CN111371283B - 一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，涉及机械工程中的传动技术领域，包括导体转子轭铁、永磁体载体和输入轴；所述导体转子轭铁内侧壁设置有铜导体；所述永磁体载体连接在输入轴上；所述永磁体载体上沿径向方向上开设有数个径向槽，所述径向槽内设置有永磁体；所述永磁体载体设置在导体转子轭铁内，所述永磁体与铜导体之间有一定的间隙。通过拨动拨块，使与拨块固定连接的拨块销沿输入轴的直槽轴向位移，由于拨块销又与套筒的斜槽接触配合从而驱使套筒转动，通过若干个转动副，使套筒的转动转变为部分永磁体的移动，从而改变永磁体总成部分与导体环之间的气隙间距，以实现调速过程。

Description

一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及到一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器。

背景技术

磁力耦合器是透过气隙传递转矩的革命性传动设备，电机与负载设备转轴之间无需机械连结,电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电流,该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。

中国专利201210434367.5中公开了一种啮合面积可调式异步磁力变矩器及其调速方法，通过微型电机控制一对啮合的锥齿轮，并通过输出的锥齿轮驱动螺纹丝杠旋转将电机的旋转转变为内转子基体的轴向位移，从而调节永磁体与铜条之间的啮合面积而实现调速。而本发明通过套筒将拨快的轴向位移转变为套筒的旋转运动，并通过与套筒连接的转动副实现永磁体的径向移动，改变了永磁体的与导体之间的气隙间距，从而达到调速的作用。

中国专利201910635244.X中公开了一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器及其调速方法，通过轴向移动导体转子、旋转单极永磁体或同时轴向移动导体转子和旋转单极永磁体来改变永磁体及旋转永磁体与铜导体之间的平均正对面积及气隙间距，从而实现调速。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，本发明是径向移动永磁体，相比转动永磁体，结构更稳定，受力集中，增加强度；相比旋转永磁体，本发明采用的移动永磁体，调节的气隙范围更大，而且气隙均匀。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，包括导体转子轭铁、永磁体载体和输入轴；所述导体转子轭铁内侧壁设置有铜导体；所述永磁体载体连接在输入轴上；所述永磁体载体上沿径向方向上开设有数个径向槽，所述径向槽内设置有永磁体；所述永磁体载体设置在导体转子轭铁内，所述永磁体与铜导体之间有一定的间隙。

进一步的，所述径向槽包括第一径向槽和第二径向槽，永磁体填充在第一径向槽内；设置在第二径向槽内的永磁体可与永磁体轭铁连接；所述永磁体轭铁可带动永磁体沿第二径向槽滑动。

进一步的，所述永磁体与永磁体轭铁粘结在一起。

进一步的，填充在第一径向槽内的永磁体与永磁体载体粘结在一起。

进一步的，沿所述输入轴轴向方向上开设有直槽，输入轴上套装有套筒；套筒上开设有斜槽，拨块通过拨块销连接，所述拨块销可同时在直槽和斜槽内轴向滑动；所述套筒外侧壁还固定设置有连接环，所述连接环外设置有数个销钉孔，第一销钉设置在转动杆的一端，第一销钉设置在销钉孔内；转动杆的另一端通过第二销钉与永磁体轭铁连接。

进一步的，所述第一径向槽和第二径向槽沿永磁体载体圆周方向依次均匀设置。

进一步的，所述套筒通过拨块销的带动，可沿输入轴滑动；所述拨块为圆环形结构，拨块套在套筒上。

进一步的，所述永磁体载体与输入轴通过锥形三角花键连接。

进一步的，当移动拨块从斜槽的一端到另一端时，所述永磁体从第二径向槽的最外端移动到最内端或者从最内端移动到最外端，且永磁体在径向方向上均不能超出永磁体载体。

进一步的，分布在永磁体载体内的永磁体N极、S极交替分布，即只有N极或者S极与永磁体轭铁粘接。

本发明的优点：

(1)主动盘与从动盘之间为非接触性配合，通过主从动盘之间的气隙磁密传转矩可以有效解决转动过程中的中、软启动、过载保护及隔震等多方面的问题。

(2)本发明专利通过调速装置，移动永磁体，改变永磁体与铜导体之间的气隙磁密，避免了传统调速过程当中永磁转子位置的整体移动，使防尘效果更好，提高了系统稳定性。

(3)通过在套筒上设置斜槽和连接环及在输入轴上设置直槽，拨块销一端设置在直槽和斜槽内，另一端与拨块连接，通过转动拨块，从而使得连接环带动永磁体轭铁沿第二径向槽滑动，实现了磁性的调节，且当永磁体移动到最远行程时，此时就相当于单极磁体，磁性削弱很多，增大了磁力耦合器对速度调整的范围。

(4)本发明可广泛应用于大振动的电机和负载之间作为传递动力的装置。

(5)通过拨动拨块，使套筒产生轴向位移，而拨块与拨块销固定连接，拨块销由于输入轴的直槽以及以及套筒的斜槽同时接触配合，因此拨块销在输入轴的斜槽中轴向滑动的同时，又推动套筒在周向上转动，通过套筒上固连的连接环以及转动杆组成的转动副，推动永磁体的径向移动，改变了内转子和外转子之间气隙磁密的改变，从而产生调速效果。

附图说明

以下结合附图及实施例对发明作进一步说明

图1为本发明涉及到的图2的A-A剖视示意图；

图2为本发明涉及到的筒式可调速磁力耦合器调速过程一的结构示意图；

图3为本发明涉及到的筒式可调速磁力耦合器调速过程二的结构示意图；

图4为本发明涉及到的筒式可调速磁力耦合器调速过程三的结构示意图；

图5为本发明涉及到的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器三维结构示意图；

图6为本发明实施例调速机构三维结构示意图。

附图标记如下：

1-导体转子轭铁；2-铜导体；3-永磁体；4-永磁体载体；5-输入轴；6-套筒；7-拨块销；8-拨块；9-锥形三角花键；10-转动杆；11-永磁体轭铁；12-第一销钉；13-第二销钉；14-连接环；15-直槽；16-斜槽；171-第一径向槽；172-第二径向槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，包括导体转子轭铁1、永磁体载体4和输入轴5；所述导体转子轭铁1内侧壁设置有铜导体2；所述永磁体载体4连接在输入轴5上；所述永磁体载体4上沿径向方向上开设有数个径向槽，所述径向槽内设置有永磁体3；所述永磁体载体4设置在导体转子轭铁1内，所述永磁体3与铜导体2之间有一定的间隙；所述径向槽包括第一径向槽171和第二径向槽172，永磁体3填充在第一径向槽171内；设置在第二径向槽172内的永磁体3可与永磁体轭铁11连接；所述永磁体轭铁11可带动永磁体3沿第二径向槽172滑动；所述永磁体3与永磁体轭铁11粘结在一起；填充在第一径向槽171内的永磁体3与永磁体载体4粘结在一起。

通过在永磁体载体径向方向上设置径向槽，径向槽从永磁体载体外圆周沿永磁体载体径向向内延伸，且永磁体载体内粘结的永磁体刚好填充第一径向槽，永磁体与铜导体相邻，永磁体在永磁体载体上开设的第二径向槽内滑动时，实现了磁性的调节，且当永磁体移动到最远行程时，最远行程指永磁体距离铜导体最远时，此时就相当于单极磁体，磁性削弱很多，增大了磁力耦合器对速度调整的范围。

沿所述输入轴5轴向方向上开设有直槽15，输入轴5上套装有套筒6；套筒6上开设有斜槽16，拨块8通过拨块销7连接，所述拨块销7可同时在直槽15和斜槽16内轴向滑动；所述套筒6外侧壁还固定设置有连接环14，所述连接环14外设置有数个销钉孔，第一销钉12设置在转动杆10的一端，第一销钉12设置在销钉孔内；转动杆10的另一端通过第二销钉13与永磁体轭铁11连接。

通过在输入轴上设置直槽和在套筒上设置斜槽，套筒在拨块销的带动下，沿输入轴轴向滑动，从而带动了固定在套筒上的连接环的移动，连接环带动转动杆，通过转动杆带动了永磁体轭铁11，永磁体轭铁11与粘结在一起的永磁体一起沿第二径向槽滑动，从而实现了磁性的调节。

所述第一径向槽171和第二径向槽172沿永磁体载体4圆周方向依次均匀设置。所述套筒6通过拨块销7的带动，可沿输入轴5滑动；所述拨块8为圆环形结构，拨块8套在套筒6上。所述永磁体载体4与输入轴5通过锥形三角花键9连接。

当移动拨块8从斜槽16的一端到另一端时，所述永磁体3沿第二径向槽172从永磁体载体4的最外端移动到最内端或者最内端移动到最外端，且永磁体3在径向方向上均不能超出永磁体载体4。分布在永磁体载体4内的永磁体3N极、S极交替分布，即只有N极或者S极与永磁体轭铁11粘接。

具体实施例

结合附图1至6，磁体移动型筒式可调速磁力耦合器包括外转子和内转子，其中，调速装置安装在内转子上的输入轴5上。外转子包括导体转子轭铁1和铜导体2，其中铜导体2紧贴安装在导体转子轭铁1的内侧。内转子包括输入轴5、锥形三角花键9、第一销钉12、第二销钉13、永磁体3、永磁体轭铁4、永磁体载体11、转动杆10、连接环14、套筒6、拨块8和拨块销7；在本发明中，永磁体载体4上开设有径向槽17，永磁体3置于径向槽内，径向槽开设的大小不一，因此，永磁体3在径向槽17内的情况也不同，一种是永磁体3整体嵌套进永磁体载体4的径向槽内，与径向槽固定粘接，另一种是径向槽内还留有移动行程，留有行程的永磁体3的下方固定粘接有永磁体轭铁11，即一种是整体嵌套进永磁体载体4上开设的第一径向槽171内，与第一径向槽171固定粘接，另一种是第二径向槽172内还留有移动行程，永磁体轭铁11上有孔与第二销钉13连接，并通过第二销钉13与转动杆10连接，永磁体轭铁11与第二销钉13为过盈配合，第二销钉13与转动杆10为间隙配合。转动杆10与连接环14通过通孔以及第一销钉12连接，连接方式为间隙配合。输入轴5与永磁体载体4通过普通的锥形三角花键9连接。连接环14与套筒6固定连接，套筒6、拨块8和输入轴5通过拨块销7配合连接，将与拨块8固定连接的拨块销7插入套筒6的斜槽16与输入轴5上的直槽15中，并保持拨块销7与套筒6的斜槽16的壁与输入轴5的直槽15的壁之间的接触配合，在拨块8的通孔上安装有拨块销7，且拨块8套在套筒6上并且可以左右滑动，拨块销7安装在输入轴5的直槽15与套筒6的斜槽16上且同时与直槽15、斜槽16保持接触配合并可以实现轴向滑动。

其中，内转子上的永磁体3，为N、S极交替分布，且只有N极或者只有S极与永磁体轭铁11粘接，当移动的永磁体3移动到最远行程时，此时就相当于单极磁体，磁性削弱很多，增大了速度调整的范围；当移动拨块8从斜槽16的最右端到最左端时，移动的永磁体3刚好从最下端移动到最上端，且要保证，永磁体3在径向方向上不能超出永磁体载体4。

工作原理：当拨块8位于套筒6最右端且保持轴向固定时，内转子由输入轴5带动并旋转，内转子与外转子产生相对转动，通过电磁感应原理，安装在外转子上的铜导体2中产生感应涡流，感应涡流产生的感应磁场与内转子上的永磁体3产生的原磁场产生耦合并产生电磁转矩，带动外转子转动。

调速原理：磁力耦合器内外转子之间的电磁转矩大小与其气隙磁密的大小有关，在本实施例中，通过拨动拨块8，使其产生轴向位移，而拨块8与拨块销7固定连接，拨块销7与输入轴5的直槽15以及以及套筒6的斜槽16同时接触配合，因此拨块销7在输入轴5的斜槽16中轴向滑动的同时，又推动套筒6在周向上转动，通过套筒6左侧的连接环14以及转动杆10组成的转动副，推动永磁体3的径向移动，改变了内外转子之间气隙磁密的改变，从而产生调速效果，结合附图2、图3和图4所示，在调速过程中，永磁体3会径向移动。结合附图4，在调速过程三时，永磁体3移动到最内端极限位置，此时磁场最弱；结合附图3，在调速过程二时，永磁体3在凹槽内移动；结合附图2，在调速过程一时，永磁体3移动到最外端极限位置，此时磁场最强。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，包括导体转子轭铁(1)、永磁体载体(4)和输入轴(5)；所述导体转子轭铁(1)内侧壁设置有铜导体(2)；所述永磁体载体(4)连接在输入轴(5)上；所述永磁体载体(4)上沿径向方向上开设有数个径向槽，所述径向槽内设置有永磁体(3)；所述永磁体载体(4)设置在导体转子轭铁(1)内，所述永磁体(3)与铜导体(2)之间有一定的间隙；

所述径向槽包括第一径向槽(171)和第二径向槽(172)，永磁体(3)填充在第一径向槽(171)内；设置在第二径向槽(172)内的永磁体(3)可与永磁体轭铁(11)连接；所述永磁体轭铁(11)可带动永磁体(3)沿第二径向槽(172)滑动；沿所述输入轴(5)轴向方向上开设有直槽(15)，输入轴(5)上套装有套筒(6)；套筒(6)上开设有斜槽(16)，拨块(8)通过拨块销(7)连接，所述拨块销(7)可同时在直槽(15)和斜槽(16)内轴向滑动；所述套筒(6)外侧壁还固定设置有连接环(14)，所述连接环(14)外设置有数个销钉孔，第一销钉(12)设置在转动杆(10)的一端，第一销钉(12)设置在销钉孔内；转动杆(10)的另一端通过第二销钉(13)与永磁体轭铁(11)连接；当移动拨块(8)从斜槽(16)的一端到另一端时，所述永磁体(3)从第二径向槽(172)的最外端移动到最内端或者从最内端移动到最外端，且永磁体(3)在径向方向上均不能超出永磁体载体(4)。

2.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，所述永磁体(3)与永磁体轭铁(11)粘结在一起。

3.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，填充在第一径向槽(171)内的永磁体(3)与永磁体载体(4)粘结在一起。

4.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，所述第一径向槽(171)和第二径向槽(172)沿永磁体载体(4)圆周方向依次均匀设置。

5.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，所述套筒(6)通过拨块销(7)的带动，可沿输入轴(5)滑动；所述拨块(8)为圆环形结构，拨块(8)套在套筒(6)上。

6.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，所述永磁体载体(4)与输入轴(5)通过锥形三角花键(9)连接。

7.根据权利要求1所述的磁体移动型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，分布在永磁体载体(4)内的永磁体(3)N极、S极交替分布，即仅N极或者S极与永磁体轭铁(11)粘接。

Images