CN113472175B - 盘式永磁涡流联轴器及其启动方法 - Google Patents

盘式永磁涡流联轴器及其启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盘式永磁涡流联轴器及其启动方法，盘式永磁涡流联轴器包括：从动转子、主动转子及刚柔启动切换装置，主动转子设置于从动转子的一侧；刚柔启动切换装置连接于主动转子及从动转子，当通过驱动机构带动主动转子进行低速旋转时；通过刚柔启动切换装置建立刚性连接使得盘式永磁涡流联轴器刚性启动；当驱动机构的转速达到一阈值时，通过刚柔启动切换装置建立柔性连接使得盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。本发明保留了刚性启动的更大扭矩，同时又具备节能降噪优势，并且满足复杂工况下的更高启动扭矩的要求，从而具有更强的适用性。

Description

盘式永磁涡流联轴器及其启动方法
技术领域
本发明属于永磁涡流传动技术领域电动机制造领域，具体地说，尤其涉及一种盘式永磁涡流联轴器及其启动方法。
背景技术
盘式永磁涡流联轴器作为一个新型产品，由于其节能降噪的优势，很受市场青睐，各行各业都得到了应用。盘式永磁涡流联轴器主要由主动转子(涡流转子)和从动转子(永磁转子)组成，两者采用分体式结构，分别固定在电机轴和负载轴上，运行时需要一定滑差，且保持一定间隙(3～4mm)，通过调节两个转子之间的间隙，达到调节扭矩传输的作用。盘式永磁联轴器具有柔性启动的突出优点，满足2-3倍的超负荷启动要求。
然而，在实际使用中，由于受各种工况因素的影响，2-3倍的超负荷启动扭矩并不能满足实际要求，为满足这个启动扭矩，往往需要刚性启动，刚性启动具有高效率、高扭矩的优势。但是现有的盘式永磁涡流联轴器均不能实现刚性启动，这就使得在许多应用场合中盘式永磁涡流联轴器受到了极大限制，市场推广随之受到限制。
因此，亟需开发一种克服上述缺陷的盘式永磁涡流联轴器及其启动方法器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种盘式永磁涡流联轴器，其中，包括：
主动转子；
从动转子；
刚柔启动切换装置，连接于所述主动转子及所述从动转子，当通过驱动机构带动所述主动转子进行低速旋转时；通过所述刚柔启动切换装置建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；当所述驱动机构的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述刚柔启动切换装置包含：
第一本体，装设于所述主动转子上，所述从动转子套设于所述第一本体上，所述第一本体的外侧面开设有多个第一深孔；
多个磁性件，对应地设置于所述第一深孔中；
第二本体，套设于所述第一本体上且位于所述从动转子的另一侧，所述第二本体的内侧面开设有对位于所述第一深孔的多个第二深孔，每一所述第一深孔与其所对位的所述第二深孔构成容置腔体；
多个钢珠，对应地装设于所述容置腔体中且所述钢珠可于所述容置腔体内移动。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第一本体为一圆柱体，所述圆柱体的外侧面开设有多个所述第一深孔，多个所述第一深孔位于同一圆周上。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第二本体为圆环体，所述圆环体的内侧面开设有多个所述第二深孔，多个所述第二深孔位于同一圆周上。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第一本体与所述从动转子间设置有气隙。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第一本体与所述第二本体间设置有气隙。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第二深孔的深度不小于所述钢珠的直径。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述第一深孔的深度大于所述磁性件的厚度及所述钢珠的直径之和。
上述的盘式永磁涡流联轴器，其中，所述磁性件粘接于所述第一深孔内。
本发明提供一种盘式永磁涡流联轴器的启动方法，其中，包括：
通过驱动机构带动盘式永磁涡流联轴器的主动转子进行低速旋转；
通过盘式永磁涡流联轴器的刚柔启动切换装置建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；
当所述驱动机构的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。
本发明相对于现有技术其功效在于，本发明保留了刚性启动的更大扭矩，同时又具备节能降噪优势，并且满足复杂工况下的更高启动扭矩的要求，从而具有更强的适用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的盘式永磁涡流联轴器的立体示意图。
图2为本发明的盘式永磁涡流联轴器的爆炸图。
图3为本发明的盘式永磁涡流联轴器的侧视图。
图4为本发明的盘式永磁涡流联轴器的俯视图。
图5为图4的A-A方向的剖视图。
图6为图4的C-C方向的剖视图。
图7为第一本体的结构示意图。
图8为第二本体的结构示意图。
图9为本发明的启动方法的流程图。
其中，附图标记：
主动转子：1；
从动转子：2；
刚柔启动切换装置：3；
第一本体：31
磁性件：32；
第二本体：33；
钢珠：34；
第一深孔：311；
第二深孔：331；
螺栓：4；
气隙：H1、H2、H3；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“S1”、“S2”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
请参阅图1-图4，图1为本发明的盘式永磁涡流联轴器的立体示意图。图2为本发明的盘式永磁涡流联轴器的爆炸图；图3为本发明的盘式永磁涡流联轴器的侧视图；图4为本发明的盘式永磁涡流联轴器的俯视图；。如图1-图4所示，本发明的盘式永磁涡流联轴器包括：主动转子1、从动转子2及刚柔启动切换装置3；主动转子1设置于从动转子2的一侧，刚柔启动切换装置3连接于所述主动转子1及所述从动转子2，当通过驱动机构(图未视)带动所述主动转子1进行低速旋转时；通过所述刚柔启动切换装置3建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；当所述驱动机构(图未视)的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置3建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。由此，本发明的盘式永磁涡流联轴器满足复杂工况下的更高启动扭矩的要求，同时又具备节能降噪优势，具有很强的适用性。
以下结合图5-图8，对本发明的盘式永磁涡流联轴器进行进一步说明。图5为图4的A-A方向的剖视图；图6为图4的C-C方向的剖视图；图7为第一本体的结构示意图；图8为第二本体的结构示意图。如图1-图7所示，所述刚柔启动切换装置3包含：第一本体31、多个磁性件32、第二本体33及多个钢珠34；第一本体31装设于所述主动转子1上，第二本体33套设于所述第一本体31上，所述第一本体31的外侧面开设有多个第一深孔311；多个磁性件32对应地设置于所述第一深孔311中；第二本体33套设于所述第一本体31上且位于所述从动转子2的另一侧，所述第二本体33的内侧面开设有对位于所述第一深孔311的多个第二深孔331，每一所述第一深孔311与其所对位的所述第二深孔331构成容置腔体；多个钢珠34对应地装设于所述容置腔体中且所述钢珠34可于所述容置腔体内移动。
其中，在本实施例中，所述第一本体31为一圆柱体，所述圆柱体的外侧面开设有多个所述第一深孔311，多个所述第一深孔311位于同一圆周上；所述第二本体33为圆环体，所述圆环体33的内侧面开设有多个所述第二深孔331，多个所述第二深孔331位于同一圆周上。
具体地说，第二本体33装在从动转子2上，以螺栓4连接，第一本体31装在主动转子1上，第二本体33位于第一本体31的外侧，第一本体31及第二本体33分别开设有对位的第一深孔311及第二深孔331，磁性件32对应地设置于所述第一深孔311中，第一深孔311及第二深孔331构成容置腔体，钢珠34对应地装在容置腔体内，可自由滑动。静止状态和低速状态下钢珠34受磁性件32的磁力作用，定位在第二本体33和第一本体31之间，具有刚性连接作用，当转速升高，钢珠34受离心力大于磁性件32的磁力时，钢珠34脱离磁性件32的吸附，向第二本体33滑动，盘式永磁涡流联轴器开始运行。
需要说明的是，在本实施例中，磁性件32为片状磁铁，且粘接于第一深孔311内并贴合第一本体31，但本发明并不对磁性件的材质、结构以及安装方式进行限制。
其中，第一本体31与第二本体33间设置有气隙H1，将第一本体31和第二本体33加工同心等孔径的第一深孔311及第二深孔331，第一深孔311的孔深等于磁性件32的厚度、钢珠34的直径和气隙H1之和，第二深孔331的孔深不得小于钢珠34的直径。将第二本体33通过螺栓4固定在从动转子2上，第一本体1通过螺栓固定在主动转子1上，磁性件32用高强度胶粘在第一深孔311内。当设备静止或低速时，钢珠34被磁性件32吸附，钢珠34连接第一本体31和第二本体33，当驱动机构带动主动转子1旋转时，钢珠34刚性连接，从而起到刚性启动的目的；当驱动机构达到高转速时，钢珠34受到离心力，离心力大于磁力时，钢珠34向第二本体33滚动，此时第一本体31和第二本体33脱开，永磁涡流联轴器开始正常运行。
需要说明的是，考虑到旋转时的动平衡问题，钢珠至少需布置4个以上，并均布同一圆周上使用。如图7所示，在第一本体31上打4个均布的第一深孔311，配4个钢珠34和磁性件32，均布在同一圆周上，既可以满足了产品的平衡要求，又可以增加产品的可靠性，有效解决了启动时的刚、柔性的切换。其中，本发明并不对深孔、钢珠和磁性件的数量进行限制，设计者可以根据产品功率自行调整，产品功率越低则钢珠数量越少，反之产品功率越高则钢珠数量越多。在本发明的一较佳实施例中钢珠的数量为4-8个。
在本发明的一实施例中，第一本体31与从动转子2间设置有气隙H2，主动转子1与从动转子2间设置有气隙H3。
请参照图9，图9为本发明的启动方法的流程图。如图9所示，本发明的盘式永磁涡流联轴器的启动方法，包括：
步骤S1：通过驱动机构带动盘式永磁涡流联轴器的主动转子进行低速旋转；
步骤S2：通过盘式永磁涡流联轴器的刚柔启动切换装置建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；
步骤S3：当所述驱动机构的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。
其中，在本实施例中，驱动机构可以为一电机，但本发明并不以此为限。
综上所述，本发明保留了刚性启动的更大扭矩，同时又具备节能降噪优势，并且满足复杂工况下的更高启动扭矩的要求，从而具有更强的适用性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，包括：
从动转子；
主动转子，设置于所述从动转子的一侧；
刚柔启动切换装置，连接于所述主动转子及所述从动转子，当通过驱动机构带动所述主动转子进行低速旋转时；通过所述刚柔启动切换装置建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；当所述驱动机构的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动；
其中，所述刚柔启动切换装置包含：
第一本体，装设于所述主动转子上，所述从动转子套设于所述第一本体上，所述第一本体的外侧面开设有多个第一深孔；
多个磁性件，对应地设置于所述第一深孔中；
第二本体，套设于所述第一本体上且位于所述从动转子的另一侧，所述第二本体的内侧面开设有对位于所述第一深孔的多个第二深孔，每一所述第一深孔与其所对位的所述第二深孔构成容置腔体；
多个钢珠，对应地装设于所述容置腔体中且所述钢珠可于所述容置腔体内移动。
2.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第一本体为一圆柱体，所述圆柱体的外侧面开设有多个所述第一深孔，多个所述第一深孔位于同一圆周上。
3.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第二本体为圆环体，所述圆环体的内侧面开设有多个所述第二深孔，多个所述第二深孔位于同一圆周上。
4.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第一本体与所述从动转子间设置有气隙。
5.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第一本体与所述第二本体间设置有气隙。
6.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第二深孔的深度不小于所述钢珠的直径。
7.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述第一深孔的深度大于所述磁性件的厚度及所述钢珠的直径之和。
8.如权利要求1所述的盘式永磁涡流联轴器，其特征在于，所述磁性件粘接于所述第一深孔内。
9.一种盘式永磁涡流联轴器的启动方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-8中任一项所述的盘式永磁涡流联轴器，所述启动方法包括：
通过驱动机构带动盘式永磁涡流联轴器的主动转子进行低速旋转；
通过盘式永磁涡流联轴器的刚柔启动切换装置建立刚性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器刚性启动；
当所述驱动机构的转速达到一阈值时，通过所述刚柔启动切换装置建立柔性连接使得所述盘式永磁涡流联轴器从刚性启动切换为柔性启动。
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