CN112615526A - 立式永磁调速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立式永磁调速器，包括：支架、磁转子、导体转子、执行机构。磁转子包括：输入轴、磁转子支撑盘、磁转子筒；输入轴与磁转子支撑盘驱动连接，磁转子筒设于磁转子支撑盘上；导体转子包括固定部分及滑动部分；固定部分包括导体转子轴及导体转子过渡盘；滑动部分包括导体转子支撑盘及导体转子涡流环；导体转子过渡盘上装有导套，导体转子支撑盘上装有与导套配合的导柱；导体转子支撑盘通过导体转子组合轴承可滑动地设于导体转子轴上；执行机构包括多回转执行器及导体转子滑动盘；导体转子滑动盘与导体转子组合轴承连接，多回转执行器通过传动组件与导体转子滑动盘驱动连接。本发明立式永磁调速器，可以提升使用的安全性。

Description

立式永磁调速器
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，特别是涉及一种立式永磁调速器。
背景技术
永磁涡流调速器作为非机械联接传动装置近几年来已经得到了广泛的应用，借助于永磁体与涡流环、涡流盘的磁感应原理，可以实现原动机与工作机的力矩传递。由于其传动力矩与主从端差速间具有较高的相关性，相比于其它传动方式，具有软启动、软联接、抗过载、无谐振和转矩自适应等优秀特征。
目前应用比较广泛的为卧式安装的永磁涡流调速器，但实际应用中需要有立式安装方式的应用场合，常规设计中直接把卧式结构直接直立起来使用，由于导体转子的自重的关系，对原有的旋转力臂杠杆式执行机构有较大的压力，并容易在执行机构故障时发生安全事故。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种立式永磁调速器，提升使用的安全性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种立式永磁调速器，包括：支架、磁转子、导体转子、执行机构；所述磁转子、导体转子、执行机构安装于所述支架上；
所述磁转子包括：输入轴、磁转子支撑盘、磁转子筒；所述输入轴与所述磁转子支撑盘驱动连接，所述磁转子筒设于所述磁转子支撑盘上；所述磁转子筒具有装有磁钢的若干个磁转子基体；
所述导体转子包括固定部分及滑动部分；
所述固定部分包括导体转子轴及与所述导体转子轴连接的导体转子过渡盘；
所述滑动部分包括导体转子支撑盘及设于所述导体转子支撑盘上的导体转子涡流环；所述导体转子涡流环位于若干个所述磁转子基体所形成的气隙中；
所述导体转子过渡盘上装有导套，所述导体转子支撑盘上装有与所述导套配合的导柱；
所述导体转子支撑盘通过导体转子组合轴承可滑动地设于所述导体转子轴上；
所述执行机构包括多回转执行器及导体转子滑动盘；所述导体转子滑动盘与所述导体转子组合轴承连接，所述多回转执行器通过传动组件与所述导体转子滑动盘驱动连接，以使得所述导体转子支撑盘可沿所述导体转子轴的轴线往复滑动。
在其中一个实施例中，所述传动组件包括主动链轮及蜗杆链轮；所述主动链轮安装于所述多回转执行器上，所述主动链轮与所述蜗杆链轮之间通过传动链条连接，所述蜗杆链轮与所述导体转子滑动盘之间通过蜗杆连接。
在其中一个实施例中，所述磁转子基体的数量为两个，所述导体转子涡流环的数量为一个，两个所述磁转子基体之间形成气隙，一个所述导体转子涡流环位于两个所述磁转子基体之间的气隙中，两个所述磁转子基体相对的两个壁面上安装有所述磁钢。
在其中一个实施例中，所述磁转子基体的数量为三个，所述导体转子涡流环的数量为两个，三个所述磁转子基体之间形成两道气隙，两个所述导体转子涡流环分别位于三个所述磁转子基体之间的两道气隙中。
在其中一个实施例中，三个所述磁转子基体分别为：磁转子外基体、磁转子中间基体、磁转子内基体；所述磁转子外基体靠近所述磁转子中间基体的一侧安装有所述磁钢，所述磁转子中间基体两侧安装有所述磁钢，所述磁转子内基体靠近所述磁转子中间基体的一侧安装有所述磁钢。
在其中一个实施例中，所述磁转子还包括磁转子轴承组合，所述输入轴通过所述磁转子轴承组合转动设于所述支架上。
在其中一个实施例中，所述固定部分还包括导体转子轴承组合，所述导体转子轴通过所述导体转子轴承转动设于所述支架上。
在其中一个实施例中，所述支架包括：支架上固定板、支架立柱、支架中间固定板、支架下固定板；所述磁转子轴承组合安装于所述支架上固定板，所述导体转子轴承组合安装于支架中间固定板。
在其中一个实施例中，所述磁钢沿所述磁转子支撑盘的径向取向，N极、S极相间排列在所述磁转子基体的每个气隙的两侧。
在其中一个实施例中，所述输入轴与原动机连接。
本发明立式永磁调速器，通过蜗轮蜗杆加导柱导套的结构，可以提升使用的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例的标准型的立式永磁调速器的结构示意图；
图2为本发明一实施例的多筒型的立式永磁调速器的结构示意图；
图3为本发明一实施例的液冷型的立式永磁调速器的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种立式永磁调速器10，包括：支架、磁转子、导体转子、执行机构。磁转子、导体转子、执行机构安装于支架上。其中，支架包括：支架上固定板110、支架立柱120、支架中间固定板130、支架下固定板140。
如图1所示，磁转子包括：输入轴210、磁转子支撑盘220、磁转子筒230。
如图1所示，输入轴210与磁转子支撑盘220驱动连接，进一步地，输入轴210与原动机连接，即外部的原动机提供动力带动输入轴210转动。在本实施例中，磁转子还包括磁转子轴承组合240，输入轴210通过磁转子轴承组合240转动设于支架上，具体地，磁转子轴承组合240安装于支架上固定板110上。
如图1所示，磁转子筒230设于磁转子支撑盘220上。其中，磁转子筒230具有装有磁钢231的若干个磁转子基体232。具体地，磁钢231沿磁转子支撑盘220的径向取向，N极、S极相间排列在磁转子基体232的每个气隙的两侧。
导体转子包括固定部分及滑动部分。
如图1所示，固定部分包括导体转子轴311及与导体转子轴311连接的导体转子过渡盘312。在本实施例中，固定部分还包括导体转子轴承组合301，导体转子轴311通过导体转子轴承301转动设于支架上，具体地，导体转子轴承组合301安装于支架中间固定板130上。
如图1所示，滑动部分包括导体转子支撑盘321及设于导体转子支撑盘321上的导体转子涡流环322。导体转子涡流环322位于若干个磁转子基体232所形成的气隙中。
如图1所示，导体转子过渡盘312上装有导套313，导体转子支撑盘321上装有与导套313配合的导柱323。
如图1所示，导体转子支撑盘321通过导体转子组合轴承500可滑动地设于导体转子轴311上。
如图1所示，执行机构包括多回转执行器410及导体转子滑动盘420。导体转子滑动盘420与导体转子组合轴承500连接，多回转执行器410通过传动组件430与导体转子滑动盘420驱动连接，以使得导体转子支撑盘321可沿导体转子轴311的轴线往复滑动。具体地，传动组件430包括主动链轮431及蜗杆链轮432，主动链轮431安装于多回转执行器410上，主动链轮431与蜗杆链轮432之间通过传动链条433连接，蜗杆链轮432与导体转子滑动盘420之间通过蜗杆434连接。其中，多回转执行器410可以为伺服电机，还可以为步进电机。
下面，对上述的立式永磁调速器10的工作原理进行说明：
外部的原动机提供动力带动输入轴210转动，输入轴210进而带动磁转子支撑盘220转动，磁转子支撑盘220上的磁转子筒230也随之转动；
由于磁钢231沿磁转子支撑盘220的径向取向，N极、S极相间排列在磁转子基体232的每个气隙的两侧，且导体转子涡流环322位于若干个磁转子基体232所形成的气隙中，这样，根据电磁感应原理，导体转子支撑盘321也随之转动；
又由于导体转子过渡盘312上装有导套313，导体转子支撑盘321上装有与导套313配合的导柱323，这样，转动中的导体转子支撑盘321便会通过导套313和导柱323带动导体转子过渡盘312转动，导体转子过渡盘312进而带动导体转子轴311转动；
同时，还可以通过执行机构对导体转子涡流环322与磁钢231之间的耦合面积进行调节，从而达到改变传动扭矩的目的；例如，多回转执行器410驱动主动链轮431，主动链轮431通过传动链条433驱动蜗杆链轮432，蜗杆链轮432再通过蜗杆434驱动导体转子滑动盘420往复移动，又由于导体转子滑动盘420与导体转子组合轴承500连接，这样，导体转子滑动盘420便会通过导体转子组合轴承500带动导体转子支撑盘321沿导体转子轴311的轴线往复滑动，于是，设于导体转子支撑盘321上的导体转子涡流环322也随之往复移动，导体转子涡流环322与磁钢231之间的耦合面积就可以进行调节，从而达到改变传动扭矩的目的。
实施例一
如图1所示，在此实施例中，磁转子基体232的数量为两个，导体转子涡流环322的数量为一个，两个磁转子基体232之间形成气隙，一个导体转子涡流环322位于两个磁转子基体232之间的气隙中，两个磁转子基体232相对的两个壁面上安装有磁钢231。
实施例二
如图2所示，在此实施例中，磁转子基体232的数量为三个，导体转子涡流环322的数量为两个，三个磁转子基体232之间形成两道气隙，两个导体转子涡流环322分别位于三个磁转子基体232之间的两道气隙中。
如图2所示，具体地，三个磁转子基体232分别为：磁转子外基体232a、磁转子中间基体232b、磁转子内基体232c。磁转子外基体232a靠近磁转子中间基体232b的一侧安装有磁钢231，磁转子中间基体232b的两侧安装有磁钢231，磁转子内基体232c靠近磁转子中间基体232b的一侧安装有磁钢231。
当然，磁转子基体232的数量不限于上述的两个或三个，还可以为N个，相应地，导体转子涡流环322的数量为N-1个。磁转子基体232的数量以及导体转子涡流环322的数量根据实际情况进行选择。
实施例三
在此实施例中，磁转子支撑盘220上开设有通风槽(图未示)，这样，磁转子内部空气可以通过通风槽流通到外面；
在此实施例中，导体转子支撑盘321上开设有通风槽(图未示)，这样，导体转子内部空气可以通过通风槽流通到外面。
实施例四
如图2所示，在此实施例中，磁转子支撑盘220上安装有磁转子端面风扇221，导体转子支撑盘321上安装有导体转子端面风扇321a，这样，随着支撑盘的转动可以产生空气对应，对调整器内部进行散热。
实施例五
如图2所示，在此实施例中，磁转子筒230外侧的磁转子基体232上安装有磁转子外圆风扇232a，磁转子外圆风扇232a作为离心风扇，可以将调整器内部热空气抽出到外部空间。
实施例六
如图3所示，在此实施例中，支架上固定板110上开设有流体输入孔101，磁转子支撑盘220上靠近导体转子涡流环322处开设有流体冷却入口102，导体转子支撑盘321上开设有流体冷却出口103，支架中间固定板130上开设有流体输出孔104。在本实施例中，用于冷却的流体可以采用水或油。
将用于冷却的流体从支架上固定板110的流体输入孔101中灌入，冷却的流体会从磁转子支撑盘220的流体冷却入口102注入到涡流环内外侧表面，经热交换后，流体再从导体转子支撑盘321的流体冷却出口103流出(当然，还有部分流体会从磁转子基体232之间的气隙中流出)，并滴落到支架中间固定板130上，再由支架中间固定板130上的流体输出孔104导出，从而实现对调整器发热部件(涡流环)的冷却。
由上述可知，本发明的磁转子支撑盘220是在输入轴210的驱动下做旋转运动的，旋转运动的磁转子支撑盘220会产生离心力，这样，从流体输入孔101中落入到磁转子支撑盘220上的流体会在离心力的作用下被甩出去，流体不容易从流体冷却入口102进入到腔体内部。为此，特别地，在磁转子支撑盘220上增加了挡水板105(如图3所示)，挡水板105环绕于磁转子支撑盘220的外围，这样，从流体输入孔101中落入的流体会在挡水板105的阻挡下顺畅地通过流体冷却入口102而进入到腔体内部，实现对涡流环的冷却。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种立式永磁调速器，其特征在于，包括：支架、磁转子、导体转子、执行机构；所述磁转子、导体转子、执行机构安装于所述支架上；
所述磁转子包括：输入轴、磁转子支撑盘、磁转子筒；所述输入轴与所述磁转子支撑盘驱动连接，所述磁转子筒设于所述磁转子支撑盘上；所述磁转子筒具有装有磁钢的若干个磁转子基体；
所述导体转子包括固定部分及滑动部分；
所述固定部分包括导体转子轴及与所述导体转子轴连接的导体转子过渡盘；
所述滑动部分包括导体转子支撑盘及设于所述导体转子支撑盘上的导体转子涡流环；所述导体转子涡流环位于若干个所述磁转子基体所形成的气隙中；
所述导体转子过渡盘上装有导套，所述导体转子支撑盘上装有与所述导套配合的导柱；
所述导体转子支撑盘通过导体转子组合轴承可滑动地设于所述导体转子轴上；
所述执行机构包括多回转执行器及导体转子滑动盘；所述导体转子滑动盘与所述导体转子组合轴承连接，所述多回转执行器通过传动组件与所述导体转子滑动盘驱动连接，以使得所述导体转子支撑盘可沿所述导体转子轴的轴线往复滑动。
2.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述传动组件包括主动链轮及蜗杆链轮；所述主动链轮安装于所述多回转执行器上，所述主动链轮与所述蜗杆链轮之间通过传动链条连接，所述蜗杆链轮与所述导体转子滑动盘之间通过蜗杆连接。
3.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述磁转子基体的数量为两个，所述导体转子涡流环的数量为一个，两个所述磁转子基体之间形成气隙，一个所述导体转子涡流环位于两个所述磁转子基体之间的气隙中，两个所述磁转子基体相对的两个壁面上安装有所述磁钢。
4.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述磁转子基体的数量为三个，所述导体转子涡流环的数量为两个，三个所述磁转子基体之间形成两道气隙，两个所述导体转子涡流环分别位于三个所述磁转子基体之间的两道气隙中。
5.根据权利要求4所述的立式永磁调速器，其特征在于，三个所述磁转子基体分别为：磁转子外基体、磁转子中间基体、磁转子内基体；所述磁转子外基体靠近所述磁转子中间基体的一侧安装有所述磁钢，所述磁转子中间基体两侧安装有所述磁钢，所述磁转子内基体靠近所述磁转子中间基体的一侧安装有所述磁钢。
6.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述磁转子还包括磁转子轴承组合，所述输入轴通过所述磁转子轴承组合转动设于所述支架上。
7.根据权利要求6所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述固定部分还包括导体转子轴承组合，所述导体转子轴通过所述导体转子轴承转动设于所述支架上。
8.根据权利要求7所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述支架包括：支架上固定板、支架立柱、支架中间固定板、支架下固定板；所述磁转子轴承组合安装于所述支架上固定板，所述导体转子轴承组合安装于支架中间固定板。
9.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述磁钢沿所述磁转子支撑盘的径向取向，N极、S极相间排列在所述磁转子基体的每个气隙的两侧。
10.根据权利要求1所述的立式永磁调速器，其特征在于，所述输入轴与原动机连接。
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