CN107070173A - 一种电控摆臂式调速型磁力耦合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分,其通过电机提供的动力,带动双导体环外环和内环转动,在磁耦合作用下带动磁体轮一起转动,当伺服电机驱动时,带动滚珠丝杠转动,滚珠丝杠母左/右移动,与丝杠母刚性连接的一对摆臂以转轴为支点做摆动,带动与摆臂刚性连接的磁体轮沿着滚珠花键轴轴向移动,因此通过调节耦合面积大小,进而改变负载端的扭矩及转速变化,实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小,达到负载调速和节能的目的。本发明为机械装置,不同于变频器调速,运行时不会产生谐波,对负载设备不会造成影响。
Description
技术领域
本发明属于机械工程中的传动领域,具体是一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,它可以广泛用于矿山采掘,建材,煤炭,港口,电力,冶金,水利,化工等行业中的电机上,或各种负载之间的用于负载设备对速度可调的场合。
背景技术
在现有已知的磁力调速装置中,类似于平面式的磁力调速装置,都是两个导体盘,两个磁体盘,通过齿轮齿条或杠杆的转动来调整导体盘和磁体盘的气隙的,在恶劣的工况下,齿条和齿轮易被污物填塞而卡住,长期运转也因齿轮和齿条的磨损从而导致气隙调整的精度失效。在上述的结构中磁体盘和导体盘的耦合仅用了磁体的单面,而另一面用导磁钢板将磁力线封闭,永磁体的磁耦合性能只利用了一半,且由于采用两个磁体盘,其装置重量增加,悬臂较长,易引起振动,从而其整个装置可靠性大大降低。另外,变频器是采用IGBT等开关器件将工频转变为特定频率,进而调节电机转速。在运行中会产生大量的谐波污染和电磁辐射干扰,影响周边电器的正常工作,使电器元件发热,损坏,造成设备误动作,影响电器元件和设备的的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种区别于其他类型的调速型磁力装置,其采用了双导体环,单磁体轮的磁耦合结构,气隙恒定不变,双导体环通过传动盘,传动轴和联轴器与电机轴刚性连接在一起且没有轴向位移,只有磁体轮在电控型伺服电机驱动条件下,在花键轴上做相应的轴向位移,通过角位移与直线位移变化的方式进行调节。通过调节导体环和磁体有效耦合面积,实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小,从而使得负载端的工作机的速度变化, 达到负载调速和节能的目的。
本发明采取的技术方案是:一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分。所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器1,与驱动端联轴器1相连接的传动轴2,所述传动轴2上固定有左端第一轴承4、左端第二轴承6、左轴承支座5、左前端压盖3和左后端压盖7,所述左轴承支座5同时与位于箱体25左端的箱体左端盖8连接,所述传动轴2的右端位于箱体25内部,在其右端上连接有传动盘36,传动盘36的右侧连接有外钢环32和内钢环35,外钢环32上连接有外铜环33,内钢环35上连接有内铜环34,所述传动盘36外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34和传动轴2刚性连接成一体,整体固定在箱体25左半部,通过驱动端联轴器1和驱动轴相连,在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力。所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮30、均匀嵌入分布在磁体轮8槽内的一组磁体31、与磁体轮30相连接的花键副轮毂29、与花键副轮毂29相连接的轴承27、与轴承27相连接的滑动轴套26,在滑动轴套26水平方向设有一对第一滑移短轴28,第一滑移短轴28固定在滚珠花键轴22的花键副上,所述滚珠花键轴22的右端伸出箱体25右端部,在滚珠花键轴22的右端上固定有右端轴承20、右轴承支座19、右前端压盖21和右后端压盖24,所述右轴承支座19同时与位于箱体25右端的箱体右端盖18连接,将其整体固定在箱体25的右半部;所述箱体25内部还安装有一对轴承支座,即底部第一轴承支座38和底部第二轴承支座37,在该对轴承支座内安装有一根转轴36,转轴36的两端固定连接一对摆臂16;同时在箱体顶部也安装一对轴承支座,即顶部第一轴承支座12和顶部第二轴承支座17,在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠13,滚珠丝杠13的丝杠母上连接有螺母套14,在螺母套14水平方向设有一对第二滑移短轴15,第一滑移端轴28和第二滑移短轴15均安装在摆臂16的相对槽中;所述滚珠丝杠的左端通过联轴器11连接减速机10,减速机10与电控型伺服电机9相连。
所述外钢环32和内钢环35构成双导体筒结构,所述驱动端联轴器1通过驱动端电机提供动力,带动双导体筒转动,与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮30槽中的磁体31的磁场下作切割磁力线运动,从而产生电涡流进而产生磁耦合现象,带动磁体轮开始缓慢转动,滚珠花键轴22随着转动,跟滚珠花键轴22连接的负载轴跟随转动。
所述箱体上设有液体进出口,用于对外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34采用管路旋转喷射方式进行冷却。
所述磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体31沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮30。
所述电控型伺服电机9为电气控制型电机,当伺服电机驱动时,带动滚珠丝杠13转动,滚珠丝杠母左/右移动,与丝杠母刚性连接的一对摆臂16以转轴36为支点做摆动,带动与摆臂16刚性连接的磁体轮30沿着滚珠花键轴22轴向移动,从而调节导体环和磁体31有效耦合面积,进而改变负载端的扭矩及转速变化。
本发明的有益效果是:本电控摆臂式调速型磁力耦合器,通过电机提供动力,带动双导体环(钢环和铜环)转动,在磁耦合作用下带动磁体轮一起转动,当伺服电机驱动时,带动滚珠丝杠转动,滚珠丝杠母左/右移动,此时与丝杠母刚性连接的一对摆臂以转轴为支点做摆动,带动与摆臂刚性连接的磁体轮沿着滚珠花键轴轴向移动。这样通过调节耦合面积大小,从而改变负载端的扭矩及转速变化,实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小,达到负载调速和节能的目的。调速型磁力耦合器为机械装置,不同于变频器调速,运行时不会产生谐波,对负载设备不会造成影响,提供了一个简单易行的方法。
附图说明
图1为电控摆臂式调速型磁力耦合器全/无耦合器示意图。
图2为电控摆臂式调速型磁力耦合器摆臂左剖视示意图。
图3为磁体轮嵌入磁体的充磁方向示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1至图3所示,一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分。所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器1,与驱动端联轴器1相连接的传动轴2,所述传动轴2上固定有左端第一轴承4、左端第二轴承6、左轴承支座5、左前端压盖3和左后端压盖7,所述左轴承支座5同时与位于箱体25左端的箱体左端盖8连接,所述传动轴2的右端位于箱体25内部,在其右端上连接有传动盘36,传动盘36的右侧连接有外钢环32和内钢环35,外钢环32上连接有外铜环33,内钢环35上连接有内铜环34,所述传动盘36外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34和传动轴2刚性连接成一体,整体固定在箱体25左半部,通过驱动端联轴器1和驱动轴相连,在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力。所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮30、均匀嵌入分布在磁体轮8槽内的一组磁体31、与磁体轮30相连接的花键副轮毂29、与花键副轮毂29相连接的轴承27、与轴承27相连接的滑动轴套26,在滑动轴套26水平方向设有一对第一滑移短轴28,第一滑移短轴28固定在滚珠花键轴22的花键副上,所述滚珠花键轴22的右端伸出箱体25右端部,在滚珠花键轴22的右端上固定有右端轴承20、右轴承支座19、右前端压盖21和右后端压盖24,所述右轴承支座19同时与位于箱体25右端的箱体右端盖18连接,将其整体固定在箱体25的右半部;所述箱体25内部还安装有一对轴承支座,即底部第一轴承支座38和底部第二轴承支座37,在该对轴承支座内安装有一根转轴36,转轴36的两端固定连接一对摆臂16;同时在箱体顶部也安装一对轴承支座,即顶部第一轴承支座12和顶部第二轴承支座17,在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠13,滚珠丝杠13的丝杠母上连接有螺母套14,在螺母套14水平方向设有一对第二滑移短轴15,第一滑移端轴28和第二滑移短轴15均安装在摆臂16的相对槽中;所述滚珠丝杠的左端通过联轴器11连接减速机10,减速机10与电控型伺服电机9相连。
本磁力耦合器中,外钢环32和内钢环35构成双导体筒结构,所述驱动端联轴器1通过驱动端电机提供动力,带动双导体筒转动,与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮30槽中的磁体31的磁场下作切割磁力线运动,从而产生电涡流进而产生磁耦合现象,带动磁体轮开始缓慢转动,滚珠花键轴22随着转动,跟滚珠花键轴22连接的负载轴跟随转动。另外,箱体上设有液体进出口,用于对外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34采用管路旋转喷射方式进行冷却。
本磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体31沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮30。永磁体的材料以高性能的稀土合金中的铷铁硼为主,磁体盘的材料以铝,铜,奥氏体不锈钢等非磁化材料为主,铜环以非磁化材料的金属材料,铜为主,其钢环材料用可磁化的钢材制造。
本磁力耦合器通过在电机提供动力,带动双导体环外环和内环转动,在磁耦合作用下带动磁体轮30一起转动,当伺服电机驱动时,带动滚珠丝杠13转动,滚珠丝杠母左/右移动,与丝杠母刚性连接的一对摆臂16以转轴36为支点做摆动,带动与摆臂16刚性连接的磁体轮30沿着滚珠花键轴22轴向移动。通过调节耦合面积大小,从而改变负载端的扭矩及转速变化。实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小,达到负载调速和节能的目的。
基于上述结构的磁力耦合器,它通过调节耦合面积大小,从而改变负载端的扭矩及转速变化,实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小,达到负载调速和节能的目的。双导体环单磁体轮结构和执行器整体式安装,属于机械装置,不同于变频器调速,运行时不会产生谐波,对负载设备不会造成影响,稳定可靠性比较好。当调速的过程中,负载所需的动力大小是自动化可控的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围,凡采用等同替换等方式所获得的技术方案,均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其特征在于:包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分;
所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器(1),与驱动端联轴器(1)相连接的传动轴(2),所述传动轴(2)上固定有左端第一轴承(4)、左端第二轴承(6)、左轴承支座(5)、左前端压盖(3)和左后端压盖(7),所述左轴承支座(5)同时与位于箱体(25)左端的箱体左端盖(8)连接,所述传动轴(2)的右端位于箱体(25)内部,在其右端上连接有传动盘(36),传动盘(36)的右侧连接有外钢环(32)和内钢环(35),外钢环(32)上连接有外铜环(33),内钢环(35)上连接有内铜环(34),所述传动盘(36)外钢环(32)、内钢环(35)、外铜环(33)、内铜环(34)和传动轴(2)刚性连接成一体,整体固定在箱体(25)左半部,通过驱动端联轴器(1)和驱动轴相连,在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力;
所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮(30)、均匀嵌入分布在磁体轮(8)槽内的一组磁体(31)、与磁体轮(30)相连接的花键副轮毂(29)、与花键副轮毂(29)相连接的轴承(27)、与轴承(27)相连接的滑动轴套(26),在滑动轴套(26)水平方向设有一对第一滑移短轴(28),第一滑移短轴(28)固定在滚珠花键轴(22)的花键副上,所述滚珠花键轴(22)的右端伸出箱体(25)右端部,在滚珠花键轴(22)的右端上固定有右端轴承(20)、右轴承支座(19)、右前端压盖(21)和右后端压盖(24),所述右轴承支座(19)同时与位于箱体(25)右端的箱体右端盖(18)连接,将其整体固定在箱体(25)的右半部;所述箱体(25)内部还安装有一对轴承支座,即底部第一轴承支座(38)和底部第二轴承支座(37),在该对轴承支座内安装有一根转轴(36),转轴(36)的两端固定连接一对摆臂(16);同时在箱体顶部也安装一对轴承支座,即顶部第一轴承支座(12)和顶部第二轴承支座(17),在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠(13),滚珠丝杠(13)的丝杠母上连接有螺母套(14),在螺母套(14)水平方向设有一对第二滑移短轴(15),第一滑移端轴(28)和第二滑移短轴(15)均安装在摆臂(16)的相对槽中;所述滚珠丝杠的左端通过联轴器(11)连接减速机(10),减速机(10)与电控型伺服电机(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其特征在于:所述外钢环(32)和内钢环(35)构成双导体筒结构,所述驱动端联轴器(1)通过驱动端电机提供动力,带动双导体筒转动,与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮(30)槽中的磁体(31)的磁场下作切割磁力线运动,从而产生电涡流进而产生磁耦合现象,带动磁体轮开始缓慢转动,滚珠花键轴(22)随着转动,跟滚珠花键轴(22)连接的负载轴跟随转动。
3.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其特征在于:所述箱体上设有液体进出口,用于对外钢环(32)、内钢环(35)、外铜环(33)、内铜环(34)采用管路旋转喷射方式进行冷却。
4.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其特征在于:所述磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体(31)沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮(30)。
5.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,其特征在于:所述电控型伺服电机(9)为电气控制型电机,当伺服电机驱动时,带动滚珠丝杠(13)转动,滚珠丝杠母左/右移动,与丝杠母刚性连接的一对摆臂(16)以转轴(36)为支点做摆动,带动与摆臂(16)刚性连接的磁体轮(30)沿着滚珠花键轴(22)轴向移动,从而调节导体环和磁体(31)有效耦合面积,进而改变负载端的扭矩及转速变化。
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CN201710251084.XA Active CN107070173B (zh) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | 一种电控摆臂式调速型磁力耦合器 |
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CN (1) | CN107070173B (zh) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112786341A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-05-11 | 上海思源高压开关有限公司 | 一种高压开关机构保护装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102624198A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 林贵生 | 带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置 |
CN106130314A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-16 | 南京迪瓦机械制造有限公司 | 一种柔性智能调速型磁力耦合器 |
CN206790333U (zh) * | 2017-04-18 | 2017-12-22 | 南京迪瓦机械制造有限公司 | 一种电控摆臂式调速型磁力耦合器 |
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2017
- 2017-04-18 CN CN201710251084.XA patent/CN107070173B/zh active Active
Patent Citations (3)
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CN102624198A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-01 | 林贵生 | 带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置 |
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