CN112821717A - 一种扭矩传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭矩传递装置，包括传动轴、内滑动筒、铜套、外滑动筒、磁体盘、动力组件、调节机构、两个轴承座、负载及底座，其中动力组件、外筒、轴承座及离心风机均与底座相连，传动轴通过两轴承座及卡簧固定轴向位置，磁体盘、内滑动筒、铜套、外滑动筒、调节机构共同连接于传动轴一端上，传动轴另一端连接负载，动力组件与磁体盘无任何刚性连接，动力组件将动力传至磁体盘，通过调节机构调节，可以使磁体盘在传动轴上轴向移动，并可以与轴共同旋转，实现扭矩传输。优点，本发明结构简单、稳定可靠、动力传递损耗小，可通过调节机构的微调，从而调节磁体盘一侧的转速，实现平滑无级调速。

Description

一种扭矩传递装置

技术领域

本发明涉及动力传输领域，具体的是一种扭矩传递装置。

背景技术

永磁调速器是一种节能调速装置，其在动力轴与输出轴之间靠导体转子与磁体转子的相互作用传递转速及扭矩，且可通过调节导体转子与磁体转子间的气隙来调节输出的转速及扭矩，相比于传统的齿轮箱变速传动，永磁调速器更为节能环保，具有简单可靠、环境适应力强、无电磁干扰、调速范围大等明显优势。

目前使用的盘式永磁调速器多数结构复杂，没有堵转保护措施，其动力传输机构在轴向上的移动常通过耐磨环与负载轴的接触摩擦完成，当耐磨环长时间磨损产生消耗后会与轴间产生间隙，使得安装在其中的轴承运动不稳定，大大缩减轴承寿命，且轴承与耐磨环的更换不便，给维修工作带来了不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，普通盘式永磁调速器动力传输机构里的轴承磨损消耗过快且无堵转保护措施的缺点，提出一种扭矩传递装置，调节机构利用滚珠与滚珠槽相配合的特性在轴上移动调节气隙、传递动力，且保证磁体转子有一定的活动间距用于堵转时磁体转子自动远离导体转子，防止过热消磁，本发明结构简单，安装方便，可靠性高。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种扭矩传递装置，包括传动轴、内滑动筒、铜套、外滑动筒、磁体盘、动力组件、调节机构和负载。 传动轴一端连接负载，另一端通过内滑动筒、铜套和外滑动筒连接磁体盘，动力组件与磁体盘间设有活动气隙，调节机构位于传动轴上，且位于负载与磁体盘之间，调节机构与内滑动筒相连，调节磁体盘在传动轴上的轴向位置，传动轴在靠近磁体盘一端设置轴向限位的限位件，在此端的表面开设两条同一平面内的第一滚珠槽，传动轴在靠近负载的一端开有两装配相应卡簧的第一卡簧槽，用来限制轴的轴向移动；磁体盘与传动轴间接连接，且磁体盘可进行轴向移动；内滑动筒为带法兰的套筒，其法兰端设有沉头孔，且法兰端不与磁体盘接触，其远离法兰端的一端开有两条容纳外卡簧的第二卡环槽，其外表面为光滑表面，其内壁中设有两排滚珠通道，内筒滚珠在通道内自由移动，内筒滚珠由不带法兰一端装入并由内筒防尘密封圈封紧，两排内筒滚珠与第一滚珠槽位置相对应，内筒滚珠均排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，内滑动筒沿第一滚珠槽装在传动轴上，其可以沿传动轴进行轴向移动和随传动轴做旋转运动；铜套为带法兰型铜套，且法兰端不与磁体盘接触，铜套内壁表面为光滑表面，外表面开有位于同一平面的两条第二滚珠槽，铜套套在内滑动筒外表面上，两者相对固定；外滑动筒为带法兰的套筒，其与磁体盘相对固定，外滑动筒内壁设有两排滚珠通道，外筒滚珠在通道内自由滚动，外筒滚珠由不带法兰一端装入并由外筒防尘密封圈封紧，外筒滚珠均匀排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，位置与铜套上两条第二滚珠槽相对应，外滑动筒沿第二滚珠槽装在铜套上，可以沿铜套进行轴向运动和随铜套做旋转运动，外滑动筒的轴向移动作用是在负载堵转时，将自动排开外滑动筒所带的磁体盘，从而防止装置过热对磁体消磁的情况发生。

本发明进一步限定的技术方案是：

动力组件包括铜环、钢盘、胀紧联结套和电机。铜环与钢盘相连接，铜环面与磁体盘相对且设有活动气隙距5-15mm, 其设计目的是参考了负载及电机的工作转速区间，钢盘与电机轴通过胀紧联结套相连接固定，相比于键连接等方式，其有结构紧凑小巧、安装方便可靠、可以传递较大的扭矩同时还可以限制钢盘的轴向位移等优点。

调节机构包括两个轴承、内筒、轴承端盖、把手、外筒和耐磨盘根环。内筒呈圆筒状，两端设有轴承座孔，中间空心；两个轴承外圈装在内筒两端的轴承座孔中，两轴承内圈安装在内滑动筒的外表面，位置与卡环槽对齐，且铜套远离法兰的一端与一个轴承内圈相接触；轴承端盖通过螺栓与内筒两端相连接，内筒在远离内滑动筒的一端外表面设有一螺纹孔；把手为圆柱状，其一端开有一段螺纹，与内筒外表面螺纹孔相配合连接；外筒为带法兰圆筒状，内筒位于外筒内部且与外筒内壁留有间隙，两者通过耐磨盘根环相接触移动，外筒上开有一段曲线通槽，把手穿过通槽且可在槽内移动，带动内筒相对于外筒进行轴向伸缩，其设计目的是将曲线运动转变为内筒的直线运动，从而最终带动磁体盘的轴向移动，改变气隙大小。

负载设为离心风机，电机、两轴承座以及负载均通过螺栓固定在底座上，且电机轴与传动轴在同一条轴线上。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明的技术方案，通过滚珠与滚珠槽的线性配合，使得磁体盘即可以轴向位移，又可以传递扭矩，装置整体摩擦阻力小，动力损耗少，使用方便便捷，可大大提高轴承寿命，且外滑动筒带动磁体盘在铜套上的移动可以避免负载堵转时，气隙不变导致温度升高而磁体消磁的情况；

本技术方案相比使用聚四氟乙烯制成的耐磨环而言，不仅磨损小，使用寿命长，聚四氟乙烯制成的耐磨环长期使用后，磨损严重。产生间隙，从而增加震动，最终损坏轴承，导致轴承的使用寿命短，从而降低整体设备的使用寿命、增加故障率的发生，增加成本。

附图说明

图1为本发明扭矩传递装置结构示意图。

图2为本发明内、外滑动筒结构位置局部放大图。

图3为本发明动力组件结构示意图。

图4为本发明磁体盘结构示意图（已拆分）。

图5为本发明调节机构结构示意图。

图6为本发明整体外观结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述。

显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供的一种扭矩传递装置，如图1和图5所示，包括传动轴1、内滑动筒2、铜套3、外滑动筒4、磁体盘5、动力组件6、调节机构7、负载8、轴承座9和底座10。

传动轴1连接磁体盘5的一端开有一段螺纹，限位件1a设为锁紧螺母，与轴端螺纹相配合，其目的是限制磁体盘5向动力组件6方向的位移，防止其移动脱落，传动轴1另一端连接负载8，即与离心风机的扇叶相连，传动轴1直径最大段位于两轴承座9的轴承端面之间，并由轴用卡簧装到对应第一卡簧槽1c内固定轴的位置，同时限制轴的轴向移动，传动轴1整体分为三段，直径由大到小为：两轴承座9之间的一段、装配滑动筒及调节机构7的一段、连接负载8的一段。

内滑动筒2为长筒状，其一端带法兰，法兰端设有均布沉头螺栓孔，且法兰端不与磁体盘5接触，其远离法兰一端开有两条容纳外卡簧的第二卡环槽2b，用于轴承7a的轴向定位，内滑动筒2外表面为光滑表面，其内壁中设有两排滚珠通道，内筒滚珠2a可在通道内自由滚动，内筒滚珠2a由不带法兰一端装入并通过螺钉将内筒防尘密封圈2c与此端封紧，两排内筒滚珠2a与第一滚珠槽1b位置相对应，内筒滚珠2a均匀排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，内滑动筒2沿第一滚珠槽1b套在传动轴1上，既可以沿传动轴1进行轴向移动，又可以传递扭矩随传动轴1做旋转运动。

铜套3为带法兰型石墨铜套，其法兰端设有均布螺纹孔，与内滑动筒2法兰端的沉头孔位置相对应，且法兰端不与磁体盘5接触，其设计目的是考虑到装配和拆卸的便捷性，石墨成分可以起到很好的润滑作用，铜套3内壁表面为光滑表面，外表面开有位于同一平面内的两条第二滚珠槽3a，铜套3套在内滑动筒2外表面上，两者通过法兰处的螺栓相连接。铜套的作用就是起到外滑动筒4与内滑动筒2的间接连接作用。

如图1和图2所示，外滑动筒4为带法兰的套筒，其法兰端设有沉头螺栓孔，与磁体盘5通过螺栓连接固定，外滑动筒4内壁设有两排滚珠通道，外筒滚珠4a可在通道内自由滚动，外筒滚珠4a由不带法兰一端装入并通过螺钉将外筒防尘密封圈4b与此端封紧，外筒滚珠4a均匀排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，位置与两条第二滚珠槽3a相对应，外滑动筒4沿第二滚珠槽3a套在铜套3上，可以沿铜套3进行轴向运动和随铜套3做旋转运动，外滑动筒4带动磁体盘5做轴向位移，其一端限位由限位件1a完成，另一端限位由靠近外滑动筒4的轴承端盖7c完成，此段位移设计的目的是考虑到负载8堵转时，铜环6a与磁体盘5产生滑速差长时间会使设备温度升高，永磁转子b消磁，此段位移可以使负载8在堵转时，磁体盘5自动排开导体转子，从而增大气隙，减少其相互作用产生的发热。

如图4所示，磁体盘5由盘体5a、永磁体5b及盖板5c组成。盘体5a中心为通孔，中心周围设有均布螺纹孔，与外滑动筒4的法兰端沉头孔位置相对应，永磁体5b放置到盘体5a的均布凹槽中，盖板5c压紧永磁体并通过螺栓与盘体5a连接，此结构设计是考虑到整体的美观性及安装的便捷性，磁体盘5中的永磁体5b材料为钕铁硼永磁体，相比于其他永磁体，其磁吸力强大，磁力传导性强，适合作为磁转子中的永磁材料。钕铁硼永磁体为市面上的已知产品，可直接购买获得，进一步，目前销售钕铁硼永磁体厂家有很多，本技术方案不限定具体的厂家。

如图3所示，动力组件6包括铜环6a、钢盘6b、胀紧联结套6c以及电机6d，电机6d通过螺栓与底座10连接固定，铜环6a与钢盘6b通过螺栓连接，且铜环6a面与磁体盘5的盖板5c相对且设有活动气隙距5-15mm,钢盘6b与电机轴通过胀紧联结套6c相连接固定，胀紧联结套传递扭矩大，占用空间小，还可以限制钢盘6b的轴向位移，相比于键连接更为方便简洁。

如图5和图6所示，调节机构7包括两个轴承7a、内筒7b、轴承端盖7c、把手7d、外筒7e、耐磨盘根环7f，内筒为圆筒状，两端开有轴承座孔，中间空心，两个轴承7a外圈安装于内筒7b两端的轴承座孔中，两轴承7a内圈安装在内滑动筒2的外表面，位置与第二卡环槽2b对齐，考虑到此处高转速及承受少量径向和轴向载荷的特性，轴承7a采用深沟球轴承，且铜套3远离法兰的一端与轴承内圈相接触，卡簧与铜套3限制了轴承的轴向位移，同时也将调节机构7与内滑动筒2相连接，轴承端盖7c通过螺栓与内筒7b两端相连接，内筒7b在远离内滑动筒2的一端外表面设有一螺纹孔，把手7d为圆柱状，其一端开有一段螺纹，与内筒7b外表面螺纹孔相配合连接，外筒7e为带法兰圆筒状，其法兰一端通过螺栓与底座10相连接，内筒7b位于外筒7e桶内部且与外筒7内壁留有间隙，两者通过耐磨盘根环7f相接触移动，耐磨盘根环的设计是为了让结构更为紧凑，同时增加内筒7b的移动摩擦力，防止其意外移动，外筒7e上开有一段曲线通槽，把手7d穿过通槽且可在槽内移动，通过把手7d在槽内的曲线移动，带动内筒移动，内筒7e再通过轴承 7a带动内滑动筒2移动，最终带动磁体盘5的移动，从而改变气隙，调整传动轴1转速及扭矩。

如图6所示，两轴承座9和负载8均通过螺栓固定在底座10上，轴承座9为标准UCPH型立式轴承座，负载8为离心风机，轴承座9与离心风机均为本技术领域内的已知产品，可直接购买获得，进一步，目前销售离心风机和标准UCPH轴承座的厂家有很多，本技术方案不限定具体的厂家。

电机轴与传动轴1位于同一轴线上，其目的是确保轴承座9、铜环6a、磁体盘5及负载8尽量同心，以减少不同轴误差带来的对设备运行稳定性的影响。

本实施例的使用过程为：

使用前先进行设备的组装，首先将底座10放于平整地方，将盘根环7f装入外筒7e的槽中，外筒7e用螺栓固定在底座10的支架上，且使弯曲通槽部分向上露出，其次将传动轴1自左（电机底座凸台一侧）向右穿过外筒7e和固定外筒7e的凸台，当穿过第一个轴承座9时，将两轴用卡簧套在轴的最大直径处，并继续穿过第二个轴承座9，调整好轴承座位置，使轴承座轴承端面分别与第一卡簧槽1c相对齐，此时将两轴用卡簧分别推入卡簧槽中，随后将两轴承座9用螺栓固定在底座10的对应位置上，后面装配扭矩传递装置及调节机构7，先将内、外滑动筒的滚珠装配完成，然后铜套3装在内滑动筒2的外表面并用螺栓固定，再将外滑动筒4沿第二滚珠槽3a装在铜套3表面，并用螺栓与磁体盘5相连接，随后将一个轴承端盖7c套入滑动筒2上，再将一只轴承7a装在内滑动筒2上，其一端与铜套3相接触，此刻装入一轴用卡簧固定此轴承7a，随后装入内筒7b，使表面螺纹孔一端位于右侧，待第一个轴承7c完全压入内筒7b后装入第二个轴承7c并装入同样的轴用卡簧，之后装载第二个轴承端盖7c，并用螺栓将两轴承端盖7c与内筒7b固定，而后将装配好的扭矩传递装置和调节机构7沿传动轴1第一滚珠槽1b的一端装入，并使内筒7b外圈通过耐磨盘根环7f，且内筒7b表面的螺纹孔通过外筒7e的曲线通槽可见，此时将把手7d穿过曲线通槽与内筒7b通过螺纹相连，装好后将限位件锁紧螺母装在传动轴1的螺纹处，接下来装配动力组件6，先将铜环6a与钢盘6b通过螺栓相连，再用胀紧联结套6c连接钢盘6b与电机轴，最后将电机6d及负载8通过螺栓装在底座10上，通上电源，调整把手7d控制气隙进行调速工作。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种扭矩传递装置，其特征在于：包括传动轴（1）、内滑动筒（2）、铜套（3）、外滑动筒（4）、磁体盘（5）、动力组件（6）、调节机构（7）和负载（8），传动轴（1）一端连接负载（8），另一端通过内滑动筒（2）、铜套（3）和外滑动筒（4）连接磁体盘（5），动力组件（6）与磁体盘（5）间设有活动气隙，调节机构（7）位于传动轴（1）上，且位于负载（8）与磁体盘（5）之间，调节机构（7）与内滑动筒（2）相连，调节磁体盘（5）在传动轴（1）上的轴向位置，传动轴（1）在靠近磁体盘（5）一端设置轴向限位的限位件（1a），在此端的表面开设两条同一平面内的第一滚珠槽（1b），传动轴（1）在靠近负载（8）的一端开有两装配相应卡簧的第一卡簧槽（1c），用来限制轴的轴向移动；磁体盘（5）与传动轴（1）间接连接，且磁体盘（5）可进行轴向移动；内滑动筒（2）为带法兰的套筒，其法兰端设有沉头孔，且法兰端不与磁体盘（5）接触，其远离法兰端的一端开有两条容纳外卡簧的第二卡环槽（2b），其外表面为光滑表面，其内壁中设有两排滚珠通道，内筒滚珠（2a）在通道内自由滚动，内筒滚珠（2a）由不带法兰一端装入并由内筒防尘密封圈（2c）封紧，两排内筒滚珠（2a）与第一滚珠槽（1b）位置相对应，内筒滚珠（2a）均匀排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，内滑动筒（2）沿第一滚珠槽（1b）套在传动轴（1）上；铜套（3）为带法兰型铜套，且法兰端不与磁体盘（5）接触，铜套（3）内壁表面为光滑表面，外表面开有位于同一平面内的两条第二滚珠槽（3a），铜套（3）套在内滑动筒（2）外表面上，两者相对固定；外滑动筒（4）为带法兰的套筒，其与磁体盘（5）相对固定，外滑动筒（4）内壁设有两排滚珠通道，外筒滚珠（4a）在通道内自由滚动，外筒滚珠（4a）由不带法兰一端装入并由外筒防尘密封圈（4b）封紧，外筒滚珠（4a）均匀排列在套筒内壁且凸出内壁一部分，位置与两条第二滚珠槽（3a）位置相对应，外滑动筒（4）沿第二滚珠槽（3a）套在铜套（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种扭矩传递装置，其特征在于：所述动力组件（6）包括铜环（6a）、钢盘（6b）、胀紧联结套（6c）以及电机（6d），所述铜环（6a）与钢盘（6b）相连接，铜环（6a）面与磁体盘（5）相对且设有活动气隙5-15mm,钢盘（6b）与电机轴通过胀紧联结套（6c）相连接固定。

3.根据权利要求1或2所述的一种扭矩传递装置，其特征在于：扭矩传递装置还包括两轴承座（9）和底座（10），电机（6d）、两轴承座（9）以及负载（8）均固定在底座（10）上，且电机轴与传动轴（1）在同一条轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种扭矩传递装置，其特征在于：调节机构（7）包括两个轴承（7a）、内筒（7b）、轴承端盖（7c）、把手（7d）、外筒（7e）、耐磨盘根环（7f），所述内筒（7b）呈圆筒状，两端设有轴承座孔，中间空心；所述两个轴承（7a）外圈装在内筒（7b）两端的轴承座孔中，两轴承（7a）内圈安装在内滑动筒（2）的外表面，位置与卡环槽（2b）对齐，且铜套（3）远离法兰的一端与一个轴承（7a）内圈相接触；轴承端盖（7c）通过螺栓与内筒（7b）两端相连接，内筒（7b）在远离内滑动筒（2）的一端外表面设有一螺纹孔；所述把手（7d）为圆柱状，其一端开有一段螺纹，与内筒（7b）外表面螺纹孔相配合连接；所述外筒（7e）为带法兰圆筒状，内筒（7b）位于外筒（7e）内部且与外筒（7e）内壁留有间隙，两者通过耐磨盘根环(7f)相接触移动，外筒（7e）上开有一段曲线通槽，把手（7d）穿过通槽且可在槽内移动，带动内筒（7b）相对于外筒（7e）进行轴向伸缩。

5.根据权利要求1所述的一种扭矩传递装置，其特征在于：负载（8）为离心风机。

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