷TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZC系列)，液冷TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TYTZC系列)，加装外壳，强制液冷，冷却液通过外壳上的管道进出。

图4、图11、图16所示分别为风冷TZA型、TZB型、TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器去除磁耦内外转子之间定位支承轴承的方案，该方案不可应用于轴窜设备调速节能。

图5、图12、图17所示分别为风冷TZA型、TZB型、TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器加装了同步屏蔽筒28的方案，以增加安全性，防止漏磁危害和其它意外伤害。

图6、图13、图18所示分别为风冷TZA型、TZB型、TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZA系列)使用电动调速专用高速回转接头的方案，电动调速专用高速回转接头比高速回转导电接头具有更好的防水、防尘和防爆性能，但其结构复杂，制造困难，经济性差。

图2所示为A-A剖视图，图8所示为B-B剖视图。图中明确表达了磁块固定的方式，斜楔夹紧。此外，图2明确表达了内转子通风散热的流道情况，可根据转子旋向在外转子上加装导流叶片，造成强力强制通风散热。

图3所示为高速回转导电接头，采用模块化结构，滑环的数量根据需要确定，图中所示为三个滑环(可为六个或任意个)，连通三根导线，中间环9-2、防护层9-7、防护层9-1采用电绝缘材料，9-5为电刷，9-4为滑环(镶嵌于防护层9-1内)，9-8为微调弹簧(用来平衡接触压力)，9-3为导线，9-9为轴承。电刷内接滑环，外接外部电源。滑环9-4镶嵌在防护层9-1内部，固定在电机定子10上。电刷9-5装配在绝缘材料内部与支架保持相对静止，依靠轴承9-9隔离电机定子10高速旋转的影响。高速回转导电接头以电刷和滑环作为动态接触，也可以将电刷和滑环反装，由滑环内接电刷，外接外部电源。

图9、15所示为高速回转导电接头，以电刷和滑环作为动态接触，与图3所示的区别在于将电刷和滑环反装，由滑环内接电刷，外接外部电源。

图10所示为风冷TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TFTZB系列)的局部放大视图，44为螺纹密封堵头，32为同步杆，31为限位挡圈，38为电接触材料，39采用电绝缘材料镶嵌电接触材料的组合结构，33、34、35、36、37、41、48采用电绝缘材料，10为定子绕组，11为转子绕组，6为沟槽凸轮组件，7、8为齿轮，齿轮8固定为电机转子上。

图19、图20所示为电动调速专用高速回转接头，A型、B型、C型三种筒式磁耦所用的电动调速专用高速回转接头结构一样，只是尺寸上有所不同。电动调速专用高速回转接头，采用模块化串联结构，可串联任意通道。其内、外转子由螺栓联结各部分，且装配组成一个整体，再用定位螺钉固定，其内转子和中心传动轴同步转动，其外转子静止不动，以连接外部电源。两端密封环9-14、9-15可采用碳化钨、石墨等材料，中间有电线进出部分的9-5、9-6、9-8、9-16、9-17可采用电绝缘材料，9-19采用电接触材料，9-18采用电绝缘材料镶嵌电接触材料的组合结构，9-7为弹簧，用来平衡接触压力，弹簧处的导向销9-17对弹簧起导向限位作用，防止高速回转时弹簧在离心力作用下失效。

具体实施方式

TZ型沟槽凸轮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。电机、磁块、轴承、齿轮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。

TZ型沟槽凸轮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 (8)

1.TZA型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器的结构方案——其特征是高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头、沟槽凸轮调速机构、电机(电机固定于高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头与中心传动轴之间)。

2.TZB型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器的结构方案——其特征是高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头、沟槽凸轮调速机构、电机(电机固定于中心传动轴外，且位于高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头外面)、外转子驱动沟槽凸轮调速机构。

3.TZC型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器的结构方案——其特征是高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头、沟槽凸轮调速机构、电机(电机固定于中心传动轴外，且位于高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头外面)、内转子驱动沟槽凸轮调速机构。

4.TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TZA型、TZB型、TZC型)加装同步屏蔽筒的结构方案——其特征是高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头、沟槽凸轮调速机构、电机。

5.TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器(TZA型、TZB型、TZC型)去除磁耦内外转子之间定位支承轴承的结构方案——其特征是高速回转导电接头或电动调速专用高速回转接头、沟槽凸轮调速机构、电机。

6.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4和权利要求5所述的TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器，其特征是使用沟槽凸轮调速机构调速的技术方法——沟槽凸轮组件和齿轮组合应用形成沟槽凸轮调速机构，未接通电源时，电机转子、沟槽凸轮调速机构与中心传动轴同步旋转，相对静止，接通电源开关后，电机转子驱动沟槽凸轮调速机构，使旋转运动变成直线滑动，从而改变感应磁场的大小(内外转子之间的磁场耦合面积)，达到调速节能的目的。

7.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4和权利要求5所述的TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器，其特征是使用高速回转导电接头的技术方法——以电刷和滑环作为动态接触，电刷内接滑环，外接外部电源，滑环固定在电机定子上，与电机定子同步旋转，电刷装配在绝缘材料内部形成静止部件，也可以将电刷和滑环反装，由滑环内接电刷，外接外部电源。

8.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4和权利要求5所述的TZ型沟槽凸轮电动调速筒式磁力耦合器，其特征是使用电动调速专用高速回转接头的技术方法——电动调速专用高速回转接头由内转子和外转子两大部分组成，外转子静止不动，用以连接外部电源，内转子和中心传动轴同步高速转动，两者相对静止，内外转子的电流通路按电接触理论的原理。