CN109600016A - 一种带锥面定位结构的磁力联轴器 - Google Patents

Abstract

一种带锥面定位结构的磁力联轴器，通过锥面定位结构将磁力联轴器的内外永磁转子进行大致粗略地同轴定位，待联轴器安装于驱动轴与负载轴之间后，再对外径相同的外转子载体与定位锥套精确对中找正，之后通过支撑螺钉的作用将定位锥套轴向移动预定距离至限位挡板处，可精确控制锥面间隙，保证磁耦合气隙的均匀性，并通过锁紧螺钉对锥套进行轴向锁紧，使得锥面间隙小于磁耦合气隙，实现了非接触磁耦合传动。通过“一顶一拉”的方式将定位锥套固定，并通过限位挡板轴向定位，能有效防止因数颗支撑螺钉将定位锥套顶出距离不一致而导致的定位锥套变形，减小了旋转时的动不平衡量，同时在支撑螺钉和锁紧螺钉均配有螺母，用于防松，定位固定方式更加可靠。

Description

一种带锥面定位结构的磁力联轴器

技术领域

本专利涉及机械传动技术领域，具体地，涉及一种带锥面定位结构的磁力联轴器。

背景技术

同步磁力联轴器(或永磁联轴器)主要由主动永磁转子和从动永磁转子构成，按照结构又分为盘式结构和筒式结构，盘式结构磁力联轴器因存在轴向力，为了避免安装后产生附加轴向力，所以一般采用筒式结构，即两永磁转子径向参与磁耦合，理论上数块永磁磁钢的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，保证两永磁转子不会吸附在一起。但是此结构存在一定的问题：第一，由于角向安装误差的存在，在安装过程中驱动轴与负载轴不可能完全在同一轴线上，故该锥面配合在圆周方向上势必存在间隙，此结构虽能保证在安装过程中两永磁转子不会吸附在一起，但并不方便角向对中；第二，该专利中所述外锥套作轴向移位时，并无轴向限位结构，通过多颗螺钉分别将外锥套顶出，无法保证轴向位移的精确，加之内部磁耦合间隙值未知，锥面间隙值大小不方便控制，易导致外锥套变形，对中误差不可控；第三，该结构存在体积大、笨重、安装效率低等问题，如内永磁转子需设置为具有内、外套筒的双套筒结构。因此，此结构虽然能够防止同步磁力联轴器两永磁转子吸附在一起，但存在对中不方便、不可靠、安装效率低、构件结构复杂、体积大等问题。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是克服现有技术中磁力联轴器存在的两永磁转子偏心吸附及对中难题。

为此，本专利提供方案1、一种带锥面定位结构的磁力联轴器，该磁力联轴器包括可拆卸联接的外转子轴套和外转子、外周固定有内转子永磁磁钢的内转子轴套，外转子包括外转子载体和固定于其内周的外转子永磁磁钢，该磁力联轴器还包括固定于内转子轴套上的定位锥套，定位锥套具有内锥面，外转子载体具有外锥面，定位锥套的内锥面与外转子载体的外锥面间形成可分离地锥面配合；

其中，内转子锥套外周具有一体成型的径向法兰凸缘，径向法兰凸缘的端面固定一限位挡板，定位锥套可沿轴向移动至抵靠限位挡板。

方案2、如方案1所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，内转子锥套通过其外周一体成型的幅板固定定位锥套，幅板的外周径大于径向法兰凸缘的外周径。

方案3、如方案2所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，磁力联轴器还包括支撑螺钉和锁紧螺钉，定位锥套上设置有供支撑螺钉安装的螺纹孔和供锁紧螺钉安装的光孔，支撑螺钉的一端与定位锥套之间采用螺纹联接，锁紧螺钉的一端与内转子轴套的幅板之间固连，支撑螺钉和锁紧螺钉的另一端均设置有螺母。

方案4、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，定位锥套与内转子轴套的径向法兰凸缘之间为间隙配合。

方案5、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，定位锥套的轴向移动距离L、锥面间隙A及锥面角度α之间满足：

其中，L的取值范围为10～20mm；锥面角度α的取值范围为0～25°；

两转子永磁磁钢之间的磁耦合气隙B的取值范围为3～7mm；锥面间隙A与磁耦合气隙B之间满足：A＜B，即锥面间隙小于磁耦合气隙。

方案6、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，锁紧螺钉的一端与内转子轴套的幅板之间采用螺纹联接或刚性联接。

方案7、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，外转子轴套与外转子的外转子载体通过螺栓可拆卸联接。

方案8、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，限位挡板通过紧固螺钉抵靠固定于径向法兰凸缘的端面。

方案9、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，定位锥套的外径与外转子载体的外径相同。

方案10、如方案3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，外转子载体的外周具有一径向凸缘，定位锥套的外径与该径向凸缘外径相等。

方案11、如方案1-10之任一项所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，外转子轴套安装于驱动轴，内转子轴套安装于负载轴。

方案12、如方案1-10之任一项所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，外转子轴套安装于负载轴，内转子轴套安装于驱动轴。

通过上述技术方案，本专利具有如下的技术效果：

1、本专利中的带锥面定位结构的磁力联轴器通过定位锥套与外转子载体的锥面配合，使得磁力联轴器在安装前外转子永磁磁钢和内转子永磁磁钢磁耦合的气隙相对均匀，因此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造成偏心吸附在一起的难题。

2、本专利中由于外转子载体的最大外周处与定位锥套的外径设置相同，磁力联轴器在安装过程中，通过直尺或刀尺等工具卡靠外圆非常便于磁力联轴器的径向对中(同轴度)调节，操作简单，大大节省安装时间。

3、本专利中的带锥面定位结构的磁力联轴器安装于驱动轴与负载轴并完成对中操作后，通过支撑螺钉的作用将定位锥套轴向移动预定距离至限位挡板处，可精确控制锥面间隙，使得锥面间隙小于磁耦合气隙，以保护磁钢。尤其是，通过设置限位挡板，能有效防止因数颗支撑螺钉将定位锥套顶出距离不一致而导致的定位锥套的变形，减小了旋转时的动不平衡，保证了联轴器的无故障长寿命运行，安全性和经济性好。

4、本专利中在定位锥套上设置了数颗支撑螺钉和锁紧螺钉，锁紧螺钉与内转子轴套法兰凸缘采用螺纹联接或刚性联接，通过“一顶一拉”的方式将定位锥套固定，并通过限位挡板轴向定位，与此同时在支撑螺钉和锁紧螺钉均配有螺母，用于防松，定位固定方式更加可靠。

5、本专利的带锥面定位结构的磁力联轴器相对于现有技术来说，具有体积小、重量轻、结构紧凑、装配方便、安全可靠的优点。

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是本专利实施例一的磁力联轴器的结构示意图。

图2是本专利实施例一的磁力联轴器安装完成后的示意图。

图3是本专利实施例二的磁力联轴器的结构示意图。

图4是本专利实施例三的磁力联轴器的结构示意图。

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。

实施例一

如图1、2所示，该带锥面定位结构的磁力联轴器主要由通过螺栓2可拆卸联接的外转子轴套1和外转子载体3、定位锥套4、内转子轴套7、支撑螺钉6、限位挡板9、锁紧螺钉10、外转子永磁磁钢11、内转子永磁磁钢12等组成，其中外转子载体3具有外锥面与定位锥套4的内锥面形成锥面配合；内转子轴套7具有径向法兰凸缘72，用于固定定位锥套4；限位挡板9安装于内转子轴套7的径向法兰凸缘71的端面。定位锥套4上均匀地加工有供支撑螺钉6安装的螺纹孔与供锁紧螺钉10安装的光孔。支撑螺钉6与定位锥套4之间采用螺纹联接，锁紧螺钉10与内转子轴套7的幅板72之间采用螺纹联接或刚性联接，如采用螺纹加螺纹胶连接，或者焊接。

其中，定位锥套4固定于内转子轴套7上，具有内锥面，其与外转子载体3的外锥面形成锥面配合，同时定位锥套4的外径与外转子载体3的外径相同。定位锥套4与内转子轴套7的径向法兰凸缘71之间为间隙配合，定位锥套4的轴向移动距离L、锥面间隙A及锥面角度α之间满足：

其中，L的取值范围为10～20mm；

锥面角度α的取值范围为0～25°；

另外，锥面间隙A与磁耦合气隙B之间满足：A＜B，其中磁耦合气隙B的取值范围为3～7mm，即锥面间隙小于磁耦合气隙，保证磁钢无机械接触传动。

其中，定位锥套4上的支撑螺钉6为均布设置的多颗螺钉，可优先选择内六角平端紧定螺钉，并配有螺母与之配合，螺钉的长度以定位锥套4移至限位挡板9处后便于螺母旋合为宜。定位锥套4上的锁紧螺钉10为均布设置的多颗螺钉，与内转子轴套7的径向法兰凸缘72之间采用螺纹联接或刚性联接。锁紧螺钉可优先选择内六角平端紧定螺钉或开槽紧定螺钉，并配有螺母与之配合，螺钉的长度以定位锥套4移至限位挡板9处便于螺母旋合为宜。限位挡板9通过紧固螺钉8安装于内转子轴套的径向法兰凸缘71的端面。

其中，外转子永磁磁钢与内转子永磁磁钢分别布置在外转子载体和内转子轴套上，磁路采用N-S磁极交替排列或Halbach阵列结构，两转子永磁磁钢之间存在气隙B，依靠磁吸力来传递转矩与转速。

该带锥面定位结构的磁力联轴器的装配过程如下：第一，将外转子轴套从外转子载体上拆卸，将外转子轴套安装于驱动轴或负载轴；第二，将内转子轴套安装于负载轴或驱动轴，此时外转子载体、内转子轴套、定位锥套及内外永磁磁钢等各部件通过磁耦合组合在一起构成磁耦合本体，即将磁耦合本体安装于负载轴或驱动轴；第三，将外转子轴套协同驱动轴或负载轴与磁耦合本体进行联接；第四，对磁力联轴器安装对中进行调整，通过直尺或刀尺同时卡靠外转子载体与定位锥套的外圆柱面，对驱动轴与负载轴进行同轴度调整；第五，对定位锥套进行锥面分离操作，拆卸支撑螺钉与锁紧螺钉处所有螺母，将数颗支撑螺钉旋入，定位锥套便按照预定距离L被顶出至限位挡板处进行轴向定位，此时定位锥套与外转子载体形成锥面间隙A，然后锁紧所有螺母，形成向内拉的锁紧力，至此，磁力联轴器的外转子与内转子彻底实现了非接触传动，安装完毕，如图2所示。

本专利的带锥面定位结构的磁力联轴器，安装前通过锥面定位结构将磁力联轴器的内外永磁转子进行大致粗略地同轴定位，防止磁耦合偏心吸附在一起，待联轴器安装于驱动轴与负载轴之间后，再对外径相同的外转子载体与定位锥套通过安装工具(如刀尺)卡靠外圆进行精确对中找正，之后通过支撑螺钉的作用将定位锥套轴向移动预定距离至限位挡板处，可精确控制锥面间隙，保证磁耦合气隙的均匀性，并通过锁紧螺钉对锥套进行轴向锁紧，使得锥面间隙小于磁耦合气隙，实现了非接触磁耦合传动。通过“一顶一拉”的方式将定位锥套固定，并通过限位挡板轴向定位，能有效防止因数颗支撑螺钉将定位锥套顶出距离不一致而导致的定位锥套变形，减小了旋转时的动不平衡量，同时在支撑螺钉和锁紧螺钉均配有螺母，用于防松，定位固定方式更加可靠。

实施例二

本专利具有另一种优选的磁力联轴器，如图3所示，其结构上与实施例一的区别在于外转子载体3'的外周具有一径向凸缘31'，定位锥套4'的外径与该径向凸缘外径相等。

实施例三

本专利具有再一种优选的磁力联轴器，如图4所示，其与前述实施例的区别在于，其锥面角度α取为0，即不采用锥面配合结构，而是在外转子载体3”的端面上设置一轴向凸缘31”，相应地，在定位锥套4”与之配合的端面上设置另一轴向凸缘41”。定位锥套4”的外径与外转子载体3”的外径相等。

安装前，通过外转子载体的外圆与定位锥套的内孔形成间隙配合，来对磁力联轴器的外转子和内转子进行定位，保证磁耦合气隙的均匀性。安装过程中，同样将定位锥套进行轴向移位，外转子载体的外圆与定位锥套的内孔形成的间隙配合尺寸L1小于定位锥套的轴向移位距离L。

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)

1.一种带锥面定位结构的磁力联轴器，该磁力联轴器包括可拆卸联接的外转子轴套(1)和外转子、外周固定有内转子永磁磁钢(12)的内转子轴套(7)，外转子包括外转子载体(3)和固定于其内周的外转子永磁磁钢(11)，其特征在于：

该磁力联轴器还包括固定于内转子轴套(7)上的定位锥套(4)，定位锥套(4)具有内锥面，外转子载体(3)具有外锥面，定位锥套(4)的内锥面与外转子载体(3)的外锥面间形成可分离地锥面配合；

内转子锥套(7)外周具有一体成型的径向法兰凸缘(71)，径向法兰凸缘(71)的端面固定一限位挡板(9)，定位锥套(4)可沿轴向移动至抵靠限位挡板(9)。

2.如权利要求1所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：内转子锥套(7)通过其外周一体成型的幅板(72)固定定位锥套(4)，幅板(72)的外周径大于径向法兰凸缘(71)的外周径。

3.如权利要求2所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：磁力联轴器还包括支撑螺钉(6)和锁紧螺钉(10)，定位锥套(4)上设置有供支撑螺钉(6)安装的螺纹孔和供锁紧螺钉(10)安装的光孔，支撑螺钉(6)的一端与定位锥套(4)之间采用螺纹联接，锁紧螺钉(10)的一端与内转子轴套(7)的幅板(72)之间固连，支撑螺钉(6)和锁紧螺钉(10)的另一端均设置有螺母(5)。

4.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：定位锥套(4)与内转子轴套(7)的径向法兰凸缘(71)之间为间隙配合。

5.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：定位锥套(4)的轴向移动距离L、锥面间隙A及锥面角度α之间满足：

其中，L的取值范围为10～20mm；锥面角度α的取值范围为0～25°；

两转子永磁磁钢之间的磁耦合气隙B的取值范围为3～7mm；锥面间隙A与磁耦合气隙B之间满足：A＜B，即锥面间隙小于磁耦合气隙。

6.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：锁紧螺钉(10)的一端与内转子轴套(7)的幅板(72)之间采用螺纹联接或刚性联接。

7.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：外转子轴套(1)与外转子的外转子载体(3)通过螺栓(2)可拆卸联接。

8.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：限位挡板(9)通过紧固螺钉(8)抵靠固定于径向法兰凸缘(71)的端面。

9.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：定位锥套(4)的外径与外转子载体(3)的外径相同。

10.如权利要求3所述的一种带锥面定位结构的磁力联轴器，其特征在于：外转子载体(3')的外周具有一径向凸缘，定位锥套(4')的外径与该径向凸缘外径(31')相等。