CN114039474A - 一种可调气隙式复合磁力耦合器 - Google Patents

一种可调气隙式复合磁力耦合器 Download PDF

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马鑫
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Abstract

本发明涉及磁力耦合器设备领域，具体的说是一种可调气隙式复合磁力耦合器，包括用于与输出端电机轴相连的连接法兰和用于与负载端相连的外接法兰，所述连接法兰的一端面通过螺栓连接有导体转子，导体转子的内部同心位置横向安装有永磁转子组件，永磁转子组件的一端连接有驱动轴，驱动轴的一端通过外套环连接有联动轴，联动轴的一端面通过螺栓与外接法兰相连,位于驱动轴的外侧位置安装有调节机构，永磁转子组件包括同心横向水平插接在导体转子内部的永磁块A，永磁块A的内部中心位置开设有通孔，永磁块A朝向导体转子的一端面嵌入有陶瓷块，永磁块A的另一端通过螺栓与驱动轴相连，本发明具有负载端发生故障时自保护和便于调节气隙的特性。

Description

一种可调气隙式复合磁力耦合器
技术领域
本发明涉及磁力耦合器设备领域，具体的说是一种可调气隙式复合磁力耦合器。
背景技术
磁力耦合器也称磁力联轴器、永磁传动装置。主要由导体转子、永磁转子和控制器三个部分组成。一般，导体转子与电机轴(输出端)连接，永磁转子与工作机的轴(负载端)连接，导体转子和永磁转子之间的空气间隙称之为气隙，磁力耦合器为没有传递扭矩的机械连接。这样，电机和工作机之间形成了软(磁)连接，通过调节气隙来实现工作机轴扭矩、转速的变化。
目前市面的磁力耦合器在使用过程中存在以下问题，a、目前市场上的多数磁力耦合器采用整体式气隙调节，即将输出端或是负载端直接安装在可活动的调节底座上，通过对负载端或是输出端前后位置的调节改变气隙的大小，但该方式不适用配备较大体积负载端气隙的调节，该情况下负载端自身过重操作人员难以徒手推移；b、磁力耦合器虽然属于软连接，但当负载端的连接设备为破碎机此类时，当破碎叶片与待破碎物出现卡壳情况，此状态下负载端与永磁转子之间抱死，而输出端的导体转子还会持续工作，并在磁力作用下对已卡死的负载端施加扭力，使得负载端越卡越紧，为后续维修增加难度，情况严重时还会造成负载端连接轴在应力作用下断裂。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种可调气隙式复合磁力耦合器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调气隙式复合磁力耦合器，包括用于与输出端电机轴相连的连接法兰和用于与负载端相连的外接法兰，所述连接法兰的一端面通过螺栓连接有导体转子，导体转子的内部同心位置横向安装有永磁转子组件，永磁转子组件的一端连接有驱动轴，驱动轴的一端通过外套环连接有联动轴，联动轴的一端面通过螺栓与外接法兰相连,位于驱动轴的外侧位置安装有调节机构。
具体的，所述永磁转子组件包括同心横向水平插接在导体转子内部的永磁块A，永磁块A的内部中心位置开设有通孔，永磁块A朝向导体转子的一端面嵌入有陶瓷块，永磁块A的另一端通过螺栓与驱动轴相连，陶瓷块的内部对称设置有凸型滑槽，每个所述凸型滑槽的内部均安装有永磁块B，两永磁块B之间安装有连接架，连接架由两方形杆和空心套筒组合而成，且空心套筒与导体转子呈同心圆布置，连接架的空心套筒处同心插接有外螺纹触发杆，外螺纹触发杆的外壁且位于空心套筒的内侧位置焊接有从动板，连接架空心套筒的内壁焊接有主动板，且主动板面向从动板的端面处等间距嵌入有滚珠。
具体的，所述外螺纹触发杆的盲端穿过通孔安装在驱动轴的内壁，且外螺纹触发杆的盲端端面居中位置焊接有连接杆，连接杆的尾部居中位置焊接有圆锥挤压块。
具体的，所述驱动轴的内壁对称开设有联动槽，驱动轴靠近联动轴的一端端面处开设有弧形槽，弧形槽的内部等间距放置有第一钢珠。
具体的，所述联动轴的一端外壁插入在驱动轴的内壁，且联动轴的端面紧靠在第一钢珠的表面，联动轴位于驱动轴内侧的表面处对称开设有凸型孔，每个凸型孔的内部均安装有联动键，联动键底部与凸型孔之间安装有复位弹簧，两所述联动键朝向圆锥挤压块的一端端面处均焊接有支撑板，支撑板的内部靠下位置开设有圆形孔，且两所述支撑板均通过圆形孔套接在圆锥挤压块的外壁，联动轴的外壁焊接有凹字形圆环。
具体的，所述调节机构包括通过螺栓固定在工作台面的外壳，外壳包覆在联动轴的外侧，外壳一侧中心位置安装有旋转轴，旋转轴相对外壳的外侧端面处安装有把手，旋转轴相对外壳的内侧端面处安装驱动齿轮，驱动齿轮的底部啮合连接有齿条块，齿条块的两端分别滑行插接在外壳内，齿条块朝向联动轴的一侧侧壁焊接有驱动板，驱动板的端头处两侧壁均嵌入有第二钢珠，且第二钢珠紧靠在凹字形圆环的两平行内壁，齿条块的另一侧开设有矩形槽，矩形槽内等间距开设有螺纹定位槽，外壳的两侧壁焊接有定位板，定位板内部开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有锁定螺纹杆，锁定螺纹杆与螺纹定位槽为配合结构。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，设置有导体转子和永磁转子组件等构件，相对传统一体式永磁转子设计，本发明在传统的一体式永磁转子上配备有陶瓷块，并在陶瓷块内配置有另一组用于解锁的永磁体，每当负载端出现设备故障发生停转时，通过差速带动陶瓷块上的永磁体发生偏转，使得驱动轴与联动轴之间脱离共转状态，此状态下，负载端的输入轴不再受到扭力作用，即已发生故障的负载端停止运转，保证卡死的负载端不会卡得越来越紧，亦不会造成二次损伤，便于后续人员对负载端进行检修。
(2)本发明所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，设置有调节机构等构件，本发明采用套管的方式将联动轴套接在负载端输入轴的外侧壁，通过把手调节联动轴与输入轴的套接深度来改变永磁转子与导体转子之间的相对位置，已达成气隙调节的效果，无需调节负载端设备和输出端设备的位置，解决了自重较大负载端设备不易移动的弊端，同时，由于调节过程输出端和负载端处于相对静止状态，使得该调节方式对工作场地的空间要求低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体结构立体示意图；
图2为本发明永磁转子组件的局部结构示意图；
图3为本发明图1中导体转子和永磁转子组件M-M向的剖视图；
图4为图3中A区域的局部放大示意图；
图5为本发明调节机构的局部结构示意图；
图中：1、连接法兰；2、外接法兰；3、导体转子；4、永磁转子组件；5、驱动轴；6、联动轴；7、调节机构；41、永磁块A；42、陶瓷块；43、凸型滑槽；44、永磁块B；45、连接架；46、外螺纹触发杆；47、主动板；48、从动板；461、连接杆；462、圆锥挤压块； 51、联动槽；52、第一钢珠；61、凸型孔；62、联动键；63、支撑板；64、圆形孔；65、复位弹簧；66、凹字形圆环；71、外壳；72、把手；73、驱动齿轮；74、齿条块；75、驱动板；76、定位板；77、锁定螺纹杆。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
参阅图1，本发明所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，包括用于与输出端电机轴相连的连接法兰1和用于与负载端相连的外接法兰2，所述连接法兰1的一端面通过螺栓连接有导体转子3，导体转子3的内部同心位置横向安装有永磁转子组件4，永磁转子组件4的一端连接有驱动轴5，驱动轴5的一端通过外套环8连接有联动轴6，联动轴6的一端面通过螺栓与外接法兰2相连,位于驱动轴5的外侧位置安装有调节机构7，具体工作时，人工通过连接法兰1将导体转子3的一端与输出电机输出轴相连，再通过外接法兰2 将永磁转子组件4的一端与负载设备的输入轴相连，待连接完毕后，人工控制输出电机工作，在磁力作用下通过导体转子3带动永磁转子组件4共转，从而使得负载设备进入工作状态，通过调节机构7可对气隙进行调节，并通过调节气隙来实现负载设备扭矩、转速的改变。
参阅图2，所述永磁转子组件4包括同心横向水平插接在导体转子3内部的永磁块A41，永磁块A41的内部中心位置开设有通孔，永磁块A41朝向导体转子3的一端面嵌入有陶瓷块42，永磁块A41的另一端通过螺栓与驱动轴5相连，陶瓷块42的内部对称设置有凸型滑槽43，每个所述凸型滑槽43的内部均安装有永磁块B44，凸型滑槽43的周向端面处均嵌入有铁片，使得永磁块B44在凸型滑槽43周向端面位置处时，永磁块B44可吸附在铁片表面，永磁块B44的位置得以锁定，两永磁块B44之间安装有连接架45，连接架45由两方形杆和空心套筒组合而成，且空心套筒与导体转子3呈同心圆布置，连接架45的空心套筒处同心插接有外螺纹触发杆46，外螺纹触发杆46的外壁且位于空心套筒的内侧位置焊接有从动板48，连接架45空心套筒的内壁焊接有主动板47，且主动板47面向从动板48的端面处等间距嵌入有滚珠，具体工作时，常态下输出端电机驱动导体转子3同转速转动，转动的导体转子3在带动永磁块A41共转，从而通过永磁块A41带动驱动轴5和联动轴6工作，进而通过联动轴6带动负载端设备进入工作状态；当负载端设备出现故障，如负载设备为破碎机，破碎机出现待破碎物卡壳的情况时，与破碎机相连的联动轴6转速出现明显的下降甚至停止转动，此时导体转子3与永磁块A41之间形成短时间的差速传动情况，导体转子3转动时将带动两永磁块B44在凸型滑槽43内滑动，直至两永磁块B44 移动至凸型滑槽43的槽壁时停止移动，两永磁块B44移动时将带动连接架45共转，连接架45转动后带动主动板47对从动板48施加挤压力，从动板48在该挤压力的作用下与外螺纹触发杆46一同发生转动。
参阅图3和图4，所述外螺纹触发杆46的盲端穿过通孔安装在驱动轴5的内壁，且外螺纹触发杆46的盲端端面居中位置焊接有连接杆461，连接杆461的尾部居中位置焊接有圆锥挤压块462，当外螺纹触发杆46发生转动时，外螺纹触发杆46的外螺纹区域相对初始位置进一步旋进驱动轴5内，从而通过连接杆461带动圆锥挤压块462水平朝向负载设备的一端移动。
参阅图4，所述驱动轴5的内壁对称开设有联动槽51，驱动轴5靠近联动轴6的一端端面处开设有弧形槽，弧形槽的内部等间距放置有第一钢珠52，当负载端发生故障时，通过第一钢珠52减小驱动轴5和联动轴6连接面处的摩擦力，降低二者之间的磨损。
参阅图4，所述联动轴6的一端外壁插入在驱动轴5的内壁，且联动轴6的端面紧靠在第一钢珠52的表面，联动轴6位于驱动轴5内侧的表面处对称开设有凸型孔61，每个凸型孔61的内部均安装有联动键62，联动键62底部与凸型孔61之间安装有复位弹簧65，两所述联动键62朝向圆锥挤压块462的一端端面处均焊接有支撑板63，支撑板63的内部靠下位置开设有圆形孔64，且两所述支撑板63均通过圆形孔64套接在圆锥挤压块462的外壁，联动轴6的外壁焊接有凹字形圆环66，常态下，复位弹簧65推动联动键62的一般区域进入到联动槽51内，此状态下驱动轴5发生转动便可带动联动轴6共转；当圆锥挤压块462水平朝向负载设备的一端移动时，圆锥挤压块462的圆锥面将沿着圆形孔64的孔壁滑动，对两支撑板63施加竖直方向的挤压力，使得两支撑板63之间发生相向运动，两支撑板63带动其一端相连的联动键62从联动槽51内脱离，复位弹簧65被联动键62 压缩具有回弹力，当联动键62从联动槽51内脱离后驱动轴5和联动轴6为解锁状态，即在该状态下，驱动轴5不再带动联动轴6转动，出现故障的负载设备亦不再受到导体转子 3一端的扭力作用，即在负载端发生故障到人员发现故障期间，其导体转子3独立转动，联动轴6相对静止，有效的对出现故障的负载端起到保护作用，便于后续人员对出现故障的负载端进行检修，且不会像传统磁力耦合器持续扭力夹持下进一步夹具破碎机负载端的卡壳情况；当负载端维修完毕后，人工只需通过调节机构7调节气隙，使得永磁块B44相对导体转子3外漏，然后手动转动连接架45使其恢复初始位置，再人工手动转动永磁块 A41，转动一定角度后，复位弹簧65被联动键62压缩时产生的回弹力作为驱动力推动联动键62重新回到联动槽51内，此时驱动轴5和联动轴6解锁状态解除，可共同转动。
参阅图5，所述调节机构7包括通过螺栓固定在工作台面的外壳71，外壳71包覆在联动轴6的外侧，外壳71一侧中心位置安装有旋转轴，旋转轴相对外壳71的外侧端面处安装有把手72，旋转轴相对外壳71的内侧端面处安装驱动齿轮73，驱动齿轮73的底部啮合连接有齿条块74，齿条块74的两端分别滑行插接在外壳71内，齿条块74朝向联动轴6的一侧侧壁焊接有驱动板75，驱动板75的端头处两侧壁均嵌入有第二钢珠，且第二钢珠紧靠在凹字形圆环66的两平行内壁，齿条块74的另一侧开设有矩形槽，矩形槽内等间距开设有螺纹定位槽，外壳71的两侧壁焊接有定位板76，定位板76内部开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有锁定螺纹杆77，锁定螺纹杆77与螺纹定位槽为配合结构，当需要调节气隙时，首先人工通过扳手转动锁定螺纹杆77使其与螺纹定位槽分离，然后操作人员手部握持把手72，通过把手72带动旋转轴和驱动齿轮73转动，通过转动的驱动齿轮73带动齿条块74在外壳71内水平横移，齿条块74移动时带动驱动板75共同移动，此时驱动板 75两侧壁嵌入的第二钢珠对凹字形圆环66施加横向的挤压力，由于凹字形圆环66焊接在联动轴6表面，在该挤压力作用下凹字形圆环66将带动联动轴6在负载端输入轴避免滑动，联动轴6滑动即带动永磁块A41在导体转子3内横向移动，从而完成气隙的调节，调节完毕后再次人工通过扳手将锁定螺纹杆77旋进螺纹定位槽内，该方式无需挪动输出端和负载端设备的位置，适用于不同大小负载设备的连接，通过把手72顺反转的方式即可快速的完成气隙大小的调节。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种可调气隙式复合磁力耦合器，包括用于与输出端电机轴相连的连接法兰(1)和用于与负载端相连的外接法兰(2)，其特征在于：所述连接法兰(1)的一端面通过螺栓连接有导体转子(3)，导体转子(3)的内部同心位置横向安装有永磁转子组件(4)，永磁转子组件(4)的一端连接有驱动轴(5)，驱动轴(5)的一端通过外套环(8)连接有联动轴(6)，联动轴(6)的一端面通过螺栓与外接法兰(2)相连,位于驱动轴(5)的外侧位置安装有调节机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，其特征在于：所述永磁转子组件(4)包括同心横向水平插接在导体转子(3)内部的永磁块A(41)，永磁块A(41)的内部中心位置开设有通孔，永磁块A(41)朝向导体转子(3)的一端面嵌入有陶瓷块(42)，永磁块A(41)的另一端通过螺栓与驱动轴(5)相连，陶瓷块(42)的内部对称设置有凸型滑槽(43)，每个所述凸型滑槽(43)的内部均安装有永磁块B(44)，两永磁块B(44)之间安装有连接架(45)，连接架(45)由两方形杆和空心套筒组合而成，且空心套筒与导体转子(3)呈同心圆布置，连接架(45)的空心套筒处同心插接有外螺纹触发杆(46)，外螺纹触发杆(46)的外壁且位于空心套筒的内侧位置焊接有从动板(48)，连接架(45)空心套筒的内壁焊接有主动板(47)，且主动板(47)面向从动板(48)的端面处等间距嵌入有滚珠。
3.根据权利要求2所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，其特征在于：所述外螺纹触发杆(46)的盲端穿过通孔安装在驱动轴(5)的内壁，且外螺纹触发杆(46)的盲端端面居中位置焊接有连接杆(461)，连接杆(461)的尾部居中位置焊接有圆锥挤压块(462)。
4.根据权利要求1所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，其特征在于：所述驱动轴(5)的内壁对称开设有联动槽(51)，驱动轴(5)靠近联动轴(6)的一端端面处开设有弧形槽，弧形槽的内部等间距放置有第一钢珠(52)。
5.根据权利要求4所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，其特征在于：所述联动轴(6)的一端外壁插入在驱动轴(5)的内壁，且联动轴(6)的端面紧靠在第一钢珠(52)的表面，联动轴(6)位于驱动轴(5)内侧的表面处对称开设有凸型孔(61)，每个凸型孔(61)的内部均安装有联动键(62)，联动键(62)底部与凸型孔(61)之间安装有复位弹簧(65)，两所述联动键(62)朝向圆锥挤压块(462)的一端端面处均焊接有支撑板(63)，支撑板(63)的内部靠下位置开设有圆形孔(64)，且两所述支撑板(63)均通过圆形孔(64)套接在圆锥挤压块(462)的外壁，联动轴(6)的外壁焊接有凹字形圆环(66)。
6.根据权利要求5所述的一种可调气隙式复合磁力耦合器，其特征在于：所述调节机构(7)包括通过螺栓固定在工作台面的外壳(71)，外壳(71)包覆在联动轴(6)的外侧，外壳(71)一侧中心位置安装有旋转轴，旋转轴相对外壳(71)的外侧端面处安装有把手(72)，旋转轴相对外壳(71)的内侧端面处安装驱动齿轮(73)，驱动齿轮(73)的底部啮合连接有齿条块(74)，齿条块(74)的两端分别滑行插接在外壳(71)内，齿条块(74)朝向联动轴(6)的一侧侧壁焊接有驱动板(75)，驱动板(75)的端头处两侧壁均嵌入有第二钢珠，且第二钢珠紧靠在凹字形圆环(66)的两平行内壁，齿条块(74)的另一侧开设有矩形槽，矩形槽内等间距开设有螺纹定位槽，外壳(71)的两侧壁焊接有定位板(76)，定位板(76)内部开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有锁定螺纹杆(77)，锁定螺纹杆(77)与螺纹定位槽为配合结构。
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