CN203248553U - 一种磁悬浮电机用柔性联轴器 - Google Patents

Abstract

一种磁悬浮电机用柔性联轴器，主要由试验磁悬浮电机、联轴器本体和柔性力矩传动机构组成；试验磁悬浮电机包括主动磁悬浮电机和加载磁悬浮电机；联轴器本体由主动盘片、主动盘片紧固螺钉、主动轴动平衡螺钉及加载盘片、加载盘片紧固螺钉、加载轴动平衡螺钉组成；柔性力矩传递机构由主动传动轴接头、传动轴和加载传动轴接头组成；该柔性联轴器安装在试验磁悬浮电机输出轴上；本实用新型的磁悬浮电机用柔性联轴器，能满足磁悬浮电机测试及驱动固定负载时高转速、高度柔性，无附加力作用在磁轴承上的要求，能对转子进行在线动平衡调整，具有五自由度大柔性、可重复使用、结构简单、拆装方便等优点。

Description

一种磁悬浮电机用柔性联轴器

技术领域

本实用新型的磁悬浮电机柔性联轴器，能满足磁悬浮电机测试时同轴度不易安装保证，需要高速旋转且磁轴承不能承受附加周期性作用力的要求，可进行转子在线动平衡调整，具有五自由度柔性、可重复使用、结构简单、拆装方便、转动时无周期性力作用到磁轴承上，能超高速运转等优点，可作为磁悬浮电机测试及磁悬浮电机驱动固定负载的联轴器使用。

背景技术

磁悬浮电机是具有转速高、无机械磨损、无需润滑、振动噪声小、寿命长、效率高特点的新型机电一体化产品。磁悬浮电机在研制过程中或产品出厂时要进行电机特性试验，需要给磁悬浮电机加载，由于磁悬浮电机采用的是非接触的磁悬浮轴承，在磁悬浮轴承没有起浮时转子的位置不定，即使磁轴承浮起后由于磁轴承的刚度有限，也很难采用传统的机械安装方式保证主动磁悬浮电机轴和加载磁悬浮电机轴的同轴度，由于该不同轴度的存在，使得在加载试验过程中产生和转速同频的干扰，该力作用在磁轴承上，使得磁轴承控制系统产生相应的输出来抵消该力的作用，由于磁轴承带宽有限，导致磁轴承电机无法高速旋转。故需要一种柔性大，无附加力产生，能高速旋转的联轴器。由于高速转子对静平衡度要求极高，且随着转速的提高会出现动不平衡，现在所有的动平衡操作都是离线进行，无法模拟磁悬浮轴承高速旋转时的工作状况，故需要在线动平衡。目前所使用的刚性联轴器虽然允许的转速高，但由于上述磁悬浮电机的特点，根本无法保证试验磁悬浮电机的同轴度，不能运用到磁悬浮电机的试验中。常用的柔性联轴器，允许的极限转速低(一般不超过1000rpm)，也不能直接运用到磁悬浮电机的试验中。现有专利中，专利号为87104205的弹性联轴器，具有低扭矩，扭转刚度低、无游隙，但由于联轴器本身复杂，高速旋转时有附加力产生，不能适合磁悬浮电机试验的需要。专利号为88100943.1的平衡滑块联轴器，由两个半联轴器，两个楔形滑块及弹簧和润滑装置组成，具有连接时有较大的偏移和偏转角，但也不能适应高转速的需要。专利号为99118247.2的磁场无接触联轴器，提供了无接触动力传递方法，但存在效率低下，易打滑，不适合电机试验变载荷的需要。专利号为200710017055.3的球齿式万向联轴器，也是适合低速大扭矩的联轴器。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有联轴器技术的不足，提供一种能高速旋转，不在磁轴承上产生附加作用力，满足磁悬浮电机测试时高度柔性的需要，能进行转子在线动平衡，具有五自由度柔性、可重复使用、结构简单、拆装方便、等优点，可作为磁悬浮电机测试用及磁悬浮电机驱动固定的负载使用。

本实用新型的技术解决方案为：一种磁悬浮电机用柔性联轴器，主要由试验磁悬浮电机、联轴器本体和柔性力矩传递机构组成，其特征在于：试验磁悬浮电机主要包括：主动磁悬浮电机、加载磁悬浮电机；联轴器本体主要包括：主动盘片、主动盘片紧固螺钉、主动轴动平衡螺钉、加载盘片、加载盘片紧固螺钉、加载轴动平衡螺钉；柔性力矩传递机构包括：主动传动轴接头、传动轴、加载传动轴接头；主动磁悬浮电机的输出轴和主动盘片内孔配合，主动盘片通过主动盘片紧固螺钉紧固在主动磁悬浮电机的输出轴上，主动轴动平衡螺钉通过主动盘片上的螺钉孔安装在主动盘片上，主动传动轴接头通过其外六方和主动盘片内六方孔配合，内孔冷压紧在传动轴上，传动轴另一端和加载传动轴接头相连，加载传动轴接头通过其外六方和加载盘片内六方孔配合，加载轴动平衡螺钉通过加载盘片上的螺钉孔安装在加载盘片上，加载盘片通过加载盘片紧固螺钉把加载盘片固连在加载磁悬浮电机的输出轴上，所述主动轴动平衡螺钉和加载轴动平衡螺钉材料为钨基合金，所述的主动盘片和主动磁悬浮电机的输出轴间隙配合，主动盘片沿轴向开槽，其材料为超硬铝合金，加载盘片和主动盘片具有相同的结构，所述的主动盘片和主动传动轴接头通过内六方孔无键连接传递扭矩，所述的主动传动轴接头和传动轴及加载传动轴接头和传动轴通过内六方模具冷压连接，主动传动轴接头和加载传动轴接头各距传动轴端部1-2mm，所述的传动轴为钢丝软轴，本联轴器可以单对使用，也可以两对使用。

上述方案的原理是：当需要进行磁悬浮电机性能测试时，按一般电机的连接方式把主动磁悬浮电机(1)和加载磁悬浮电机(1a)，连接在一条轴线上，这时，固定主动磁悬浮电机(1)，并在底座上记下加载磁悬浮电机(1a)的位置，搬开加载磁悬浮电机(1a)，主动盘片(2)通过内孔安装到主动磁悬浮电机(1)的输出轴上，并通过主动盘片紧固螺钉(3)把主动盘片(2)紧固到主动磁悬浮电机(1)的输出轴上，这时启动主动磁悬浮电机(1)，通过在线调整主动轴动平衡螺钉(4)的重量和位置，使转子达到所需的动平衡要求，加载盘片(2a)通过内孔安装到加载磁悬浮电机(1a)的输出轴上，并通过加载盘片紧固螺钉(3a)紧固到加载磁悬浮电机(1a)的输出轴上，启动加载磁悬浮电机，通过调整加载轴动平衡螺钉(4a)的重量和位置，使加载磁悬浮电机(1a)的转子达到动平衡要求，把主动轴传动接头(5)和加载传动轴接头(5a)按图4所示位置，通过模具压到传动轴(6)上，把主动轴传动接头(5)插入主动盘片(2)的内六方孔内，把加载磁悬浮电机(1a)安装到所记位置，使得加载传动轴接头(5a)在加载盘片(2a)的内六方孔内。

工作时，主动磁悬浮电机(1)的输出转矩，通过传动轴和主动盘片之间的静摩擦传递到主动盘片(2)上，在通过主动盘片(2)的内六方孔传递到主动轴传动接头(5)，主动轴传动接头(5)把扭矩传递给传动轴(6)，传动轴(6)把扭矩传递给加载轴传动接头(5a)，加载轴传动接头(5a)通过外六方把力矩传递到加载盘片(2a)，加载盘片(2a)通过内孔把力矩传递到加载磁悬浮电机(1a)的转子上。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型由于在联轴器上预留动平衡螺钉的位置，可以保证安装联轴器后电机转子有很高的动平衡度，采用钢丝软轴为传动轴，由于钢丝软轴具有扭转刚度大，易弯曲的优点，使得联轴器的挠性非常大，且没有附加的力作用到磁悬浮轴承上，与传统的万向节联轴器相比，允许的转速大大提高，且结构简单，盘片与电机轴采用紧固螺钉固紧，便于拆装，非常有利于电机的试验，具有五自由度柔性、可在线动平衡调整、无附加力产生、可重复使用、结构简单、拆装方便、能超高速运转等优点。

附图说明

图1为本实用新型技术解决方案的磁悬浮电机用柔性联轴器结构示意图；

图2为本实用新型技术解决方案的联轴器本体示意图；图2a为三维示意图，图2b为二维示意图。

图3为本实用新型技术解决方案的传动轴接头示意图；图3a为三维图，图3b为二维图。

图4为本实用新型技术解决方案的柔性力矩传递机构示意图；图4a为本实用新型技术解决方案的柔性力矩传递机构三维图；图4b为本实用新型技术解决方案的柔性力矩传递机构二维图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型主要由试验磁悬浮电机、联轴器本体和柔性力矩传递机构组成，试验磁悬浮电机包括主动磁悬浮电机1、加载磁悬浮电机1a；联轴器本体包括：主动盘片2、主动盘片紧固螺钉3、主动轴动平衡螺钉4及加载盘片2a、加载盘片紧固螺钉3a、加载轴动平衡螺钉4a组成；柔性力矩传递机构包括：主动传动轴接头5、传动轴6和加载传动轴接头5a组成；主动磁悬浮电机1的输出轴和主动盘片2内孔配合，通过主动盘片紧固螺钉3安装把主动盘片2紧固在主动磁悬浮电机1的输出轴上，空载启动磁悬浮电机，按动平衡的要求确定主动轴动平衡螺钉3安装在主动盘片2的数量和位置，主动传动轴接头5通过其外部六方和主动盘片2内六方配合，内孔冷压紧在传动轴6上，传动轴6另一端和加载传动轴接头5a相连，加载传动轴接头5a通过其外六方和加载盘片2a内六方配合，加载轴动平衡螺钉3a安装在加载盘片2a的螺纹孔内，加载盘片紧固螺钉3a安装在加载盘片2a的螺孔内，把加载盘片2a固连在加载磁悬浮电机1a的输出轴上，然后空载转动整个试验系统，通过调整动平衡螺钉的数量和位置，使整个系统达到所需的动平衡要求。

上述实用新型所述的主动轴动平衡螺钉4安装在主动盘片上2上，材料为钨基合金，加载轴动平衡螺钉4a安装在加载盘片2a上，材料为钨基合金，所述的主动盘片2和主动磁悬浮电机1的输出轴间隙配合，由主动片紧固螺钉3紧固到主动磁悬浮电机1的输出轴上，主动盘片2沿轴向开槽，由四个主动盘片紧固螺钉3紧固在磁悬浮电机的输出轴上，主动盘片2材料为超硬铝合金；所述的主动盘片2和主动传动轴接头5通过内六方孔无键连接，所述的主动传动轴接头5和传动轴6通过内六方模具冷压紧连接，传动轴6长出主动传动轴接头5，所述的传动轴6为钢丝软轴，所述的加载端的半联轴器和主动半联轴器具有同样的结构。

图2为本实用新型中主动盘片2和加载盘片2a的示意图，图2a为三维视图，图2b为二维视图，主动盘片2和主动磁悬浮电机1输出轴的配合为间隙配合，间隙为0.02-0.04mm，并沿主动盘片2轴向在中心开一轴向槽，安装时，先把主动盘片2套装到主动磁悬浮电机1的输出轴上，再通过四个主动盘片紧固螺钉3把主动盘片2锁紧到主动磁悬浮电机1的输出轴上，空载启动电机，通过在线调整主动轴动平衡螺钉的数量和位置，使得主动磁悬浮电机1转子达到所需的动平衡要求，位置21为主动盘片2和传动轴接头5配合的位置，位置22为安装主动轴动平衡螺钉3的位置，位置23为安装主动盘片紧固螺钉4的位置，对于加载盘片2a和主动盘片2具有一样的结构。

图3为本实用新型中主动传动轴接头5和被动传动轴接头5a零件在与传动轴冷压前示意图，图3a为三维图，图3b为二维图，位置51为安装传动轴位置，为圆柱形孔，直径尺寸比传动轴6外径大0.05mm，52为压模具位置，冷压前52处外径比51处内径大5mm，大端外六方53和主动盘片2的内六方孔滑动配合。

图4为本实用新型中柔性力矩传递机构示意图，图4a为三维图，图4b为二维图，由主动传动轴接头5、传动轴6和加载传动轴接头5a组成，传动轴6采用钢丝软轴，具有扭转刚度大，柔度大的优点，能适应磁悬浮电机超高转速试验的需要，主动传动轴接头5和加载传动轴接头5a按图4所示方向冷压到传动轴6两端，位置54为主动传动轴接头冷压后的形状，位置5a4为加载传动轴接头冷压后形状，主动传动轴接头5和加载传动轴接头5a距离传动轴端部各1-2mm。

总之，本实用新型的磁悬浮电机用超柔性联轴器，能在线动平衡调整，能满足磁悬浮电机超高转速的需要，且没有附加力作用在磁悬浮轴承上，具有可重复使用、结构简单、安装调整方便等优点。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，如在电机之间增加转矩转速传感器等，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种磁悬浮电机用柔性联轴器，主要由试验磁悬浮电机、联轴器本体和柔性力矩传递机构组成，其特征在于：试验磁悬浮电机主要包括：主动磁悬浮电机(1)、加载磁悬浮电机(1a)；联轴器本体主要包括：主动盘片(2)、主动盘片紧固螺钉(3)、主动轴动平衡螺钉(4)、加载盘片(2a)、加载盘片紧固螺钉(3a)、加载轴动平衡螺钉(4a)；柔性力矩传递机构包括：主动传动轴接头(5)、传动轴(6)、加载传动轴接头(5a)；主动磁悬浮电机(1)的输出轴和主动盘片(2)内孔配合，主动盘片(2)通过主动盘片紧固螺钉(3)紧固在主动磁悬浮电机(1)的输出轴上，主动轴动平衡螺钉(4)通过主动盘片(2)上的螺钉孔安装在主动盘片(2)上，主动传动轴接头(5)通过其外六方和主动盘片(2)内六方配合，内孔冷压紧在传动轴(6)上，传动轴(6)另一端和加载传动轴接头(5a)冷压紧连接，加载传动轴接头(5a)通过其外六方和加载盘片(2a)内六方配合，加载轴动平衡螺钉(4a)通过加载盘片(2a)上的螺钉孔安装在加载盘片(2a)上，加载盘片(2a)通过加载盘片紧固螺钉(3a)把加载盘片(2a)固连在加载磁悬浮电机(1a)的输出轴上。 

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：所述主动盘片(2)和加载盘片(2a)上有动平衡螺钉，主动轴动平衡螺钉(4)和加载轴动平衡螺钉(4a)材料为钨基合金。 

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：所述的主动盘片(2)和主动磁悬浮电机(1)的输出轴间隙配合，主动盘片(2)沿轴向开槽，其材料为超硬铝合金，加载盘片(2a)和主动盘片(2)具有相同的结构。 

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：所述的主动盘片(2)和主动传动轴接头(5)通过内六方孔无键连接传递扭 矩。 

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：所述的主动传动轴接头(5)和传动轴(6)及加载传动轴接头(5a)和传动轴(6)通过内六方模具冷压连接，主动传动轴接头(5)和加载传动轴接头(5a)各距传动轴(6)端部1-2mm。 

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：所述的传动轴(6)为钢丝软轴。 

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机用柔性联轴器，其特征在于：本联轴器可以单对使用，也可以两对使用。 

Images