CN109245487A - 一种新型盘式调速型磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，特指一种新型盘式调速型磁力耦合器。其由主动盘总成、从动盘总成和调速装置总成组成。通过拨动拨块，使与拨块固定连接的圆柱销沿从动轴上的直槽内壁及调速套筒上的斜槽内壁轴向移动，从而驱动调速套筒转动，调速套筒通过螺钉固定连接在调速盘上，调速盘上固定连接有若干对穿过永磁体盘内、外弧形槽的柱形连杆，柱形连杆另一端固定连接若干个扇形导磁板，调速套筒转动时带动柱形连杆在永磁体盘内、外弧形槽内移动，使导磁板跟着转动，从而改变磁力耦合器工作时永磁体与铜导体盘之间的磁路，最终达到磁力耦合器调速地目的。

Description

一种新型盘式调速型磁力耦合器

技术领域

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，是一种非接触永磁涡流传动装置，具体是一种新型盘式调速型磁力耦器，主要应用于煤炭、化工、发电、农业、船舶等行业的电机和负载之间，作为动力传递和调速的传动系统。

背景技术

磁力耦合器是一种新型的非接触式永磁涡流传动装置，消除了电机轴和负载轴之间的刚性连接，使电机端和负载端之间的振动隔离，互不影响；容许更大的对中误差，当设备受到大冲击、过载时保护设备；提供软启动功能。

在机械工程领域，风机、水泵类负载是量大面广的常用设备，其用电量占全国总用电量的比例十分巨大，大部分风机、泵类负载都采用挡板或阀门的机械节流方式来调节风量或流量，浪费电能极其严重，利用磁力耦合器对风机、水泵类负载进行调速控制，节电效果十分显著，达到节能降耗的目的。

磁力耦合器分为与输入端相连的铜导体转子和与输出端相连的永磁体转子，通过调整铜导体转子和永磁体转子之间的气隙来调整输出的转矩，从而实现调速目的。

上述磁力耦合器存在以下缺陷：(1)通过调节铜导体转子和永磁体转子之间的气隙长度来进行调速，增加了磁力耦合器的轴向安装距离，使其结构不紧凑；(2)磁力耦合器长时间工作后，永磁体会出现温升，而永磁体盘结构不利于永磁体散热，若温度过高，会影响磁力耦合器正常工作；(3)由于气隙大小与装置结构的限制，磁力耦合器调速范围小。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型盘式调速型磁力耦合器，该装置结构紧凑、散热性能好、调速范围广，能快速实现磁力耦合器调速。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种新型盘式调速型磁力耦合器，由主动盘总成、从动盘总成和调速装置总成组成；所述主动盘总成包括主动轴、主动轴套筒、散热盘、导体轭铁盘和铜导体盘；所述从动盘总成包括永磁体盘、永磁体总成和从动轴，永磁体盘上设有与永磁体数目相同的梯形凹槽和永磁体数目一半的内、外弧形槽，永磁体总成为一永磁体与轭铁固定安装结构；所述调速装置总成包括导磁板、柱形连杆、调速盘、调速套筒、圆柱销和拨块，通过拨动拨块，使与拨块固定连接的圆柱销沿从动轴上的直槽内壁及调速套筒上的斜槽内壁轴向移动，从而驱动调速套筒转动，调速套筒通过螺钉固定连接在调速盘上，调速盘上固定连接有若干对穿过永磁体盘内、外弧形槽的柱形连杆，柱形连杆另一端固定连接若干个扇形导磁板，调速套筒转动时带动柱形连杆在永磁体盘内、外弧形槽内移动，使导磁板跟着转动，从而改变永磁体与铜导体盘之间的磁路。

作为优选，所述永磁体盘上设有与永磁体数目和截面相同的凹形槽以及永磁体数目一半的内、外弧形槽，内、外弧形槽分别位于放置N极永磁体的凹形槽内外两侧，且内、外弧形槽的圆周角度与调速套筒上斜槽的旋转角度相同，每对柱形连杆分别穿过内、外弧形槽与调速盘固定连接。

作为优选，所述柱形连杆为一圆柱直杆，成对存在，柱形连杆侧面分别和调速盘上内、外弧形槽内壁接触配合且两端分别与导磁板和调速盘固定连接。

作为优选，所述导磁板为一种由导磁材料制成的扇形板，扇形面积能覆盖整个N极永磁体和相邻的N、S极之间的区域。

作为优选，所述圆柱销和从动轴直槽、调速套筒斜槽接触配合，在不进行调速时，圆柱销起到周向固定的作用，使调速套筒和从动轴同步转动。

有益效果：

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：

(1)通过改变磁力耦合器工作时的磁路来实现调速，在调速时不改变主、从动盘的整体相对位置，有效的利用空间，使磁力耦合器结构更紧凑。

(2)在永磁体盘上开有贯穿的内、外弧形槽，磁力耦合器工作时，会将热量从永磁体盘内部通过弧形槽传递出来，提高了永磁体盘的散热性能。

(3)本发明结构简单，磁力耦合器转速调节范围较大。

附图说明

图1是本发明提供的一种新型盘式调速型磁力耦合器结构示意图；

图2是本发明提供的一种新型盘式调速型磁力耦合器调速装置总成示意图；

图3是本发明提供的一种新型盘式调速型磁力耦合器永磁体盘结构示意图；

图4是本发明提供的一种新型盘式调速型磁力耦合器散热盘示意图；

图5是本发明提供的一种新型盘式调速型磁力耦合器调速时主要磁路变化示意图。

对本发明专利中的标注做如下说明：Ⅰ、主动盘总成；Ⅱ、从动盘总成；Ⅲ、调速装置总成；1、主动轴；2、主动轴套筒；3、导体轭铁盘；4、铜导体盘；5、导磁板；6、调速盘；7、19、螺钉；8、调速套筒；9、斜槽；10、拨块；11、从动轴；12、圆柱销；13、直槽；14、20、键；15、柱形连杆；16、永磁体盘；17、双头螺栓；18、散热盘；21、永磁体总成；22、内弧形槽；23、外弧形槽；a、主磁路；b、导磁路。

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、完整地描述。

本发明的实施例：一种新型盘式调速型磁力耦合器，由主动盘总成Ⅰ、从动盘总成Ⅱ和调速装置总成Ⅲ组成；所述主动盘总成Ⅰ包括主动轴1、主动轴套筒2、散热盘18、导体轭铁盘3、铜导体盘4和双头螺栓17，主动轴1右端与主动轴套筒2通过键14连接，主动轴套筒2通过螺钉7连接在导体轭铁盘3上，散热盘18和铜导体盘4通过双头螺栓17分别固定连接在导体轭铁盘3左右两侧；所述从动盘总成Ⅱ包括永磁体盘16、永磁体总成21和从动轴11，从动轴11左端与永磁体盘16通过键20连接，永磁体盘16上设有与永磁体数目相同的梯形凹槽和永磁体数目一半的内弧形槽22和外弧形槽23，永磁体总成21为一永磁体与同等面积的轭铁固定安装的结构并通过粘接的方式嵌入永磁体盘上相应的凹槽内，随从动轴11一起转动；所述调速装置总成Ⅲ包括导磁板5、柱形连杆15、调速盘6、调速套筒8、圆柱销12和拨块10，穿过永磁体盘内弧形槽22和外弧形槽23的柱形连杆15一端固定连接着导磁板5，另一端固定在调速盘6上，导磁板5随调速盘6同步转动，调速盘6的右侧通过螺钉19连接调速套筒8，调速套筒8空套在从动轴11上，调速套筒8与从动轴11上分别加工有斜槽9和直槽13，拨块10空套在调速套筒8上，在拨块的圆形通孔中插入圆柱销12，且圆柱销12与调速套筒8上的斜槽9和主动轴直槽13的内壁同时接触配合，调速套筒上斜槽9的旋转角度与永磁体盘上的弧形槽的圆周角度保持相等，拨块10可以连同圆柱销12在调速套筒8上轴向滑动，同时调速套筒8右端抵住从动轴11轴肩以保持其轴向固定。

工作原理：当拨块10位于调速套筒8最右端且保持周向固定时，主动盘总成Ⅰ由动力源带动并旋转，与从动盘总成Ⅱ上N、S极交替的永磁体产生相对运动，通过电磁感应原理，在铜导体盘4中产生感应涡流，感应涡流产生的感应磁场与永磁体总成21中的永磁体产生的原磁场相互作用并产生电磁转矩，带动从动盘总成Ⅱ整体转动。

调速原理：拨块10沿从动轴直槽13缓慢移动时，圆柱销12带动调速套筒8产生相对转动，而调速套筒8和调速盘6通过螺钉19固定连接，调速盘6上固定连接有若干柱形连杆15，柱形连杆15穿过永磁体盘16的内弧形槽22和外弧形槽23并和导磁板5固定连接，所以拨块10的轴向移动带动导磁板5缓慢转动；如图5所示，当拨块10处于直槽13最右端时，磁力耦合器工作的主要磁路是主磁路a，由于N极永磁体被导磁板5覆盖，且导磁板5的导磁率大于空气导磁率，使N极永磁体侧气隙变小，传递的转矩增大，此时的磁力耦合器输出转速最大；当拨块10沿从动轴11上的直槽13缓慢向左滑动时，磁力耦合器工作的主要磁路有主磁路a、导磁路b，因为导磁板5的导磁率远大于空气的导磁率，所以当拨块10向左滑动时，主磁路a的磁通密度逐渐减小，导磁路b的磁通密度逐渐增大，使铜导体盘4中产生涡流相对减小，则磁力耦合器传递的转矩减小，输出转速也相应减小；当拨块10处于直槽13最左端时，磁力耦合器工作的主要磁路是导磁路b，导磁板5与相邻的N、S极永磁体连接在一起，使工作时主磁路a的磁通密度大大降低，铜导体盘4产生的感应涡流很小，此时磁力耦合器传递的输出转矩最小，输出转速也最小，故通过调节导磁板5的位置达到调速目的。

具体的，通过移动导磁板5进行调速的具体步骤为：推动拨块10，由于拨块10圆形通孔中插入圆柱销12，且圆柱销12与调速套筒8上的斜槽9和从动轴11上直槽13的内壁同时接触配合，带动调速套筒8相对转动，调速套筒8通过螺钉19和调速盘6固定连接，故调速盘6随着转动，调速盘6上固定安装若干成对的柱形连杆15，柱形连杆15与永磁盘上内弧形槽22和外弧形槽23内壁接触配合，并可沿弧形槽滑动，柱形连杆15另一端固定连接导磁板5，故当调速盘转动时，柱形连杆15会带动导磁板5沿永磁体盘内弧形槽22和外弧形槽23移动，达到调速效果。

Claims (5)

1.一种新型盘式调速型磁力耦合器，由主动盘总成、从动盘总成和调速装置总成组成，其特征在于：所述主动盘总成包括主动轴、主动轴套筒、散热盘、导体轭铁盘和铜导体盘；所述从动盘总成包括永磁体盘、永磁体总成和从动轴，永磁体盘上设有与永磁体数目相同的梯形凹槽和永磁体数目一半的内、外弧形槽，永磁体总成为一永磁体与轭铁固定安装结构；所述调速装置总成包括导磁板、柱形连杆、调速盘、调速套筒、圆柱销和拨块，通过拨动拨块，使与拨块固定连接的圆柱销沿从动轴上的直槽内壁及调速套筒上的斜槽内壁轴向移动，从而驱动调速套筒转动，调速套筒通过螺钉固定连接在调速盘上，调速盘上固定连接有若干对穿过永磁体盘内、外弧形槽的柱形连杆，柱形连杆另一端固定连接若干个扇形导磁板，调速套筒转动时带动柱形连杆在永磁体盘内、外弧形槽内移动，使导磁板跟着转动，从而改变永磁体与铜导体盘之间的磁路。

2.如权利要求1所述的一种新型盘式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述永磁体盘上设有与永磁体数目和截面相同的凹形槽以及永磁体数目一半的内、外弧形槽，内、外弧形槽分别位于放置N极永磁体的凹形槽内外两侧，且内、外弧形槽的圆周角度与调速套筒上斜槽的旋转角度相同，每对柱形连杆分别穿过内、弧形槽与调速盘连接。

3.如权利要求1所述的一种新型盘式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述柱形连杆为一圆柱直杆，成对存在，柱形连杆侧面分别和调速盘上内、外弧形槽内壁接触配合且两端分别与导磁板和调速盘固定连接。

4.如权利要求1所述的一种新型盘式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述导磁板为一种由导磁材料制成的扇形板，扇形面积能覆盖整个N极永磁体和相邻的N、S极之间的区域。

5.如权利要求1所述的一种新型盘式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述圆柱销和从动轴直槽、调速套筒斜槽内壁接触配合，在不进行调速时，圆柱销起到周向固定的作用，使调速套筒和从动轴同步转动。