CN108696097A - 一种自对中型永磁联轴器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自对中型永磁联轴器，主要由内转子法兰轴套、磁耦合本体、外转子法兰轴套组成。本发明中的磁耦合本体因内永磁转子和外永磁转子设置的永磁磁钢N‐S磁极的磁吸力耦合作用，使得该永磁联轴器可传递扭矩，同时磁耦合本体中另设置有永磁悬浮磁钢通过N‐N磁极或S‐S磁极的相互排斥力作用，使得两永磁转子径向或径向与轴向均处于磁悬浮状态，保证了径向耦合磁钢气隙的相对均匀性，并解决了两永磁转子因装配误差、安装误差、安装受力不均等因素而可能造成偏心吸附在一起的技术难题。

Description

一种自对中型永磁联轴器
技术领域
本专利涉及机械传动技术领域，具体地，涉及一种自对中型永磁联轴器。
背景技术
永磁耦合器因其安装时无需精确对中、隔振减振效果好、后期维护工作量小、结构简单、适于各种恶劣工况等特性，正越来越多地在机械传动系统中得到应用。同步永磁联轴器主要由主动永磁转子和从动永磁转子构成，其又包括盘式结构和筒式结构。
盘式结构永磁联轴器轴向力较大，为了避免安装后产生附加轴向力，一般更多地采用筒式结构，即两永磁转子径向参与磁耦合，理论上数块主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢的N‐S磁极吸力大小相等，合力为零，即两转子处于“磁拉力平衡状态”，但由于加工、装配误差、现场安装误差等因素，两永磁转子的磁耦合气隙并不均匀一致，势必存在气隙大小的差异，即存在了一定的磁偏心吸力，当两永磁转子吸附在一起时，现场往往难以分离，导致无法安装使用。现场安装时为了避免两永磁转子偏心吸附到一起，需要对两转子施加一定的约束。
中国发明专利(授权公告号：CN104038020B)公开了一种永磁耦合联轴器自对中保护装置，该装置在安装时通过锥面配合对两永磁转子进行定位，安装完成后将定位锥套进行移位，保证两永磁转子的非接触扭矩传递。但是此结构中的定位锥套仅在安装定位时使用，定位完成后仍需对其进行固定，这增加了元件数目及重量，结构较为复杂。同时，固定定位锥套所需螺钉的数量较多，而高速旋转时决不允许数只螺钉等紧固件以悬臂形式安装于远离回转中心处。因此，此结构虽然能够对同步永磁联轴器两转子进行定位，但结构复杂，安装效率低，安全可靠性不高，存在一定的安全隐患。
发明内容
本专利所要解决的技术问题是克服现有技术中同步永磁联轴器存在的两永磁转子偏心吸附及对中问题。
为此，本专利提供一种自对中型永磁联轴器，包括内转子法兰轴套、磁耦合本体和外转子法兰轴套，所述磁耦合本体为包括内永磁转子与外永磁转子的磁耦合传动和磁耦合悬浮部分，所述内永磁转子包括内转子载体、内转子悬浮磁钢和内转子永磁磁钢，所述外永磁转子包括外转子载体、外转子悬浮磁钢、外转子永磁磁钢；其中，所述内转子永磁磁钢、内转子悬浮磁钢设置在内转子载体外周上，所述外转子永磁磁钢、外转子悬浮磁钢设置在外转子载体内周上，内转子永磁磁钢与外转子永磁磁钢径向相对设置，内转子永磁磁钢与外转子永磁磁钢之间存在气隙，内转子悬浮磁钢与外转子悬浮磁钢径向相对设置，内转子悬浮磁钢与外转子悬浮磁钢之间存在气隙。
优选地，所述外转子永磁磁钢与所述内转子永磁磁钢分别布置在外转子载体和内转子载体的中部，磁路采用N‐S磁极交替排列或Halbach阵列结构，构成磁耦合传动部分。
优选地，所述外转子悬浮磁钢布置在所述外转子载体内周的两端，所述内转子悬浮磁钢布置在所述内转子载体内周的两端，构成磁耦合悬浮部分。
优选地，所述外转子悬浮磁钢布置在所述外转子磁钢的轴向两侧，所述内转子悬浮磁钢布置在所述内转子磁钢的轴向两侧，构成磁耦合悬浮部分。
优选地，内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢形成的磁路采用N‐N磁极或S‐S磁极结构。
优选地，内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢均轴向水平设置，两者之间在径向上相对布置，依靠N‐N磁极或S‐S磁极的磁斥力使得两者之间处于径向悬浮状态。
优选地，内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢相对轴向倾斜设置，两者之间平行布置，依靠N‐N磁极或S‐S磁极的磁斥力使得两者之间处于径向和轴向悬浮状态。
优选地，所述外转子载体可以为分体式结构，包括用以分别设置两个外转子悬浮磁钢的两个外转子悬浮磁钢载体部，以及设置外转子永磁磁钢的外转子永磁磁钢载体部，外转子永磁磁钢载体部位于两个外转子悬浮磁钢载体部之间。
优选地，外转子永磁磁钢载体部与两个外转子悬浮磁钢载体部之间为刚性连接。
优选地，内转子法兰轴套与内转子载体、外转子法兰轴套与外转子载体均采用紧固件连接。
通过上述技术方案，本专利具有如下的技术效果：
1、本专利中的磁耦合本体因内永磁转子和外永磁转子的N-S磁极的磁吸力耦合传动作用，使得两永磁转子依靠永磁磁力组合在一起。同时内永磁转子、外永磁转子轴向两侧布置的永磁悬浮磁钢通过N-N磁极或S-S磁极的相互排斥力作用，使得两永磁转子径向或径向与轴向均处于磁悬浮状态，保证了径向耦合磁钢气隙的相对均匀性，解决了两永磁转子因装配误差、安装误差、安装受力不均等因素而可能造成偏心吸附在一起的技术难题。
2、本专利所述的自对中型永磁联轴器采用内转子法兰轴套、外转子法兰轴套与磁耦合本体的分体联接，即采用双法兰轴套结构，安装时可先将内转子轴套或外转子轴套各自安装于驱动轴或负载轴，之后再将双法兰轴套分别与磁耦合本体进行联接，安装与拆卸方便，避免了安装时对中间磁耦合部分的加热和剧烈敲击而引起的退磁问题。
3、该自对中型永磁联轴器相对于现有技术而言，结构精炼，体积小，重量轻，安全可靠，使用寿命长，经济效益好。
本专利的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本专利的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利，但并不构成对本专利的限制。在附图中：
图1是本专利的自对中型永磁联轴器的一种优选实施例的结构及磁路示意图。
图2是本专利的自对中型永磁联轴器的另一种优选实施例的结构及磁路示意图。
图3是本专利的自对中型永磁联轴器可选地一种磁路截面示意图。
图4是本专利的自对中型永磁联轴器可选地另一种磁路截面示意图。
附图标记说明
1、内转子法兰轴套；2、内转子载体；3，8、内转子悬浮磁钢；4，7、外转子悬浮磁钢；5、外转子永磁磁钢；6、内转子永磁磁钢；9、外转子载体；10、外转子法兰轴套。
具体实施方式
以下结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利，并不用于限制本专利。
在本专利中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“外”通常是指如图1所示的沿径向远离轴的方向，使用的方位词如“内”通常是指如图1所示的沿径向接近轴的方向。
实施例一
如图1所示，该自对中型永磁联轴器主要由内转子法兰轴套1、磁耦合本体、外转子法兰轴套10组成，其中，磁耦合本体为由内永磁转子与外永磁转子构成的磁耦合部分；内永磁转子又包括内转子载体2、内转子悬浮磁钢3、8和内转子永磁磁钢6；外永磁转子又包括外转子载体9、外转子悬浮磁钢4、7和外转子永磁磁钢5。
外转子永磁磁钢5与内转子永磁磁钢6分别布置在外转子载体9和内转子载体2中部，磁路采用N-S磁极交替排列或Halbach阵列结构，构成磁耦合传动部分，两转子永磁磁钢之间存在气隙，依靠磁吸力来传递转矩与转速。
外转子悬浮磁钢4、7与内转子悬浮磁钢3、8分别布置在外转子载体9和内转子载体2的两端，两转子磁路全部采用N-N或S-S磁极结构，使得两永磁转子处于磁斥力悬浮状态。外转子悬浮磁钢与内转子悬浮磁钢之间存在气隙，构成磁耦合悬浮部分。
内转子法兰轴套1与内转子载体2、外转子法兰轴套10与外转子载体9均采用螺栓等紧固件进行连接。
其中，外转子永磁磁钢5与内转子永磁磁钢6分别布置在外转子载体9与内转子载体2中部，两者之间设置有气隙，依靠N-S磁极磁吸力耦合来传递扭矩。外转子悬浮磁钢4、7与内转子悬浮磁钢3、8分别布置在外转子载体9和内转子载体2两端，呈径向相对布置，依靠N-N或S-S磁极的磁斥力使得两永磁转子处于径向悬浮状态。
图3、图4为本专利可选地自对中型永磁联轴器的磁路截面示意图。其中左图为内、外转子永磁磁钢的磁路截面示意图，右图为内、外转子悬浮磁钢的磁路截面示意图。
图4是本专利的自对中型永磁联轴器可选地另一种磁路截面示意图。
实施例二
本专利具有另一优选的自对中型永磁联轴器，如图2所示，其结构上与实施例一的区别在于外转子悬浮磁钢4、7与内转子悬浮磁钢3、8分别布置在外转子载体9和内转子载体2两端，且两转子磁钢倾斜一定角度平行布置，依靠N-N极或S-S磁极的磁斥力使得两永磁转子处于径向和轴向悬浮状态。
实施例三
本专利具有再一优选的自对中型永磁联轴器，其中，外转子载体为分体式结构，包括用以分别设置两个外转子悬浮磁钢的两个外转子悬浮磁钢载体部，以及设置外转子永磁磁钢的外转子永磁磁钢载体部，外转子永磁磁钢载体部位于两个外转子悬浮磁钢载体部之间，外转子永磁磁钢载体部与两个外转子悬浮磁钢载体部之间为刚性连接，形成一体结构。
以上结合附图详细描述了本专利的优选实施方式，但是，本专利并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利的技术构思范围内，可以对本专利的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本专利的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本专利对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：该自对中型永磁联轴器包括内转子法兰轴套、磁耦合本体和外转子法兰轴套，所述磁耦合本体为包括内永磁转子与外永磁转子的磁耦合传动和磁耦合悬浮部分，所述内永磁转子包括内转子载体、内转子悬浮磁钢和内转子永磁磁钢，所述外永磁转子包括外转子载体、外转子悬浮磁钢和外转子永磁磁钢；其中，所述内转子永磁磁钢、内转子悬浮磁钢设置在内转子载体外周上，所述外转子永磁磁钢、外转子悬浮磁钢设置在外转子载体内周上，内转子永磁磁钢与外转子永磁磁钢径向相对设置，内转子永磁磁钢与外转子永磁磁钢之间存在气隙，内转子悬浮磁钢与外转子悬浮磁钢径向相对设置，内转子悬浮磁钢与外转子悬浮磁钢之间存在气隙。
2.如权利要求1所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：所述外转子永磁磁钢与所述内转子永磁磁钢分别布置在外转子载体和内转子载体的中部，磁路采用N-S磁极交替排列或Halbach阵列结构，构成磁耦合传动部分。
3.如权利要求1所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：所述外转子悬浮磁钢布置在所述外转子载体内周的两端，所述内转子悬浮磁钢布置在所述内转子载体内周的两端，构成磁耦合悬浮部分。
4.如权利要求1所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：所述外转子悬浮磁钢布置在所述外转子磁钢的轴向两侧，所述内转子悬浮磁钢布置在所述内转子磁钢的轴向两侧，构成磁耦合悬浮部分。
5.如权利要求3或4所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢形成的磁路采用N-N磁极或S-S磁极结构。
6.如权利要求5所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢均轴向水平设置，两者之间在径向上相对布置，依靠N-N磁极或S-S磁极的磁斥力使得两者之间处于径向悬浮状态。
7.如权利要求5所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：内转子悬浮磁钢和外转子悬浮磁钢相对轴向倾斜设置，两者之间平行布置，依靠N-N磁极或S-S磁极的磁斥力使得两者之间处于径向和轴向悬浮状态。
8.如权利要求6或7所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：所述外转子载体可以为分体式结构，包括用以分别设置两个外转子悬浮磁钢的两个外转子悬浮磁钢载体部，以及设置外转子永磁磁钢的外转子永磁磁钢载体部，外转子永磁磁钢载体部位于两个外转子悬浮磁钢载体部之间。
9.如权利要求8所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：外转子永磁磁钢载体部与两个外转子悬浮磁钢载体部之间为刚性连接。
10.如权利要求1-4、6、7、9之任一项所述的一种自对中型永磁联轴器，其特征在于：内转子法兰轴套与内转子载体、外转子法兰轴套与外转子载体均采用紧固件连接。
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