CN112737276B - 限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构，包括：一主轴座，呈圆柱状结构；多个导轨，沿主轴座的轴向设置于主轴座的外圆柱面上，并与主轴座分体设置；多个导向铜套，固定于永磁转子上，永磁转子随导向铜套套置于主轴座上，且可滑动的设置于导轨上；一止挡部，设置于主轴座的两端部，且位于导轨的两端，该结构解决了现有主轴结构由于导向铜环与主轴之间间隙的存在，接触点局部受力集中，摩擦力增大，阻碍导向铜环轴向滑动顺畅程度、降低导向铜环结构强度的难题；同时解决了三面、四平面、六平面及花型等多平面主轴与导向铜环，平面越多零部件加工难度越大的技术难题。

Description

限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构

技术领域

本发明涉及限扭矩型永磁涡流传动装置技术领域，尤其涉及一种限扭矩型永磁涡流传动装置的主轴结构。

背景技术

永磁涡流传动装置因安装简便、隔离震动、柔性传动等技术特性，在提高设备运行可靠性、降低能耗等方面具有优势，在传动领域应用范围广泛，已成为近几年工业领域成熟的新能源技术。其中，限扭矩型永磁涡流传动装置能够在负载堵转时自动断开传动连接，从而保护电机及控制系统不会烧毁，代替液力耦合器易融塞的喷油保护动作，恢复过程更加简单，没有火灾、爆炸等安全隐患，不会造成环境污染，目前已成为替代液力耦合器的最佳产品。

现有技术中典型的限扭矩型永磁涡流传动装置的主轴结构如图1所示，永磁转子与导向铜环通过螺丝连接，导向铜环套在主轴上，常见的主轴横切面形式可分为如图2所示的两平面，如图3所示的三平面，如图4所述的四平面、六平面及花型。

主轴的功能分为三部分，第一作为结构零件，保证产品结构形状，为导向铜环、永磁转子等零部件提供支撑作用；第二作为导轨，保证导向铜环能够轴向滑动，从而实现限扭矩型永磁涡流传动装置的分离、闭合动作，因此导向铜环与主轴为间隙配合；第三承担传输扭矩的任务。

由于导向铜环与主轴之间间隙的存在，负载扭矩会导致主轴与导向铜环存在一定偏转角度，造成接触点局部受力集中，摩擦力增大，阻碍导向铜环轴向滑动顺畅程度，同时降低导向铜环结构强度，缩短使用寿命；两平面型主轴结构因主轴与导向铜环间隙配合，且主轴承受的负载扭矩与导向铜环承受的传动扭矩方向相反，使其在运行过程中出现两个受力集中点；三平面型主轴结构因主轴与导向铜环间隙配合，且主轴承受的负载扭矩与导向铜环承受的传动扭矩方向相反，使其在运行过程中出现三个受力集中点；四平面型主轴结构因主轴与导向铜环间隙配合，且主轴承受的负载扭矩与导向铜环承受的传动扭矩方向相反，使其在运行过程中出现四个受力集中点。

同理，其他形式的主轴因为与导向铜环存在配合间隙，在运行过程中也存在受力集中点，不同的是随着受力点增多，单个受力点的压力降低，提高了导向铜环结构强度，但总摩擦力大小不变，且平面越多零部件加工难度越大，该问题依然无法解决。

发明内容

本发明针对现有的主轴结构存在的上述不足，提出了一种限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构，该限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构解决了现有主轴结构由于导向铜环与主轴之间间隙的存在，负载扭矩会导致主轴与导向铜环存在一定偏转角度，从而造成接触点局部受力集中，摩擦力增大，阻碍导向铜环轴向滑动顺畅程度，同时降低导向铜环结构强度，缩短使用寿命的技术难题；同时解决了多面型主轴与导向铜环存在配合间隙，运行过程中存在多个受力集中点，随着受力点增多，单个受力点的压力降低，提高了导向铜环结构强度，但总摩擦力大小不变，且平面越多零部件加工难度越大，依然存在不足的技术难题。

本申请公开了一种限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构，该主轴结构包括：

一主轴座，呈圆柱状结构；

多个导轨，沿所述主轴座的轴向设置于所述主轴座的外圆柱面上，并与所述主轴座分体设置；

多个导向铜套，固定于永磁转子上，所述永磁转子随所述导向铜套套置于所述主轴座上，且可滑动的设置于所述导轨上；

一止挡部，设置于所述主轴座的两端部，且位于所述导轨的两端。

在其中一些实施例中，每个所述导轨进一步包括：

一空心光杆；

一双头螺杆，所述双头螺杆穿设于与所述空心光杆内，所述双头螺杆的两端固定于所述止挡部。

在其中一些实施例中，所述主轴座圆柱面上加工有配合所述空心光杆外径的多个半圆槽，所述空心光杆嵌套安装在所述半圆槽中。

在其中一些实施例中，所述止挡部为设置于所述主轴座两端的二挡环。

在其中一些实施例中，所述导向铜套为具有凸缘的半圆环状，半圆环的内径配合所述空心光杆的外径设置。

在其中一些实施例中，所述永磁转子的内圆设置有对各配合所述导向铜套外径的多个半圆槽，所述导向铜套嵌套于所述半圆槽内，并通过所述凸缘固定于所述永磁转子上。

在其中一些实施例中，所述导向铜套与所述空心光杆接触面上分布有石墨润滑剂或采用滚珠结构。

在其中一些实施例中，所述空心光杆表面采用镀铬表面处理工艺进行处理。

在其中一些实施例中，所述导轨和所述导向铜套的数量为至少三个。

在其中一些实施例中，所述导向铜套与所述导轨之间为过渡配合。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构采用导轨和导向铜套组成的滑动机构分担了主轴的导轨与传输扭矩功能，主轴座仅作为结构零件，保证了产品结构形状，提供了支撑作用；运行过程中导向铜套与导轨面接触，增大配合接触面积，消除了因配合间隙和偏转角度导致的局部受力集中现象。

2、本发明提供的限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构功能改变后，可省去原导轨配合平面所需的加工工序，同时将材质更改为铝合金，降低了整体重量，简化机械加工，在批量生产时，可使用热压铝型材加工工艺，提高了质量稳定性，进一步降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有典型限扭矩型永磁涡流传动装置的主轴结构的结构示意图；

图2为现有两平面型主轴结构的结构示意图；

图3为现有三平面型主轴结构的结构示意图；

图4为现有四平面型主轴结构的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构的结构示意图；

图6为根据本发明实施例提供的限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构立体爆炸图；

图7为图6提供的主轴结构中的导向铜套的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构的侧视图；

其中：

1’、现有永磁转子；2’、现有导向铜环；3’、现有主轴；1、主轴座；11、半圆槽；2、导轨；21、空心光杆；22、双头螺杆；3、导向铜套；4、止挡部；41、第一挡环；42、第二挡环；43、防松螺母；5、永磁转子。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。

本申请实施例提供了一种限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构，如图5-6所示，该主轴结构包括：一主轴座1，呈圆柱状结构；多个导轨2，沿主轴座1的轴向设置于主轴座1的外圆柱面上，并与主轴座1分体设置；多个导向铜套3，固定于永磁转子5上，永磁转子5随导向铜套3套置于主轴座1上，且可滑动的设置于导轨2上；一止挡部4，设置于主轴座1的两端部，且位于导轨2的两端。

本申请改进后的主轴结构由整体式改为分体式，在主轴座上增加由导轨和导向铜套组成的滑动机构，并使用止挡部固定；导轨和导向铜套组成的滑动机构分担了主轴的导轨与传输扭矩功能，主轴座仅作为结构零件，保证产品结构形状，提供支撑作用。

其中，每个导轨2进一步包括：一空心光杆21；一双头螺杆22，双头螺杆22穿设于空心光杆21内，双头螺杆22的两端固定于止挡部4；止挡部4为设置于主轴座两端的二挡环，分别为第一挡环41和第二挡环42，导轨2通过螺母、垫圈43固定在主轴座1与第一挡环41、第二挡环42之间。

其中，主轴座1圆柱面上加工有配合空心光杆21外径的多个半圆槽11，空心光杆21嵌套安装在半圆槽11中。

具体的，如图7所示，导向铜套3为具有凸缘的半圆环状，半圆环的内径配合空心光杆21的外径设置；其中，永磁转子5的内圆设置有对各配合导向铜套3外径的多个半圆槽，导向铜套3嵌套于永磁转子5的半圆槽内，并通过凸缘固定于永磁转子5上。

其中，导向铜套3与空心光杆21接触面上分布有石墨润滑剂或采用滚珠结构，滑动摩擦力小。本申请根据限扭矩永磁涡流传动装置的功率大小，选用滚珠型导向铜套和石墨润滑型导向铜套，自润滑性能良好，分离、闭合动作顺畅。

其中，空心光杆21表面采用镀铬表面处理工艺进行处理，空心光杆21采用镀铬表面处理工艺，相较于改造前主轴表面淬火+发蓝或表面渗氮的工艺，在大幅降低制造成本的同时，表面硬度依然能够得到有效保证，且防锈蚀能力大幅提高。

具体的，导轨2和导向铜套3的数量为至少三个，导轨均布在主轴座的圆柱面上，数量根据永磁涡流传动装置的扭矩传输要求，数量可灵活调整，最低为3个；本申请空心光杆和导向铜套均为标准化产品，市场供应充足，标准化程度高，能够最大程度保证限扭矩型永磁涡流传动装置的质量稳定性。

其中，如图8所示，导向铜套3与导轨2之间为过渡配合，本申请将运行过程中主轴与导向环的线接触改为导向铜套与导轨的面接触，增大配合接触面积，消除了因配合间隙和偏转角度导致的局部受力集中现象。如图1-4所示，现有技术中原结构中的现有导向铜环2’与现有主轴3’为点接触，改进后导向铜套与导轨为面接触，增大受力面积，降低摩擦力，提高零件结构强度，避免改造前的主轴或导向环过度磨损导致限扭矩型永磁涡流传动装置无法实现脱开动作的现象。

本申请限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构的主轴功能改变后，可省去原导轨配合平面所需的表面淬火+发蓝或表面渗氮等加工工序，同时可将材质更改为铝合金，降低整体重量，简化机械加工。在批量生产时，可使用热压铝型材加工工艺，提高质量稳定性，进一步降低生产成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.限扭矩永磁涡流传动装置的主轴结构，其特征在于：所述的主轴结构包括：

一主轴座，呈圆柱状结构；

多个导轨，沿所述主轴座的轴向设置于所述主轴座的外圆柱面上，并与所述主轴座分体设置；

多个导向铜套，固定于永磁转子上，所述永磁转子随所述导向铜套套置于所述主轴座上，且可滑动的设置于所述导轨上，所述导轨具有一空心光杆，所述导向铜套的形状配合所述空心光杆外径设置，且所述导向铜套与所述导轨形成面接触配合；

一止挡部，设置于所述主轴座的两端部，且位于所述导轨的两端。

2.根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于：每个所述导轨进一步包括：

一双头螺杆，所述双头螺杆穿设于与所述空心光杆内，所述双头螺杆的两端固定于所述止挡部。

3.根据权利要求2所述的主轴结构，其特征在于：所述主轴座圆柱面上加工有配合所述空心光杆外径的多个半圆槽，所述空心光杆嵌套安装在所述半圆槽中。

4.根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于：所述止挡部为设置于所述主轴座两端的二挡环。

5.根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于：所述导向铜套为具有凸缘的半圆环状，半圆环的内径配合所述空心光杆的外径设置。

6.根据权利要求5所述的主轴结构，其特征在于：所述永磁转子的内圆设置有对各配合所述导向铜套外径的多个半圆槽，所述导向铜套嵌套于所述半圆槽内，并通过所述凸缘固定于所述永磁转子上。

7.根据权利要求2所述的主轴结构，其特征在于:所述导向铜套与所述空心光杆接触面上分布有石墨润滑剂或采用滚珠结构。

8.根据权利要求2所述的主轴结构，其特征在于:所述空心光杆表面采用镀铬表面处理工艺进行处理。

9.根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于：所述导轨和所述导向铜套的数量为至少三个。

10.根据权利要求1所述的主轴结构，其特征在于：所述导向铜套与所述导轨之间为过渡配合。

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