CN202889100U

CN202889100U - 一种磁力偶合变速机

Info

Publication number: CN202889100U
Application number: CN 201220575484
Authority: CN
Inventors: 祝钊; 陈骋; 刘扬; 翟青妮
Original assignee: SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-11-05

Abstract

一种磁力偶合变速机，包括输入组件，箱体，油水路系统，输出组件，调速齿轮系统，调速齿轮系统底座，输出轴，回油管，输出端法兰；输入组件与输出组件之间通过磁力耦合，之间存在可调的空气间隙，调速齿轮系统与输出组件连接，调速齿轮系统安装在调速齿轮系统底座上，输出轴与调速齿轮系统连接，输出端法兰安装在箱体上，油水路系统与回油管连接，所述的输入组件为带有铜环的钢制转子，所述的输出组件为永磁转子，是带永磁材料的铝制转子。本实用新型的优点：克服了现有机械传动中存在的变速分级，能耗高、成本高，维护困难、无过载保护或过载保护存在隐患、存在震动并影响其他零部件的使用寿命等问题，实现安全运行。

Description

一种磁力偶合变速机

技术领域

本实用新型涉及磁力传动装置领域，特别涉及了一种磁力偶合变速机。

背景技术

在煤矿行业，安全生产已经上升为制约煤炭生产的最主要问题。煤矿企业的安全保障机制是一种多因素、多环节、动态、复杂的运行系统。要扭转煤炭企业安全生产的被动局面，就要重视安全技术及装备的开发，从细节上杜绝不安全的因素。

目前煤矿所使用设备的传动装置大部分是传统又落后的机械传动，这种传动装置在煤矿生产的应用中不具有针对性，很多细节上达不到煤矿安全的标准，并且存在耗能、易磨损等弊端。随着煤矿安全问题日益突出，为在细节上杜绝不安全因素，确保煤矿安全生产，急需引进更为合理的传动装置。利用磁力来替代旧式的机械连接，实现电机与工作机之间的软连接，在煤矿设备上的应用尚无先例。这种情况下，大多数所使用的机械传动装置对于煤矿生产来说不具备针对性，安全性较差且存在高能耗、低寿命等一系列问题，这都给煤矿的安全生产带来了隐患。

其一、由于机械传动在实现无级调速时结构复杂，复杂的结构增加了维护的工作量与成本，而有级调速则存在高耗能的问题。

其二、机械传动时，靠齿轮间相互咬合来实现转动，长期的咬合会降低齿轮寿命，影响机械设备的正常工作。

其三、传统的机械传动在启动与停止时存在震动，并影响其他零部件的使用寿命。

其四、传统的机械传动难以实现过载保护，存在较大安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了节能环保，增加设备使用寿命，降低运行成本，特提供了一种磁力偶合变速机。

本实用新型提供了一种磁力偶合变速机，其特征在于：所述的磁力偶合变速机包括输入组件1，箱体2，油水路系统3，输出组件4，调速齿轮系统5，调速齿轮系统底座6，输出轴7，回油管8，输出端法兰9；

其中：输入组件1与输出组件4之间通过磁力耦合，之间存在可调的空气间隙，调速齿轮系统5与输出组件4连接，调速齿轮系统5安装在调速齿轮系统底座6上，输出轴7与调速齿轮系统5连接，输出端法兰9安装在箱体2上，油水路系统3与回油管8连接。

所述的输入组件1包括铜环101，转子102；铜环101安装在转子102上。

所述的输出组件4包括永磁体401，铝制永磁转子402；永磁体401安装在铝制永磁转子402上。

用于调节输入组件1和输出组件4之间的气隙10大小的油水路系统3与控制器连接。

所述的磁力偶合变速机的额定转差率为1-4%。

带铜环的转子和带永磁材料的铝制转子之间有空气间隙，称为气隙10，而没有传递扭矩的机械连接。在电机转动时，带铜环的转子上的铜环上在切割永磁体的磁力线时产生感应涡电流，而感应涡电流的磁场与永磁体的磁场之间的作用力实现了电机与工作机之间的扭矩传递。当气隙10减小时，磁力偶合变速机的传动能力强；相反，气隙10大时传动能力小，而控制器可通过手动或控制信号调节空气隙10的大小。对于自动控制系统，当控制器接到一个控制信号，如系统对压力、流量或液面高度等要求进行调节的信号后，控制器对信号进行识别、计算和转换后，给其执行元件发出调节指令，执行元件就会调节铜转子与永磁转子之间的气隙10，从而改变工作机的工作点，即调节了工作机的转速和扭矩。

在初始位置时铜转子与永磁转子间的气隙为3mm。电机启动后，铜转子切割磁感线产生感应涡电流，而感应涡电流的磁场与永磁体的磁场之间的作用力不仅有电动机与工作机之间的传递扭矩力，还有大小随铜转子和永磁转子转差不同而改变的二转子间的轴向力，它使气隙由3mm变到5mm再变到3mm，实现理想的软启动。

当气隙小时，装置的传动能力强；气隙增大时，传动能力减小。调速控制器通过调速机构可以调节气隙的大小，当调速控制器接收到反馈信号后，对信号进行识别、计算和转换后，向调速机构发送指定位移信号，实现气隙的调节。

本实用新型的优点：

目前广泛应用的电机过载保护大致有热继电器保护、空气开关保护、变频器保护等三种，其中变频器比较先进。本实用新型与变频器相比，有独特的优点：稳定性和可靠性比变频器高，在大功率时尤其突出。负载转速高、功率大时代替变频器优势明显；在恶劣的工作环境中的适应能力和免维护性能，是变频器所不具备的；与变频器相比，不对电网产生谐波干扰；在电压降低时，变频器可能无法工作，但磁力偶合变速机则不受影响；与变频器相比，能消除电机与负载之间的震动传递；与变频器相比，维护和保养费用低；与变频器相比，磁力偶合变速机能有效延长传动系统各零部件的寿命；依靠调节气隙大小来实现无极调速。这样不但能实现无极调速，而且节能效果非常显著，根据负载类型和系统工艺对调速要求的不同可实现高达66%的节能效果。由于本实用新型是依据电磁原理，不存在齿轮啮合，因此不会影响设备的正常工作，总体运行成本低。电机能实现更为平稳和渐进的柔性启动和停止，减少冲击和震动，有效的延长传动系统中各零部件的使用寿命。由于在电机与工作机之间依靠电磁感应原理实现了“软连接”，因此对电机具有过载保护功能，从而提高了整个系统的安全性，完全消除了因过载而导致的电机损坏的问题。

本实用新型在应用实践中，克服了现有机械传动中存在的变速分级，能耗高、成本高，维护困难、无过载保护或过载保护存在隐患、存在震动并影响其他零部件的使用寿命等问题。在实际使用中，磁力偶合变速机能最大限度地克服上述问题，达到安全运行的目的。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为磁力偶合变速机原理结构图；

图2为磁力偶合变速机原理结构示意图；

图3为输入组件和输出组件安装示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例提供了一种磁力偶合变速机，其特征在于：所述的磁力偶合变速机包括输入组件调速齿轮系统1调速齿轮系统，箱体调速齿轮系统2调速齿轮系统，油水路系统调速齿轮系统3调速齿轮系统，输出组件调速齿轮系统4调速齿轮系统，调速齿轮系统调速齿轮系统5调速齿轮系统，调速齿轮系统底座调速齿轮系统6调速齿轮系统，输出轴调速齿轮系统7调速齿轮系统，回油管调速齿轮系统8调速齿轮系统，输出端法兰调速齿轮系统9调速齿轮系统；

输入组件调速齿轮系统1调速齿轮系统与输出组件调速齿轮系统4调速齿轮系统之间通过磁力耦合，之间存在可调的空气间隙，调速齿轮系统调速齿轮系统5调速齿轮系统与输出组件调速齿轮系统4调速齿轮系统连接，调速齿轮系统调速齿轮系统5调速齿轮系统安装在调速齿轮系统底座调速齿轮系统6调速齿轮系统上，输出轴调速齿轮系统7调速齿轮系统与调速齿轮系统调速齿轮系统5调速齿轮系统连接，输出端法兰调速齿轮系统9调速齿轮系统安装在箱体调速齿轮系统2调速齿轮系统上，油水路系统调速齿轮系统3调速齿轮系统与回油管调速齿轮系统8调速齿轮系统连接。

所述的输入组件调速齿轮系统1调速齿轮系统为带有铜环的转子。

所述的输出组件调速齿轮系统4调速齿轮系统为永磁转子，是带永磁材料的铝制转子。

用于调节输入组件调速齿轮系统1调速齿轮系统和输出组件调速齿轮系统4调速齿轮系统之间空气间隙的油水路系统调速齿轮系统3调速齿轮系统与控制器连接。

所述的磁力偶合变速机的额定转差率为1-4%。

带铜环的转子和带永磁材料的铝制转子之间有空气间隙，称为气隙，而没有传递扭矩的机械连接。在电机转动时，带铜环的转子上的铜环上在切割永磁体的磁力线时产生感应涡电流，而感应涡电流的磁场与永磁体的磁场之间的作用力实现了电机与工作机之间的扭矩传递。当气隙减小时，磁力偶合变速机的传动能力强；相反，气隙大时传动能力小。而控制器可通过手动或控制信号调节空气隙的大小。对于自动控制系统，当控制器接到一个控制信号，如系统对压力、流量或液面高度等要求进行调节的信号后，控制器对信号进行识别、计算和转换后，给其执行元件发出调节指令，执行元件就会调节铜转子与永磁转子之间的气隙（10），从而改变工作机的工作点，即调节了工作机的转速和扭矩。

磁力偶合变速机传动装置的输出扭矩等于输入扭矩而其输出转速和输入转速是不相等的，他们之间的差值与输入转速的比值称为转差率，额定转差率为1-4%，传动装置对于不同负荷特性的工作机有不同的调速范围。

煤矿所使用的皮带运输机上可使用磁力偶合变速机，当皮带所需承担的运输量较大时可调小气隙间距，加快皮带的运输速度，缓解运输压力；当皮带所承担的运输量较小时可调大气隙间距，减慢皮带的运输速度，起到节能的目的，因为实现了电机与工作机之间的“软连接”，所以对工作中电机的过载保护尤其突出。

Claims

1.一种磁力偶合变速机，其特征在于：所述的磁力偶合变速机包括输入组件（1），箱体（2），油水路系统（3），输出组件（4），调速齿轮系统（5），调速齿轮系统底座（6），输出轴（7），回油管（8），输出端法兰（9）；

其中：输入组件（1）与输出组件（4）之间通过磁力耦合，之间存在可调的空气间隙，调速齿轮系统（5）与输出组件（4）连接，调速齿轮系统（5）安装在调速齿轮系统底座（6）上，输出轴（7）与调速齿轮系统（5）连接，输出端法兰（9）安装在箱体（2）上，油水路系统（3）与回油管（8）连接。

2.按照权利要求1所述的磁力偶合变速机，其特征在于：所述的输入组件（1）包括铜环（101），转子（102）；铜环（101）安装在转子（102）上。

3.按照权利要求1所述的磁力偶合变速机，其特征在于：所述的输出组件（4）包括永磁体（401），铝制永磁转子（402）；永磁体（401）安装在铝制永磁转子（402）上。

4.按照权利要求1所述的磁力偶合变速机，其特征在于：用于调节输入组件（1）和输出组件（4）之间的气隙（10）大小的油水路系统（3）与控制器连接。

5.按照权利要求1所述的磁力偶合变速机，其特征在于：所述的磁力偶合变速机的额定转差率为1-4%。