CN201134745Y - 一种永磁离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用磁力传动技术实现主从动件运动的永磁离合器。它主要是利用磁力传动技术，采用不同极性交错排列的瓦片状高性能永磁材料组成环状内、外磁体，并通过外力作用使外磁体在轴向限位运动，形成内、外磁体间的结合或分离，从而实现永磁离合器的传动。本实用新型在稳态工作状态时不耗能，同结合或脱离所需操纵力小，能够适用于各种形式结合或分离的执行机构；同时，从动件间无直接接触，不存在摩擦，可以起到一定的隔振、减振功能。本实用新型结构简单、传动效率高，传动平稳，结合迅速、分离彻底，可作为各类自动控制系统中的执行元件，有着良好的应用前景。

Description

一种永磁离合器

一技术领域

本实用新型涉及一种机械类传动装置，特别是一种利用磁力传动技术实现主从动件运动的永磁离合器。

二背景技术

磁力传动技术是利用主动件与从动件共同建立起来的磁场所产生的作用力来传递运动和转矩的。它具有传动效率高和传动平稳等优点，近年来，随着高性能永磁材料的研发应用，使得磁力传动的性能得到了极大的提高。如利用磁力传动技术的永磁联轴器目前已经得到了较多的研究与应用，但对永磁离合器的研究尚极少见到。国外有人在相关文献如：A.Wallace，A.von Jouanne，A.Ramme，and A.Smi th.A permanent magnetcoupling with rapid disconnect capability[J].Power Electronics，Machines andDrives.April 2002，16-18中曾提出了一种永磁离合器方案，它是通过连接在主动轴两边的导磁盘和从动轴上的可移动永磁体盘，在主从动件间产生轴向磁场，其传动是通过一个外力如拨叉机构操纵，使主从动件相对位移来改变磁场的强度，直至主从动件结合或分离。这种永磁离合器存在的不足是：结构复杂，主从动件间轴向力大，且需移动较长行程才能实现主从动件的结合或分离，从而难以得到实际应用。如何进一步提高永磁离合器的传动性能、以及通过改变主从动件间相对位置使其间磁场强度发生改变，从而实现结合或分离是永磁离合器得到实际应用的关键问题之一；此外，在传递动力时，要求传动平稳、效率高，结合或脱离时所需操纵力小等也是设计永磁离合器中亟需解决的技术问题。

三发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种不但传动效率高，传动平稳，主从动件稳态工作时不耗能且结合或分离所需操纵力小的永磁离合器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，永磁离合器，它主要由主动轴、主动件、从动件、轴承以及永磁体构成，其特征是主动轴的一端通过轴承装在一个从动轴联接件的中心孔内并轴向定位，主动件为筒状，它套装在主动轴另一端的轴上，并通过其一端与主动轴固连；从动件套装在从动轴联接件的轴上，并可在外力作用下沿轴向运动，且由从动轴联接件两端的定位块和连接盘对从动件的运动限位；在主动件另一端的内侧和从动件外侧沿圆周方向，均固接有不同极性交错排列的瓦片状组成的内磁体和外磁体；外磁体随从动件轴向运动至定位块时，应与内磁体相对应，其间留有缝隙，轴向运动至连接盘时，与内磁体完全分离；主动轴、主动件、从动轴联接件及从动件为同轴安装。

本实用新型所述的永磁离合器，是由布置在主从动件间的高性能永磁体产生径向间磁场来实现离合器的结合和分离。在结合的状态下，永磁离合器的主动件及内磁体与从动件及外磁体之间形成磁场产生作用力并传递转矩。离合器的分离状态则通过主动件与从动件间产生相对位移来实现。操纵永磁离合器的结合或分离是由外部执行机构提供给从动件作用力来实现的，在结合状态需要分离时，使从动件上的外磁体随从动件轴向移动一定距离，使主从动件之间的磁场被削弱甚至基本消除，则主动件与从动件之间的动力传递被隔断，离合器即处于分离状态；在分离状态需要结合时，使从动件上的外磁体随从动件轴向反方向移动一定距离，使主从动件之间的磁场增强，则实现主动件与从动件之间的动力传递，离合器即处于结合状态。设计时，可通过有限元分析对主要设计参数进行优化，既要满足空载转矩在一定范围之内，又要使离合器分离距离尽量小，使之在有限的总体尺寸限制下能传递最大的转矩和彻底分离。

本实用新型与现有技术相比其显著的优点是：1、利用磁力传动技术采用高性能永磁材料实现永磁离合器的传动(结合或分离)，因此具有稳态工作状态时不耗能，同时，结合或脱离所需操纵力小，便于应用各种形式结合或分离的执行机构；2、永磁离合器主从动件间无直接接触，不存在摩擦，还可以有一定的隔振、减振功能。同时利用该特点，可通过在主从动件之间增加一绝缘材料制造的隔板，取消轴承部分，将主从动部分分别与原动机和负载连接，实现静密封；3、本实用新型系统结构简单、传动效率高，传动平稳，结合迅速、分离彻底，可作为各类自动控制系统中的执行元件，有着良好的应用前景。

本实用新型的具体结构由以下的附图和实施例给出。

四附图说明

图1是根据本实用新型所述永磁离合器在结合状态下的结构示意图。

图2是永磁离合器在分离状态下的结构示意图。

五具体实施方式

下面结合附图，

参见附图，根据本实用新型制作的永磁离合器，主要由主动轴1、定位块2、内磁体3、主动件4、从动件5、外磁体6、从动轴联接件7、轴承8、以及定位卡环10组成。主从动件同轴线安装，由布置在主从动件间的永磁体(内磁体3和外磁体6)产生径向间磁场。内磁体3与外磁体6均是采用16件瓦型磁体拼接成的圆环状磁体构成，磁体材料选用高性能永磁材料如烧结钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。各瓦型磁体沿径向磁化，以不同极性沿圆周方向交替排列，且采用粘接方式固定接于筒状主动件4大径的内侧和从动件5相应的外侧，以建立径向间磁场实现离合器的结合和分离。主动件4的小径与主动轴1外径吻合，它由主动轴1上的凸台轴向定位，并通过螺钉径向固定。主动轴1的一端通过两个轴承8装入从动轴联接件7的中心孔内并通过主动轴1上的凸台和定位卡环10轴向定位，从动轴联接件7顶端定位块2是与之旋接的螺母，位于从动轴联接件7尾端的连接盘9与从动轴联接件7为一体结构。设计中通过有限元分析对主要设计参数进行优化，以实现在有限的总体尺寸限制下能传递最大的转矩和彻底分离。

本实用新型在结合的状态下，永磁离合器的主动件4及内磁极3与从动件5及外磁极6之间形成磁场产生作用力并传递转矩。离合器的分离状态则通过主动件4与从动件5间产生相对位移来实现。操纵永磁离合器的接合或分离的机构可采用拨叉机构，使外磁极6及从动件轴向移动一定距离使主从动件之间的磁场被削弱甚至基本消除，主动件4与从动件5之间的动力传递被完全隔断。离合器即处于分离状态。

Claims (3)

1、一种永磁离合器，它主要由主动轴[1]、主动件[4]、从动件[5]、轴承[8]以及永磁体构成，其特征是主动轴[1]的一端通过轴承[8]装在一个从动轴联接件[7]的中心孔内并轴向定位，主动件[4]为筒状，它套装在主动轴[1]另一端的轴上，并通过其一端与主动轴[1]固连；从动件[5]套装在从动轴联接件[7]的轴上，并可在外力作用下沿轴向运动，且由从动轴联接件[7]两端的定位块[2]和连接盘[9]对从动件[5]的运动限位；在主动件[4]另一端的内侧和从动件[5]外侧沿圆周方向，均固接有不同极性交错排列的瓦片状组成的内磁体[3]和外磁体[6]；外磁体[6]随从动件[5]轴向运动至定位块[2]时，应与内磁体[3]相对应，其间留有缝隙，轴向运动至连接盘时，与内磁体[3]完全分离；主动轴[1]、主动件[4]、从动轴联接件[7]及从动件[5]为同轴安装。

2、根据权利要求1所述永磁离合器，其特征是上述用于对从动件[5]运动限位的定位块[2]是旋接在从动轴联接件[7]顶端的螺母，位于从动轴联接件[7]尾端的连接盘[9]与从动轴联接件[7]为一体结构。

3、根据权利要求1或2所述永磁离合器，其特征是主动轴[1]与从动轴联接件[7]之间的轴承[8]采用卡环[10]轴向定位。

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