CN114123716B - 一种永磁调速器调节装置及永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明属于液冷型及风冷型永磁传动技术领域，具体公开了一种永磁调速器调节装置，所述调节装置包括：滑动连接盘，所述滑动连接盘轴向移动的设置于输出轴上，且滑动连接盘与磁转子总成固定配合；滑动支座，所述滑动支座与滑动连接盘转动配合，且滑动支座与滑动连接盘轴向定位；轴向驱动结构，用于驱动滑动支座轴向移动；以及可随磁转子总成转动的导向杆，导向杆与输出轴固定配合且与输出轴相互平行，且磁转子总成轴向移动设置于导向杆上。本发明还公开了一种永磁调速器，包括上述调节装置。本方案调节精度高，布置紧凑，安装方便；通过滑动连接盘、滑动支座和导向杆的传动，磁转子总成的轴向运动和扭矩的传递互不干涉，具有较高的稳定性和可靠性。

Description

一种永磁调速器调节装置及永磁调速器

技术领域

本发明属于液冷型及风冷型永磁传动技术领域，尤其涉及一种永磁调速器调节装置及永磁调速器。

背景技术

永磁传动技术是指在外力的作用下，利用传动部件中永磁场与感应磁场所产生的耦合力(包括吸引力和排斥力)来实现力或转矩(功率)无接触传递的一种新兴的传动技术。

永磁传动调速技术属于永磁传动技术的一个分支，永磁调速器透过气隙传递转矩，现有的永磁调速器主要由感应转子、永磁转子两部分组成。感应转子固定在主动轴上，与电动机端相连；永磁转子则固定在负载轴上，与负载相连。在感应转子和永磁转子之间有间隙。这样马达和负载的连接会由原来的机械连接变为磁性连接。

在永磁传动技术领域中，通常通过调节装置调整感应转子和永磁转子之间的轴向位置来控制滑差，即可改变负载轴上的输出转矩，从而调节负载转速。市面上常用的调节装置采用蜗杆副驱动螺纹转动，利用机械传动的方式进行感应转子和永磁转子之间轴向位置的调节，但是上述结构还存在以下问题：

(1)蜗轮传递效率低，易在齿面油膜破裂的方向上产生形变，导致齿面粘附；

(2)传动时定位精度只能达到1mm，定位精度差，传动的直线速度一般只能达到1mm/s，调节效率低；

(3)蜗轮蜗杆单独设计制造，制作厂家少，成本高，周期可能较长，且整个装置需要单独设计润滑与密封，结构复杂，空间尺寸大。

针对上述问题，现有技术中有不少调速器选用液压或者气压传动结构的调节装置，例如利用流体传动缸来控制永磁转子的位置，但是现有的调速器在驱动永磁转子轴向移动调节完毕后，因永磁场存在的轴向力不可避免的作用在永磁转子上，导致凹凸配合的往复轮之间长期存在旋转摩擦，寿命会急剧下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁调速器调节装置及永磁调速器，以解决永磁调速器调节装置稳定性差、可靠度低的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种永磁调速器调节装置，所述永磁调速器包括支撑座、磁转子总成以及转动安装于支撑座上的输出轴，其特征在于，所述调节装置包括：

滑动连接盘，所述滑动连接盘轴向移动的设置于输出轴上，且滑动连接盘与磁转子总成固定配合；以及

滑动支座，所述滑动支座与滑动连接盘转动配合，且滑动支座与滑动连接盘轴向定位；以及

轴向驱动结构，用于驱动滑动支座轴向移动；

以及可随磁转子总成转动的导向杆，导向杆与输出轴固定配合且与输出轴相互平行，且磁转子总成轴向移动设置于导向杆上。

基于上述基础方案，本调节装置的使用原理为，需要调节输出轴转速时通过轴向驱动结构驱动滑动支座轴向移动，由于滑动支座转动配合在滑动连接盘上，且滑动支座与滑动连接盘轴向定位，因此滑动支座轴向移动时会带动滑动连接盘沿输出轴轴向移动，而滑动连接盘与磁转子总成固定配合，因此滑动连接盘移动会带动磁转子总成沿导向杆轴向移动，从而实现从动转子和主动转子之间的位置调节，以达到调速目的。

由于输出轴与磁转子总成在轴向方向上并没有限位，因此在磁转子总成轴向移动的过程中，输出轴不会与磁转子总成产生干涉，使磁转子总成能够自由移动。并且，由于磁转子总成通过传扭组件设置于导向杆上，因此当磁转子总成转动时会带动导向杆绕磁转子总成中心周向运动，而由于导向杆与输出轴固定配合，所以导向杆周向运动时会带动输出轴转动，从而实现磁转子总成与输出轴之间扭矩的传递。由于磁转子总成与滑动连接盘固定连接，所以在此过程中磁转子总成会带动滑动连接盘绕输出轴转动，而滑动连接盘和滑动支座之间转动配合，滑动支座又通过轴向驱动结构进行了周向限位，因此滑动连接盘转动时不会对滑动支座造成干涉，避免滑动连接盘的轴向力作用到滑动支座和轴向驱动结构上。

优选地，磁转子总成上固定连接有传扭组件，传扭组件滑动配合于导向杆上。通过传扭组件增加其与导向杆的接触面积，进而增加磁转子总成对导向杆施加径向力时的施力面积，保证扭矩传递时的顺畅性和稳定性，也为磁转子总成轴向运动的稳定性提供保证。

优选地，传扭组件包括传扭柱和导向件，传扭柱固定安装于磁转子总成上，导向件滑动套设于导向杆上，且导向件与传扭柱固定配合。传扭柱保证磁转子总成可靠的扭矩传递，而导向件则保障磁转子总成稳定的轴向移动过程。

优选地，还包括与输出轴固定配合的外挡板和内挡板，外挡板和内挡板均位于滑动连接盘远离滑动支座的一侧，导向杆固定连接于外挡板和内挡板之间。外挡板和内挡板为支撑件，为导向杆提供支撑，并将扭矩传递给输出轴。

优选地，所述磁转子总成包括磁环连接板，磁环连接板位于外挡板和内挡板之间，传扭组件设置于磁环连接板上。

优选地，所述磁环连接板和滑动连接盘之间固定连接有支撑柱，所述外挡板位于磁环连接板和滑动连接盘之间，外挡板上设有供支撑柱穿过的通孔。支撑柱作为磁转子总成与滑动连接盘之间的固定连接件，实现磁环连接板和滑动连接盘的固定配合，并且外挡板上的通孔可以作为支撑柱的导向孔，与导向件相互配合，为磁转子总成的轴向移动提供稳定导向作用，支撑柱还可通过通孔对外挡板施加径向力，为传递扭矩提供支持。

优选地，输出轴靠近磁转子总成的一端固定连接有支撑套，磁环连接板套设于支撑套上且与支撑套间隙配合，外挡板和内挡板分别位于支撑套两侧。支撑套为外挡板和内挡板提供安装支撑结构。

优选地，轴向驱动结构为液压驱动结构。液压驱动结构的定位精度相比于传统蜗轮蜗杆结构更高。

优选地，所述导向件为导向套或者直线轴承。

本发明还公开了一种永磁调速器，包括上述的永磁调速器调节装置。

本方案的有益效果：

(1)通过液压驱动，调节精度高，达到0.2mm以上，响应速度快，空间占用小，布置紧凑，安装方便；

(2)通过滑动连接盘、滑动支座和导向杆的传动，使磁转子总成的轴向运动和扭矩的传递互不干涉，具有较高的稳定性和可靠性；

(3)本方案的导向杆和支撑柱均具有轴向导向、径向支撑和周向传递扭矩的作用，且两者互相配合，为调速器提供了更好的调节稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中G-G的剖视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为实施例中I型接头与滑动支座的连接示意图；

图5为实施例中执行机构的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：输出轴1、支撑座2、滑动支座3、滑动连接盘4、滑环401、盘体402、磁转子总成5、磁环连接板501、外挡板6、内挡板7、支撑柱8、导向杆9、轴承10、I型接头11、Ⅱ型接头12、执行油缸13、支撑套14、螺杆15、传扭柱16、导向件17、销轴18、手轮19、安装板20、齿条21、驱动油缸22、连板23、轴用卡簧24、轴承隔离器25。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

为了便于描述和理解，全文以左右方向具体描述永磁调速器调节装置的各个部件在输出轴1的轴向上的位置关系，其中具体参见图1和图2图示的左右参考方向。

下面，参照图1-图5，详细描述根据本发明的优选实施方式。

一方面，本实施例提供了一种永磁调速器调节装置，本调节装置可应用于现有的多种永磁调速器中，实现调速功能，通常而言，现有的永磁调速器包括输入轴、主动转子、从动转子、输出轴1、支撑座2以及外壳等常规零部件，基于永磁调速器为现有技术，且不作为本发明的发明要点，因此本实施例中对其结构不再进行赘述，以下关于永磁调速器的结构描述仅为示例性的展示。而本实施例的调节装置主要用于调节永磁调速器中主动转子和从动转子之间的轴向位置，以实现输出轴1的转速调节，具体地，本调节装置主要是用于驱动从动转子的轴向移动以实现主动转子和从动转子之间轴向位置的改变。

参见图1至图2，本调节装置包括滑动连接盘4、滑动支座3、轴向驱动结构和导向杆9。其中，滑动连接盘4轴向移动设置于输出轴1上，且滑动连接盘 4与磁转子总成5固定配合；滑动支座3和滑动连接盘4转动配合，且滑动支座 3与滑动连接盘4轴向定位；轴向驱动结构用于驱动滑动支座3轴向移动；导向杆9可随磁转子总成5转动，导向杆9与输出轴1固定配合且与输出轴1相互平行，且磁转子总成5轴向移动设置于导向杆9上。需要解释的是，上述磁转子总成5即为从动转子总成。

基于上述基础方案，本调节装置的使用原理为，需要调节输出轴1转速时通过轴向驱动结构驱动滑动支座3轴向移动，由于滑动支座3转动配合在滑动连接盘4上，且滑动支座3与滑动连接盘4轴向定位，因此滑动支座3轴向移动时会带动滑动连接盘4沿输出轴1轴向移动，而滑动连接盘4与磁转子总成5固定配合，因此滑动连接盘4移动会带动磁转子总成5沿导向杆9轴向移动，从而实现从动转子和主动转子之间的位置调节，以达到调速目的。

由于输出轴1与磁转子总成5在轴向方向上并没有限位，因此在磁转子总成 5轴向移动的过程中，输出轴1不会与磁转子总成5产生干涉，使磁转子总成5 能够自由轴向移动。并且，由于磁转子总成5设置于导向杆9上，因此当磁转子总成5转动时会带动导向杆9绕磁转子总成5中心周向运动，而由于导向杆9 与输出轴1固定配合，所以导向杆9周向运动时会带动输出轴1转动，从而实现磁转子总成5与输出轴1之间扭矩的传递。并且，由于磁转子总成5与滑动连接盘4固定连接，所以在此过程中磁转子总成5会带动滑动连接盘4绕输出轴1转动，而滑动连接盘4和滑动支座3之间转动配合，滑动支座3又通过轴向驱动结构进行了周向限位，因此滑动连接盘4转动时不会对滑动支座3造成干涉，避免滑动连接盘4的周向力作用到滑动支座3和轴向驱动结构上。

在一些实施例中，参见图1和图2，滑动连接盘4包括滑环401以及盘体402，盘体402为中部开孔的圆形板件，盘体402通过焊接、螺钉连接等方式固定套接在滑环401左端，而滑环401套设在输出轴1上，且滑环401与输出轴1间隙配合，使滑动连接盘4可沿输出轴1轴向移动。

参见图1和图2，滑动支座3为环形结构，其转动套设在滑环401上且位于盘体402的右侧，在本实施例中，滑动支座3与滑环401之间通过轴承10连接的方式实现转动配合，在其他一些可选实施例中，滑动支座3与滑环401之间还可通过间隙配合、轴瓦连接、衬套配合等实现转动配合。并且，滑动支座3与滑动连接盘4轴向定位，参见图3，在本实施例中，其轴向定位结构如下，滑环401 中部为左大右小的阶梯结构，上述轴承10的内圈左侧抵住该阶梯部分，滑环401 位于轴承10右侧的表面上开设有卡槽，卡槽内嵌入有轴用卡簧24，轴用卡簧24 与轴承10内圈的右侧相抵，通过阶梯和轴用卡簧24对轴承10的左右两侧定位，实现滑动支座3与滑动连接盘4的轴向定位，从而使推拉滑动支座3时能够带动滑动连接盘4轴向移动。

参见图3，在一些实施例中，滑动支座3左右两侧与滑环401之间均设置有轴承隔离器25，使轴承10保持良好的润滑和非污染状态。

参见图1和图2，轴向驱动结构设置于滑动支座3右侧的支撑座2上，本实施例中，轴向驱动结构为液压驱动结构，其具体包括通过螺钉固定在支撑座2 上的若干执行油缸13，本实施例中执行油缸13有四个。执行油缸13的缸体及其活塞杆均与输出轴1平行设置，执行油缸13活塞杆左端与滑动支座3固定相连，具体地，如图5所示，滑动支座3右侧通过销轴18固接有Ⅰ型接头11，执行油缸13活塞杆端部固定安装有与Ⅰ型接头11适配的Ⅱ型接头12，油缸活塞杆通过Ⅰ型接头11和Ⅱ型接头12与滑动支座3固定相连。

执行油缸13外接有执行机构，执行机构可以为油泵或者其他，参见图5，本实施例中，执行机构包括安装板20，安装板20上设有相互啮合的齿轮(图中未示出)和齿条21，齿轮由设置在安装板20上的手轮19驱动转动，手轮19也可用电机等电动装置代替，安装板20底部还固定安装有驱动油缸22，齿条21 端部固定安装有连板23，两个驱动油缸22的活塞杆端部均与连板23固定相连，驱动油缸22的进出油口分别与执行油缸13的进出油口通过管路相连(图中未示出)。

使用上述执行机构时，摇动手轮19或启动电动装置通过齿轮齿条结构将其转换为水平驱动力，从而带动两个驱动油缸22的活塞杆往复移动，而驱动油缸 22的液压油带动执行油缸13的活塞杆往复移动，从而带动滑动支座3轴向移动。

参见图2，磁转子总成5包括磁环连接板501，磁环连接板501位于输出轴 1的左侧。磁环连接板501与盘体402之间设有若干支撑柱8，参见图1，本实施例中支撑柱8有八根且周向均匀分布在磁环连接板501与盘体402之间，支撑柱8两端分别通过螺钉与磁环连接板501、盘体402进行固定，且所有支撑柱8 均与输出轴1平行设置。通过上述结构即可实现滑动连接盘4和磁转子总成5 的固定相连，以实现滑动连接盘4和磁转子总成5之间的轴向运动传递。

参见图2，在一些实施例中，为了便于导向杆9的安装，输出轴1左端设有外挡板6和内挡板7，具体地，输出轴1左端通过螺杆15和螺母固定安装有支撑套14，磁环连接板501间隙配合在支撑套14上，而外挡板6固定于螺杆15 的右端且位于磁环连接板501的右侧，而内挡板7固定于螺杆15的左端且位于磁环连接板501的左侧，本实施例中，内挡板7和外挡板6均为法兰。

结合图1、图2所示，导向杆9固定设置于外挡板6和内挡板7之间，具体地，导向杆9两端分别通过螺钉与外挡板6、内挡板7进行固定，其中，导向杆 9的数量也为八根且周向均匀分布在外挡板6和内挡板7之间，并且八根支撑柱 8和八根导向杆9交错设置，同样的，导向杆9也与输出轴1平行设置。外挡板 6上还开设有八个与支撑柱8适配的通孔，使支撑柱8可穿过通孔。

参见图1至图2，磁环连接板501上设有与导向杆9对应的安装孔，安装孔内设置有传扭组件，传扭组件包括传扭柱16和导向件17，传扭柱16固定安装在安装孔中，传扭柱16内部中空设置，导向件17固定安装于传扭柱16内，并且导向件17还滑动套设于导向杆9上，从而使磁环连接板501通过传扭组件配合在导向杆9上。其中，导向件17可以为轴套、衬套等导向套或者直线轴承等，本实施例中优选为直线轴承。

基于上述结构，导向杆9对磁转子总成5具有径向定位和支撑的作用，确保磁转子总成5与输出轴1同轴线设置，保证调速器整体运行的稳定性、可靠性；并且导向杆9还对磁转子总成5的轴向移动具有导向作用，使其具有稳定的轴向移动过程；而且磁转子总成5还可通过导向杆9将扭矩传递给输出轴1。从上可以看出，本实施例中的导向杆9设计巧妙，具有多重功效，能够满足磁转子总成 5在轴向方向、径向方向和周向方向上的各种功能需求。与上述导向杆9具有同样功效的还有支撑柱8，其不仅可以作为磁转子总成5与滑动连接盘4之间的固定连接件，并且还具有支撑、导向等作用。

另一方面，本实施例还公开了一种永磁调速器，包括上述的永磁调速器调节装置。

本实施例的使用原理如下，调速时，启用电动装置或摇动手轮19，通过驱动油缸22带动执行油缸13的活塞杆轴向运动，从而带动滑动支座3轴向运动，滑动支座3再通过滑动连接盘4带动磁转子总成5轴向运动，以改变从动转子和主动转子之间的间距，达到调速目的。

本实施例提供的永磁调速器调节装置，通过液压驱动，调节精度高，结构布置紧凑，安装方便；通过滑动连接盘4、滑动支座3和导向杆9的传动，使磁转子总成5的轴向运动和扭矩的传递互不干涉，具有较高的稳定性和可靠性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种永磁调速器调节装置，所述永磁调速器包括支撑座(2)、磁转子总成(5)以及转动安装于支撑座(2)上的输出轴(1)，其特征在于，所述调节装置包括：

滑动连接盘(4)，所述滑动连接盘(4)轴向移动的设置于所述输出轴(1)上，且所述滑动连接盘(4)与所述磁转子总成(5)固定配合；以及

滑动支座(3)，所述滑动支座(3)与所述滑动连接盘(4)转动配合，且所述滑动支座(3)与所述滑动连接盘(4)轴向定位；以及

轴向驱动结构，用于驱动所述滑动支座(3)轴向移动；

以及可随所述磁转子总成(5)转动的导向杆(9)，所述导向杆(9)与所述输出轴(1)固定配合且与所述输出轴(1)相互平行，且所述磁转子总成(5)轴向移动设置于所述导向杆(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述磁转子总成(5)上固定连接有传扭组件，所述传扭组件滑动配合于所述导向杆(9)上。

3.根据权利要求2所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述传扭组件包括传扭柱(16)和导向件(17)，所述传扭柱(16)固定安装于所述磁转子总成(5)上，所述导向件(17)滑动套设于所述导向杆(9)上，且所述导向件(17)与所述传扭柱(16)固定配合。

4.根据权利要求1所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述永磁调速器调节装置还包括与所述输出轴(1)固定配合的外挡板(6)和内挡板(7)，所述外挡板(6)和所述内挡板(7)均位于所述滑动连接盘(4)远离所述滑动支座(3)的一侧，所述导向杆(9)固定连接于所述外挡板(6)和所述内挡板(7)之间。

5.根据权利要求4所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述磁转子总成(5)包括磁环连接板(501)，所述磁环连接板(501)位于所述外挡板(6)和所述内挡板(7)之间，所述传扭组件设置于所述磁环连接板(501)上。

6.根据权利要求5所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述磁环连接板(501)和所述滑动连接盘(4)之间固定连接有支撑柱(8)，所述外挡板(6)位于所述磁环连接板(501)和所述滑动连接盘(4)之间，所述外挡板(6)上设有供所述支撑柱(8)穿过的通孔。

7.根据权利要求4所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述输出轴(1)靠近所述磁转子总成(5)的一端固定连接有支撑套(14)，所述磁环连接板(501)套设于所述支撑套(14)上且与所述支撑套(14)间隙配合，所述外挡板(6)和所述内挡板(7)分别固定连接于所述支撑套(14)两端。

8.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述轴向驱动结构为液压驱动结构。

9.根据权利要求3所述的一种永磁调速器调节装置，其特征在于：所述导向件(17)为导向套或者直线轴承。

10.一种永磁调速器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的永磁调速器调节装置。

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