CN106533122A - 调速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调速器，包括原动力转子、耦合输出转子和调速组件。原动力转子包括第一、第二、第三和第四转子盘。耦合输出转子包括第五、第六转子盘、主输出盘、第七和第八转子盘。第五转子盘设置于第一转子盘与第二转子盘之间的空隙内。第六转子盘、主输出盘设置于第二转子盘与第三转子盘之间的空隙内。第七转子盘设置于第三转子盘与第四转子盘之间的空隙内。第八转子盘设置于第四转子盘外。调速组件的固定套筒的固定端与第七转子盘朝向第八转子盘的那一端面固定连接，固定套筒的移动端位于第八转子盘的外端面之外；轴向位移传动件固定在固定套筒的移动端，拨杆与轴向位移传动件固定连接。本申请具有调节精度高、不存在卡齿及运行稳定的特点。

Description

调速器

技术领域

本发明涉及一种永磁调速装置，尤其涉及一种调速器。

背景技术

目前市面上使用的永磁调速器结构均类似。以美国马格纳福斯公司提出的发明名称为一种可调节磁耦合器的中国发明专利申请(98802726.7)，以及上海曜中能源科技有限公司公开的发明名称为永磁调速器的发明专利申请(申请号：CN103312117A)为例，现有永磁调速器通常具有4个转子盘，其中连接电机的2个转子盘为外动力盘，连接在输出轴上的2个转子盘为内输出盘。外动力盘的2个转子盘可由导体盘或嵌有磁块的磁盘组成，内输出盘可由一个嵌有磁块的磁盘或一个导体盘组成。外动力盘构成一个耦合盘组，内输出盘构成另一个耦合盘组，即永磁调速器系统包括2个。两个耦合盘组之间具有间隙，通过调速机构可以调节这一间隙大小，间隙越大调速器输出的转速和扭矩越小，达到节能和调速目的。通常两个耦合盘组耦合组之间的距离是通过齿轮齿条构成的推拉机构调节，推拉机构使内输出盘向内收，内输出盘的两个转子盘上固定有多根支轴插入到与输出轴固定连接的中间盘，内输出盘的动力通过多根支轴传递到中间盘上，中间盘将动力传递给输出轴，输出轴进行动力的输出。

根据生产过程中的使用发现，上述结构的调速器存在如下缺陷：

齿轮齿条构成的推拉机构在对内输出盘进行调节时，由于齿轮与齿条间的机械结构误差会使两个耦合组之间距离调节亦存在误差，进而影响调速器的调节精度，此外，齿轮齿条在使用过程中还会出现由于磨损而造成的卡齿，进而使整个调速器发生故障。

同时，原有永磁调速器的2个耦合盘组，在制造大功率设备时转子盘的盘的直径很大，在高速转动时，由于动平衡误差会使转子盘的振动增大，长时间运行则会导致永磁调速器稳定性下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高调节精度、避免出现卡齿且具有较好稳定性的调速器。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种调速器，包括与第一轴相连接的原动力转子，与第二轴相连接的耦合输出转子，以及与耦合输出转子相连接的调速组件，

所述原动力转子包括同为第一轴心且依次固定连接的第一、第二、第三和第四转子盘；

所述耦合输出转子包括同为第二轴心依次固定连接的第五转子盘、第六转子盘、主输出盘、第七转子盘和第八转子盘；第五转子盘设置于第一转子盘与第二转子盘之间的空隙内；第六转子盘和主输出盘设置于第二转子盘与第三转子盘之间的空隙内；第七转子盘设置于第三转子盘与第四转子盘之间的空隙内；第八转子盘的盘径大于第四转子盘的盘径且设置于第四转子盘之外；第二轴与所述主输出盘固定连接；

所述调速组件包括固定套筒、轴向位移传动件和拨杆；所述固定套筒套接于第二轴的外围，所述固定套筒的固定端与第七转子盘的朝向第八转子盘的那一端面固定连接，第八转子盘套于所述固定套筒的外围；所述固定套筒的移动端位于第八转子盘的外端面之外；所述轴向位移传动件固定在所述固定套筒的移动端，所述拨杆与所述轴向位移传动件固定连接。

优选地，所述轴向位移传动件包括外调节套、内调节套和推力轴承；

推力轴承的第一轴承卡接在所述固定套筒移动端的外围；推力轴承的第二轴承套接在第二轴中位于所述固定套筒移动端以外部分的外围；

所述外调节套设置于推力轴承的第一轴承上，所述内调节套设置于推力轴承的第二轴承上；

所述外调节套靠近内调节套的那一端面开有凹腔，所述凹腔的内径大于所述内调节套的外径；所述内调节套的外表面上设有导向轨道；所述外调节套的凹腔套接于所述内调节套的外表面上并可沿所述导向轨道滑动。

优选地，第一轴心与第二轴心位于同一直线上。

其中，所述第一、第二、第三和第四转子盘上均设有距第一轴心相同距离且呈周向阵列的安装孔，第一、第二、第三和第四转子盘通过多根外连接杆固定连接；所述外连接杆穿插于安装孔内且与第一轴心平行。

优选地，第五转子盘和第六转子盘通过多根与第二轴心平行的第一外支轴固定连接；第七转子盘和第八转子盘通过多根与第二轴心平行的第二外支轴固定连接；

第六转子盘和第七转子盘之间还设有连接两转子盘的多根内支轴，主输出盘与内支轴滑动连接；多根内支轴与第二轴心平行且沿第二轴心周向阵列布置；所述主输出盘与第二轴固定。

其中，第一、第二、第三和第四转子盘均为导体盘；或

第一、第二、第三和第四转子盘中一个为导体盘，其他三个为磁盘；或

第一、第二、第三和第四转子盘中两个为导体盘，两个为磁盘。

第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘均为磁盘；或

第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘中一个为磁盘，其他三个为导体盘；或

第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘中两个为导体盘，两个为磁盘。

优选地，所述磁盘包括磁盘座和镶嵌于所述磁盘座上的梯形磁铁块。

优选地，所述导体盘由钢盘固定，在所述钢盘的背面，设有周向阵列的多个散热凹槽。

进一步优选地，所述钢盘的背面涂覆有石墨类散热层。

由以上技术方案可知，本申请中调速器的调速组件，利用轴向位移传动件，实现了拨杆沿与第二轴轴心平行的方向移动时，耦合输出转子沿与第二轴轴心平行的方向移动，拨杆移动的距离即耦合输出转子的移动距离，由于拨杆沿直线运动的位移精度可以非常精确的控制，因此耦合输出转子的位移精度亦可精确的控制，因此本申请的调速器具有较高的调节精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的调速器的结构示意图；

图2为图1所示调速器的中心截面图；

图3为图1所示调速器的结构分解图；

图4为根据一优选实施例示出的调速组件的结构示意图；

图5为图4所示调速组件的截面图；

图6为根据一优选实施例示出的磁盘的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据一优选实施例示出的调速器的结构示意图。

图2为图1所示调速器的中心截面图。

图3为图1所示调速器的结构分解图。

如图1～3所示，调速器包括与第一轴4相连接的原动力转子1，与第二轴5相连接的耦合输出转子2，以及与耦合输出转子2相连接的调速组件3。

原动力转子1包括同为第一轴心且依次固定连接的第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14。第一轴心与第一轴4的轴心重合。优选地，第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14的外径相同。第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14上均设有距第一轴心相同距离且呈周向阵列的安装孔，第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14通过多根外连接杆10固定连接；每根外连接杆10分别穿过第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14上的安装孔，并与第一轴心平行。

耦合输出转子2包括依次固定连接的第五转子盘20、第六转子盘21、主输出盘22、第七转子盘23和第八转子盘24。第五转子盘20、第六转子盘21、主输出盘22、第七转子盘23和第八转子盘24同轴心设置，定义轴心为第二轴心。优选地，第一轴心与第二轴心位于同一直线上。其中，第五转子盘20、第六转子盘21和第七转子盘23的外径相同，第八转子盘24的外径大于第四转子盘14的外径，主输出盘22的外径小于第五转子盘20的外径。第五转子盘20、第六转子盘21和第七转子盘23的外径小于第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14的外径。

第五转子盘20设置于第一转子盘11与第二转子盘12之间的空隙内。第六转子盘21和主输出盘22设置于第二转子盘12与第三转子盘13之间的空隙内。第七转子盘23设置于第三转子盘13与第四转子盘14之间的空隙内；第八转子盘24设置于第四转子盘14之外。第二轴与主输出盘22固定连接。

第五转子盘20和第六转子盘21通过多根与第二轴心平行的第一外支轴25固定连接。第一外支轴25沿第二轴心周向阵列布置。优选地，第一外支轴25的根数为6根。第七转子盘23和第八转子盘24通过多根与第二轴心平行的第二外支轴26固定连接。第二外支轴26沿第二轴心周向阵列布置。优选地，第二外支轴26的根数也为6根。

第六转子盘21和第七转子盘23之间还设有连接两转子盘的多根内支轴27，主输出盘22与内支轴27滑动连接；多根内支轴27与第二轴心平行且沿第二轴心周向阵列布置。优选地，内支轴27的根数为6根。作为优选方案，第一外支轴25的轴心与第二轴心的距离与第二外支轴26的轴心与第二轴心的距离相等，内支轴27的轴心与第二轴心的距离小于第一外支轴25(或第二外支轴26)的轴心与第二轴心的距离。

第二轴穿过第八转子盘24和第七转子盘23与主输出盘22朝向第七转子盘23的那一面固定连接。

图4为根据一优选实施例示出的调速组件的结构示意图。

图5为图4所示调速组件的截面图。

如图4和图5所示，调速组件3包括固定套筒30、轴向位移传动件31和拨杆32。固定套筒30套接于第二轴的外围，第八转子盘24套于固定套筒30的外围。固定套筒30的固定端301穿过第八转子盘24与第七转子盘23的朝向第八转子盘24的那一端面固定连接，固定套筒30的移动端302延伸至第八转子盘24的外端面之外。轴向位移传动件31固定在固定套筒30的移动端302，拨杆32与轴向位移传动件31固定连接。轴向位移传动件31用于在拨杆32被拨动时，将拨杆32的作用力转化为与第二轴心平行的作用力。本实施例中，第八转子盘24的外端面是指第八转子盘24中远离第七转子盘23的那一端面。

作为各实施例中的优选实施例，本申请中的轴向位移传动件31包括外调节套310、内调节套311和推力轴承312。推力轴承312的第一轴承卡接在固定套筒移动端302的外围，推力轴承的第二轴承套接在第二轴中位于固定套筒移动端302以外部分的外围。外调节套310设置于推力轴承的第一轴承上，内调节套311设置于推力轴承的第二轴承上。外调节套靠近内调节套的那一端面开有凹腔，凹腔的内径大于内调节套的外径；内调节套的外表面上设有导向轨道；外调节套的凹腔套接于内调节套的外表面上并可沿导向轨道滑动。

需要说明的是，本实施例中轴向位移传动件的结构只是示例性的，凡是在拨杆32的拨动下能够将拨杆32的作用力转化为与第二轴心平行的作用力的结构均落入本发明的保护范围。

在本实施例中，第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14可均为导体盘，对应地，第五转子盘20、第六转子盘21、第七转子盘23和第八转子盘24均为磁盘。

作为另一优选方案，第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14中一个为导体盘，其他三个为磁盘。对应地，第五转子盘20、第六转子盘21、第七转子盘23和第八转子盘24中一个为磁盘，其他三个为导体盘。

作为再一优选方案，第一转子盘11、第二转子盘12、第三转子盘13和第四转子盘14中两个为导体盘，两个为磁盘。对应地，第五转子盘20、第六转子盘21、第七转子盘23和第八转子盘24中两个为导体盘，两个为磁盘。

在上述各优选方案中，原动力转子1中的导体盘与耦合输出转子2的磁盘配对组合，导体盘和磁盘之间产生磁场力，该磁场力的大小与耦合输出转子2的转速成正比。同时，原动力转子1与耦合输出转子2之间的距离对磁场力产生影响，导体盘和磁盘之间间距大时，磁场力小，而导体盘和磁盘之间间距小时，磁场力大。

下面对本实施例中调速器的工作原理进行详细阐述。

通过执行器操作拨杆32拨动轴向位移传动件中的外调节套移动，外调节套在内调节套的导向轨道上沿与第二轴心平行的方向位移，位移距离通过推力轴承传递到固定套筒的移动端。固定套筒30的移动端将位移距离传递到固定套筒的固定端。固定套筒30的固定端固定在第七转子盘23上，第七转子盘23与第五转子盘20、第六转子盘21和第八转子盘24固定连接，则固定套筒固定端的位移距离通过第七转子盘23传递到第五转子盘20、第六转子盘21和第八转子盘24，从而实现耦合输出转子2与原动力转子1之间距离的改变。

由以上调速器的工作原理可知，本申请中调速器的调速组件3，利用轴向位移传动件，实现了拨杆32沿与第二轴轴心平行的方向移动时，耦合输出转子2沿与第二轴轴心平行的方向移动，拨杆32移动的距离即耦合输出转子2的移动距离，由于拨杆32沿直线运动的位移精度可以非常精确的控制，因此耦合输出转子2的位移精度亦可精确的控制，因此本实施例中的调速器具有较高的调节精度。同时由于本发明系统中无齿轮齿条机构部件，因此原动力转子1与耦合输出转子2之间不会产生装配间隙和机械磨损，也不存在卡齿现象。此外，本发明选用四组耦合盘能使原动力转子盘和耦合输出转子盘直径更小，故运行中转子盘产生的振动较小，调速器的运行则更加平稳。

图6为根据一优选实施例示出的磁盘的结构示意图。如图6所示，本实施例中原动力转子1和/或耦合输出转子2上安装的磁盘包括磁盘座60和镶嵌于磁盘座上的梯形磁铁块61。采用梯形磁铁块，使磁盘与导体盘之间的磁场更均匀，同时还可使导体盘中的涡流均匀分布，发热均匀，利于散热，同样的磁体体积使磁铁块与磁盘座具有内外均匀、更合理的占空比，并能产生更大的扭矩。

为了使导体盘能够具有较好的散热效果，导体盘由钢盘固定，在钢盘的背面，设有周向阵列的多个散热凹槽。优选地，散热凹槽的组数为6-10组。

进一步优选地，在导体盘的钢盘的背面涂覆有石墨类散热层，以使导体盘具有更为优越的散热功能。

需要说明的是，本实施例中原动力转子1和耦合输出转子2分别包括四个转子盘，其目的在于减少调速器高速运转产生的振动和噪音。在制造大功率调速器时需要把原动力转子1和耦合输出转子2的转子盘设计很大，在电机高速旋转时，转子盘的直径越大，甩动越大，抖动越严重，导致调速器整体震动大，使设备运行在不稳定环境中。本实施例中系统设计有8个转子盘，4个耦合盘组，而现有调节器中的结构均为两个耦合盘组，本实施例的结构是增加了二组耦合盘，同等直径的内外盘中，多产生了一倍的耦合功率。同等耦合功率的调节器，本申请中的转子盘的直径可缩小一倍，大大降低调速器的震动，使系统更稳定的转动运行。

由以上技术方案可知，本申请中的调速器具有较高的调节精度，不存在卡齿现象的产生，同时还具有运行更稳定的优点。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确方法，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种调速器，包括与第一轴相连接的原动力转子，与第二轴相连接的耦合输出转子，以及与耦合输出转子相连接的调速组件，其特征在于，

所述原动力转子包括同为第一轴心且依次固定连接的第一、第二、第三和第四转子盘；

所述耦合输出转子包括同为第二轴心依次固定连接的第五转子盘、第六转子盘、主输出盘、第七转子盘和第八转子盘；第五转子盘设置于第一转子盘与第二转子盘之间的空隙内；第六转子盘和所述主输出盘设置于第二转子盘与第三转子盘之间的空隙内；第七转子盘设置于第三转子盘与第四转子盘之间的空隙内；第八转子盘的盘径大于第四转子盘的盘径且设置于第四转子盘之外；第二轴与所述主输出盘固定连接；

所述调速组件包括固定套筒、轴向位移传动件和拨杆；所述固定套筒套接于第二轴的外围，所述固定套筒的固定端与第七转子盘的朝向第八转子盘的那一端面固定连接，第八转子盘套于所述固定套筒的外围；所述固定套筒的移动端位于第八转子盘的外端面之外；所述轴向位移传动件固定在所述固定套筒的移动端，所述拨杆与所述轴向位移传动件固定连接。

2.根据权利要求1所述的调速器，其特征在于，所述轴向位移传动件包括外调节套、内调节套和推力轴承；

推力轴承的第一轴承卡接在所述固定套筒移动端的外围；推力轴承的第二轴承套接在第二轴中位于所述固定套筒移动端以外部分的外围；

所述外调节套设置于推力轴承的第一轴承上，所述内调节套设置于推力轴承的第二轴承上；

所述外调节套靠近内调节套的那一端面开有凹腔，所述凹腔的内径大于所述内调节套的外径；所述内调节套的外表面上设有导向轨道；所述外调节套的凹腔套接于所述内调节套的外表面上并可沿所述导向轨道滑动。

3.根据权利要求1所述的调速器，其特征在于，第一轴心与第二轴心位于同一直线上。

4.根据权利要求3所述的调速器，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四转子盘上均设有距第一轴心相同距离且呈周向阵列的安装孔，第一、第二、第三和第四转子盘通过多根外连接杆固定连接；所述外连接杆穿插于安装孔内且与第一轴心平行。

5.根据权利要求4所述的调速器，其特征在于，第五转子盘和第六转子盘通过多根与第二轴心平行的第一外支轴固定连接；第七转子盘和第八转子盘通过多根与第二轴心平行的第二外支轴固定连接；

第六转子盘和第七转子盘之间还设有连接两转子盘的多根内支轴，主输出盘与内支轴滑动连接；多根内支轴与第二轴心平行且沿第二轴心周向阵列布置；所述主输出盘与第二轴固定。

6.根据权利要求1所述的调速器，其特征在于，第一、第二、第三和第四转子盘均为导体盘；或

第一、第二、第三和第四转子盘中一个为导体盘，其他三个为磁盘；或

第一、第二、第三和第四转子盘中两个为导体盘，两个为磁盘。

7.根据权利要求6所述的调速器，其特征在于，第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘均为磁盘；或

第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘中一个为磁盘，其他三个为导体盘；或

第五转子盘、第六转子盘、第七转子盘和第八转子盘中两个为导体盘，两个为磁盘。

8.根据权利要求6或7所述的调速器，其特征在于，所述磁盘包括磁盘座和镶嵌于所述磁盘座上的梯形磁铁块。

9.根据权利要求8所述的调速器，其特征在于，所述导体盘由钢盘固定，在所述钢盘的背面，设有周向阵列的多个散热凹槽。

10.根据权利要求9所述的调速器，其特征在于，所述钢盘的背面涂覆有石墨类散热层。