CN113206585A - 一种集成式限矩型永磁联轴器及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及联轴器领域，具体来说是一种集成式限矩型永磁联轴器及其装配方法，包括导体转子部件和永磁转子部件，所述导体转子部件包括连接轴，所述连接轴上设有导体盘；所述永磁转子部件包括输出机构，所述输出机构上设有永磁部；所述永磁部与导体盘相对设置；所述输出机构包括制动轮，所述制动轮罩设在导体转子部件外侧。本发明公开了一种集成式限矩型永磁联轴器，首先联轴器上加设制动轮，可以解决传统联轴器需要外加制动轮的问题，另外，本发明制动轮与原有的制动轮在布置位置上也有明显的区别，本发明相当于在径向布置制动轮，使得联轴器轴向尺寸大大缩减，减少了负载轴的径向载荷，极大的提高了本发明联轴器的适用范围。

Description

一种集成式限矩型永磁联轴器及其装配方法

技术领域

本发明涉及联轴器领域，具体来说是一种集成式限矩型永磁联轴器及其装配方法。

背景技术

永磁联轴器通过永磁体产生的永久磁场和导体盘切割磁力线产生的感应磁场之间的相互作用实现非接触传递转矩，可以有效隔离振动，便于安装，具有软启动效果，已经在工业传动领域推广应用。

限矩型永磁联轴器是永磁联轴器的一种扩展功能产品，当负载过载或堵转时，永磁盘和导体盘之间的排斥力大于吸引力，永磁盘和导体盘相对远离滑动，使气隙变大，切断转矩传递，达到保护动力机和负载设备的目的。

现有技术限矩型永磁联轴器在应用于带有制动轮的负载设备时，制动轮都是轴向布置，一种方式是将制动轮与永磁联轴器内转子连接并安装在减速机轴上，这种方式导致减速机轴承受比较大的悬臂径向力，容易导致设备振动，甚至减速机轴折断，另一种方式是加一个轴承座，支承永磁联轴器内转子和制动轮，制动轮另一侧再用弹性联轴器与减速机轴连接，这种方式导致设备基础加长，基建成本高，而且多一个弹性联轴器，也增加对中要求。

例如，专利CN 2020219296427公开的一种集成式限矩型永磁联轴器，其公开了限矩型永磁联轴器上加设制动轮的技术方案，但是该专利公开的永磁联轴器上的制动轮是设置在负载轴上，还是会增加永磁联轴器的整体长度，不利于联轴器轴向尺寸的减小。

所以为了避免上述问题，就需要对现有限矩型永磁联轴器进行优化设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够减少限矩型永磁联轴器轴向尺寸，并且带有制动轮结构的联轴器结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种集成式限矩型永磁联轴器，包括导体转子部件和永磁转子部件，所述导体转子部件包括连接轴，所述连接轴上设有导体盘；所述永磁转子部件包括输出机构，所述输出机构上设有永磁部；所述永磁部与导体盘相对设置；所述输出机构包括制动轮，所述制动轮罩设在导体转子部件外侧。

所述制动轮包括连接盘，所述连接盘上设有穿接孔和制动套筒；所述制动套筒一端与连接盘相连接，另一端沿穿接孔轴向延伸；所述连接盘内壁上设有永磁部；所述永磁部包括永磁体。

所述连接盘设置在制动套筒内侧；所述穿接孔与制动套筒同轴设置；所述穿接孔与连接轴同轴设置。

所述制动套筒远离连接盘一侧连接有永磁压板，所述永磁压板靠近导体盘一侧设有永磁部。

所述制动套筒上设有气隙孔；所述气隙孔贯穿制动套筒设置。

所述气隙孔处于相邻永磁部的上方，并且所述气隙孔与永磁部和导体盘之间形成的间隙相对设置。

所述连接轴包括轴体，所述轴体上设有限位沉槽，所述限位沉槽在轴体上呈环形分布。

所述连接轴端部设有卡接槽，所述卡接槽内设有限位挡板。

所述导体盘通过导体钢盘与连接轴相连接，所述导体钢盘包括盘体，在盘体上设有套接孔，所述盘体上设有限位环槽。

所述限位环槽深度大于导体盘厚度；所述限位环槽在导体钢盘靠近永磁部一侧设置。

一种集成式限矩型永磁联轴器的装配方法，所述装配方法包括如下步骤：

步骤1：先选用合适零件，分别组装导体转子部件和永磁转子部件；导体转子部件和永磁转子部件分别组装完成后，对导体转子部件和永磁转子部件分别进行动平衡校验；

步骤2：动平衡校验完成后，对于符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件进行装配；不符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件重新返工，直至符合动平衡要求；装配时先拆除待装配永磁转子部件上的永磁压板；并将该永磁转子部件剩余部分垂直放置在装配工作台上，使得制动轮形成的筒口沿纵向布置，使得制动轮形成的筒口朝上；随后使用吊装工具吊运对应检测完毕后的导体转子部件至上述制动轮形成的筒口正上方，到达设定位置后，吊装工具再带动导体转子部件垂直下落至制动轮内部，直至导体转子部件到达导体转子部件在永磁转子部件内的设定位置；导体转子部件到达设定位置后，对导体转子部件进行限位，限位完成后，吊装工具脱离导体转子部件；

步骤3：步骤2完成后，再把拆除后的永磁压板以及永磁压板上的铝盘和永磁体重复装配在制动轮端部；

步骤4：步骤3完成后，一个限矩型永磁联轴器的导体转子部件和永磁转子部件的组装已经完成；如需重复安装其他永磁联轴器，重复上述步骤1-步骤3即可。

所述步骤2中要求在导体转子部件吊装装配前，在制动轮靠近装配工作台一侧的气隙孔中放置工装圆棒或扁板。

所述步骤2中要求导体转子部件吊装装配完成后，在制动轮远离装配工作台一端的气隙孔中再次放置工装圆棒或扁板。

本发明的优点在于：

本发明公开了一种集成式限矩型永磁联轴器，首先联轴器上加设制动轮，可以解决传统联轴器需要外加制动轮的问题，另外，本发明制动轮与原有的制动轮在布置位置上也有明显的区别，本发明相当于在径向布置制动轮，使得联轴器轴向尺寸大大缩减，减少了负载轴的径向载荷，极大的提高了本发明联轴器的适用范围。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、导体转子部件；11、连接轴；12、导体盘；13、导体钢盘；14、限位机构；15、挡板；2、永磁转子部件；21、制动轮；22、永磁体；23、铝盘；211、气隙孔。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种带制动轮21的限矩型永磁联轴器，包括导体转子部件1和永磁转子部件2，所述导体转子部件1包括连接轴11，所述连接轴11上设有导体盘12；所述永磁转子部件2包括输出机构，所述输出机构上设有永磁部；所述永磁部与导体盘12相对设置；所述输出机构包括制动轮21，所述制动轮21罩设在导体转子部件1外侧；本发明主要公开了一种带制动轮21的限矩型永磁联轴器，首先设置制动轮21，使得本发明公开的联轴器自带制动轮21，这样的设置，可以解决传统联轴器需要外加制动轮21的问题；同时本发明制动轮21相当于传统联轴器的钢盘结构；本发明改变了传统联轴器沿轴线设置制动轮21容易增加联轴器输出端负载的问题；同时本发明制动轮21相当于传统联轴器钢盘结构，使得本发明制动轮21呈现的连接方式是沿联轴器径向布置，极大的缩减了联轴器的轴线尺寸，而联轴器轴线尺寸的缩短，变向的在后续减少了负载轴的径向载荷，从而能够使得永磁联轴器具有更好的适应性，能够极大的提高本发明的适用范围。

具体；

本发明主要包括导体转子部件1和永磁转子部件2，导体转子部件1和永磁转子部件2同轴设置，所述导体转子部件1包括连接轴11，所述连接轴11上设有导体盘12；所述永磁转子部件2包括输出机构，所述输出机构上设有永磁部；所述永磁部与导体盘12相对设置；这些属于现有联轴器均会设置在结构，这里可以参考现有联轴器结构进行设置，而本发明中所述输出机构包括制动轮21，本发明使用制动轮21代替原有的钢盘结构；使得本发明制动轮21相当于罩设在导体转子部件1外侧；使得本发明公开的制动轮21相当于沿联轴器的径向布置，极大的缩短了联轴器的轴向距离，不仅缩小了联轴器的整体尺寸，还变向的在后续减少了负载轴的径向载荷，从而能够使得永磁联轴器具有更好的适应性；极大的提高了本发明的适用范围。

作为优选的，本发明中所述制动轮21包括连接盘2-1，这里连接盘2-1起到一个基础连接作用，方便后续输出机构中其他部件的布置；所述连接盘2-1上设有穿接孔2-3和制动套筒2-2；穿接孔2-3方便了连接盘2-1与负载轴之间的连接，制动套筒2-2充当的一个是起到连接作用，方便后续永磁压板24的连接和布置，另外一个作用是充当制动轮21的作用，方便后续的制动操作，具体连接时，所述制动套筒2-2一端与连接盘2-1相连接，另一端沿穿接孔轴向延伸；这样的设置，使得制动套筒2-2和连接盘2-1之间形成一个凹槽结构，该凹槽结构方便了导体转子部件1间的布置；另外，在本发明中所述连接盘2-1内壁上设有永磁部；所述永磁部包括永磁体22；永磁体22通过铝盒连接在连接盘2-1内壁上，永磁体22与导体盘12相对设置，方便后续动力的传递；同时本发明中设有两组导体盘12结构，所以为了对应两组导体盘12结构，在本发明中所述制动套筒2-2远离连接盘2-1一侧连接有永磁压板24，所述永磁压板24靠近导体盘12一侧设有永磁部；永磁压板24的设置，方便了左侧(以纸面作为参考)永磁部的布置。

作为优选的，本发明中所述连接盘2-1设置在制动套筒2-2内侧；这样的设置，使得制动套筒2-2两端都突出连接盘2-1设置，进而使得制动轮21两侧都具有凹槽结构，可以起到很好的避让作用，同时方便后续的制动操作；另外，在本发明中所述穿接孔与制动套筒2-2同轴设置；所述穿接孔与连接轴11同轴设置；这样的设置，可以保证输出轴与负载轴的同轴度，从而保证导体转子部件1与永磁转子部件2的同轴度。

作为优选的，本发明中所述制动套筒2-2上设有气隙孔211；所述气隙孔211贯穿制动套筒2-2设置；本发明设置有气隙孔211，气隙孔211相当于一个观察孔，方便对永磁部与导体盘12之间的间隙进行观察，同时本发明中气隙孔211还充当一个散热孔的作用，在联轴器实际工作过程中，气隙孔211起到很好的散热作用，避免热量在联轴器内部的聚集而影响联轴器的使用寿命。

作为优选的，本发明中所述气隙孔211处于相邻永磁部的上方，本发明气隙孔211处于联轴器上部，也就是在制动轮21的上方，这样的设置方式，方便了后续联轴器运行时操作人员对永磁部和导体盘12之间形成的间隙进行观察；另外，在本发明中所述气隙孔211与永磁部和导体盘12之间形成的间隙相对设置；这个至少要求气隙孔211处于上述间隙正上方，可以方便实际观察间隙变化；另外，作为优选的，本发明可以要求气隙孔211最边缘所在平面与永磁部外侧面相齐平；这里永磁部外侧面时相对而言，指的是永磁部不与制动轮21或者永磁压板24不连接一侧；这里气隙孔211边缘与间隙靠近永磁部一侧相齐平，使得这时的气隙孔211起到一个标定作用，更方便操作人员识别判断。

作为优选的，本发明中所述连接轴11包括轴体，所述轴体上设有限位沉槽111，所述限位沉槽111在轴体上呈环形分布；限位沉槽111的设置，使得连接轴11上具有一个平台结构，能够起到一个很好的定位作用，同时限位沉槽111的设置，使得连接轴11一端尺寸减小，方便了导体盘12在连接轴11上的套接，同时也方便与下文中的限位挡板15相互配合，实现导体盘12与连接轴11之间的连接定位。

作为优选的，本发明中所述连接轴11端部设有卡接槽151，所述卡接槽151内设有限位挡板15；限位挡板15与卡接槽151之间的连接方式可以使用卡接的方式相连接，也可以采用焊接等方式进行连接，具体可以根据需要进行选择，这里设置限位挡板15，目的也是起到一个限位防护作用，避免导体盘12沿轴向脱离连接轴11。

作为优选的，本发明中所述导体盘12通过导体钢盘13与连接轴11相连接，这样的设置，方便了导体盘12与连接轴11之间的连接；同时可以在一定程度上减少导体盘12尺寸的设置，只要要求导体盘12与永磁部相对应即可，减少了导体盘12材料的使用；有利于成本的降低，另外，在本发明中所述导体钢盘13包括盘体，在盘体上设有套接孔，所述盘体上设有限位环槽；本发明中限位环槽主要起到一个避让和限位作用，在本发明中避让环槽131沿导体钢板边缘处设置，并且避让环槽131并不贯穿导体钢板设置，这样使得导体钢板变成中心具有凸起的结构，而该凸起结构起到一个很好的限位作用，在后续使用时，即使导体钢盘13移动至连接轴11的端部，因为上述凸起结构的存在，也不会使得导体盘12与永磁部相接触，从而避免了永磁部与导体盘12间的相互磨损，另外，避让环槽131的设置为导体盘12与导体钢盘13间的连接提供了相互连接的位置，更好的保证了上述问题的出现，起到很好的避让作用；而为了实现上述要求，在本发明中要求所述限位环槽深度大于导体盘12厚度；所述限位环槽在导体钢盘13靠近永磁部一侧设置。

具体实施例：

本发明公开的联轴器主要包括同轴安装于动力机输出轴(也就是上述的连接轴11)上的导体转子部件1和安装于负载输入轴(上文中负载轴)上的永磁转子部件2，连接轴11上对称安装两组可滑动的导体盘12和导体钢盘13，导体钢盘13上安装有限位机构14，连接轴11的一端还安装有限位挡板15，制动轮21的内侧安装有铝盘23，铝盘23中安装有若干圆周布置的永磁体22；另外，制动轮21的另一端与永磁压板24相连，在永磁压板24内侧同样安装有铝盘23和永磁体22；具体如附图所示；

同时在本发明中制动轮21的圆周上与永磁部和导体盘12之间形成的间隙对应的位置上开设两排气隙孔211，该气隙孔211用于在调整上述间隙时观察上述间隙大小，并可在运行时作为散热孔；同时还可以在实际装配时充当定位孔，可以在后期装配时插接工装圆棒或扁板来实现导体转子部件装配时的定位限位。

另外

本发明还公开了联轴器的装配方式，具体为：

一种集成式限矩型永磁联轴器的装配方法，所述装配方法包括如下步骤：

步骤1：先选用合适零件，分别组装导体转子部件和永磁转子部件；导体转子部件和永磁转子部件分别组装完成后，对导体转子部件和永磁转子部件分别进行动平衡校验；

步骤2：动平衡校验完成后，对于符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件进行装配；不符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件重新返工，直至符合动平衡要求；装配时先拆除待装配永磁转子部件上的永磁压板；并将该永磁转子部件剩余部分垂直放置在装配工作台上，使得制动轮形成的筒口沿纵向布置，使得制动轮形成的筒口朝上；随后使用吊装工具吊运对应检测完毕后的导体转子部件至上述制动轮形成的筒口正上方，到达设定位置后，吊装工具再带动导体转子部件垂直下落至制动轮内部，直至导体转子部件到达导体转子部件在永磁转子部件内的设定位置；导体转子部件到达设定位置后，对导体转子部件进行限位，限位完成后，吊装工具脱离导体转子部件；

步骤3：步骤2完成后，再把拆除后的永磁压板以及永磁压板上的铝盘和永磁体重复装配在制动轮端部；

步骤4：步骤3完成后，一个限矩型永磁联轴器的导体转子部件和永磁转子部件的组装已经完成；如需重复安装其他永磁联轴器，重复上述步骤1-步骤3即可。

本发明公开的装配方式可以实现永磁联轴器中导体转子部件和永磁转子部件间的装配，优化永磁联轴器的装配效率；另外，这里需要明确的是，本发明中制动轮内部具有凹槽结构，进而形成一个筒体结构，在实际装配时，要求该筒体朝上，也就是开口朝上；这样的设置发，方便了导体转子部件的后续吊装；另外，在实际吊装时，导体转子部件大致移动路径呈L型；吊装工具种类可以是多种，可以是机械手臂，也可以是其他吊装设备；导体转子部件先横向移动至筒体上方，再纵向移动至永磁转子部件内部，进而形成导体转子部件移动路径呈L型；这样的路径规划方便逻辑控制，同时方便搭配控制系统对导体转子部件的悬停位置进行控制，进而可以方便后续结合自动化控制实现联轴器的制动化装配。

还有就是，在本发明中导体转子部件和永磁转子部件分体组装，有利于提高装配效率，并且能够方便分别对两个转子部件进行动平衡校验，保证后续联轴器的使用效果。

作为优选地，本发明中所述步骤2中要求在导体转子部件吊装装配前，在制动轮靠近装配工作台一侧的气隙孔中放置工装圆棒或扁板；上述的气隙孔以附图上来看是左侧的气隙孔，因为装配时制动轮左侧是贴合在装配工作台上，所以左侧的气隙孔处于靠近装配工作台一侧，在气隙孔内设置工装圆棒或者扁板，起到一个基础支撑作用，同时还起到一个限位作用，在实际装配时，导体转子部件下移至与工装圆棒或扁板上方相接触，并位置稳定后，就代表导体转子部件装配到位，吊装工具可以拆除；这时的工装圆棒或扁板起到标定和支撑作用，同时因为工装圆棒和扁板具有一定的厚度或者宽度，这样可以很好的保证导体盘与永磁部之间的间隙，另外，作为更大的优化，在本发明中所述步骤2中要求导体转子部件吊装装配完成后，在制动轮远离装配工作台一端的气隙孔中再次放置工装圆棒或扁板；同理，这里的气隙孔还是处于附图右侧的，因为放置在装配工作台上，可以知道该部分气隙孔处于制动轮上方；可以称为上部气隙孔，同理上面靠近装配工作台的气隙孔可以称为下部气隙孔，这里上部气隙孔内也插接有工装圆棒或扁板，这里工装圆棒或扁板一个作用还是保证导体盘与永磁部之间的间隙；另外的作用就是起到固定、支撑以及限位作用；插接在上部气隙孔和下部气隙孔的工装圆棒或扁板能够对导体转子部件进行侧面限位，从而避免导体转子部件在永磁转子部件间的晃动，减少了导体转子部件和永磁转子部件间的撞击；同时在实际使用过程中，工装圆棒或扁板是跟随永磁联轴器进行发货的，直到联轴器在设备上安装完成后才拆除，这样的设置方便了联轴器的运输，避免了运输过程中，永磁转子部件和导体转子部件间的晃动。

另外，上述工装圆棒或扁板就是一个板件结构，只要能够实现上述功能的结构都可以在本发明中进行使用。

具体装配如下：

永磁联轴器的导体转子部件和永磁转子部件分别组装完成，并进行动平衡校验，然后将永磁转子部件上永磁压板24与制动轮21的连接螺栓拆除，取出永磁压板24及安装在其上的铝盘23和永磁体22；将永磁转子部件剩余部分垂直放置在装配工作台上，筒口朝上，输入端朝下，并在制动轮圆周的下部气隙孔211中放入保证气隙(间隙)的工装圆棒或扁板；将导体转子部件的输出端朝上，垂直吊入制动轮中，直到下部导体盘落在工装圆棒或扁板上，调整导体转子部件与制动轮四周的间隙基本一致；在制动轮圆周的上部气隙孔211中放入保证气隙的工装圆棒或扁板；将永磁压板24及安装在其上的铝盘23和永磁体22吊装与制动轮21连接。

上述保证气隙(导体盘与永磁部之间的间隙)的工装圆棒或扁板随永磁联轴器发货，直到在设备上安装完成后才拆除。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，包括导体转子部件和永磁转子部件，所述导体转子部件包括连接轴，所述连接轴上设有导体盘；所述永磁转子部件包括输出机构，所述输出机构上设有永磁部；所述永磁部与导体盘相对设置；所述输出机构包括制动轮，所述制动轮罩设在导体转子部件外侧。

2.根据权利要求1所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述制动轮包括连接盘，所述连接盘上设有穿接孔和制动套筒；所述制动套筒一端与连接盘相连接，另一端沿穿接孔轴向延伸；所述连接盘内壁上设有永磁部；所述永磁部包括永磁体。

3.根据权利要求2所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述制动套筒远离连接盘一侧连接有永磁压板，所述永磁压板靠近导体盘一侧设有永磁部。

4.根据权利要求2所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述制动套筒上设有气隙孔；所述气隙孔贯穿制动套筒设置。

5.根据权利要求1所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述连接轴包括轴体，所述轴体上设有限位沉槽，所述限位沉槽在轴体上呈环形分布。

6.根据权利要求5所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述连接轴端部设有卡接槽，所述卡接槽内设有限位挡板。

7.根据权利要求1所述的一种集成式限矩型永磁联轴器，其特征在于，所述导体盘通过导体钢盘与连接轴相连接，所述导体钢盘包括盘体，在盘体上设有套接孔，所述盘体上设有限位环槽。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种集成式限矩型永磁联轴器的装配方法，其特征在于，所述装配方法包括如下步骤：

步骤1：先选用合适零件，分别组装导体转子部件和永磁转子部件；导体转子部件和永磁转子部件分别组装完成后，对导体转子部件和永磁转子部件分别进行动平衡校验；

步骤2：动平衡校验完成后，对于符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件进行装配；不符合动平衡要求的导体转子部件和永磁转子部件重新返工，直至符合动平衡要求；装配时先拆除待装配永磁转子部件上的永磁压板；并将该永磁转子部件剩余部分垂直放置在装配工作台上，使得制动轮形成的筒口沿纵向布置，使得制动轮形成的筒口朝上；随后使用吊装工具吊运对应检测完毕后的导体转子部件至上述制动轮形成的筒口正上方，到达设定位置后，吊装工具再带动导体转子部件垂直下落至制动轮内部，直至导体转子部件到达导体转子部件在永磁转子部件内的设定位置；导体转子部件到达设定位置后，对导体转子部件进行限位，限位完成后，吊装工具脱离导体转子部件；

步骤3：步骤2完成后，再把拆除后的永磁压板以及永磁压板上的铝盘和永磁体重复装配在制动轮端部；

步骤4：步骤3完成后，一个限矩型永磁联轴器的导体转子部件和永磁转子部件的组装已经完成；如需重复安装其他永磁联轴器，重复上述步骤1-步骤3即可。

9.根据权利要求8所述的一种集成式限矩型永磁联轴器的装配方法，其特征在于，所述步骤2中要求在导体转子部件吊装装配前，在制动轮靠近装配工作台一侧的气隙孔中放置工装圆棒或扁板。

10.根据权利要求9所述的一种集成式限矩型永磁联轴器的装配方法，其特征在于，所述步骤2中要求导体转子部件吊装装配完成后，在制动轮远离装配工作台一端的气隙孔中再次放置工装圆棒或扁板。

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