CN204917604U - 一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，包括安装在起重永磁铁壳体上的支架、安装在支架和磁转轴上的滑轮、绕过滑轮的钢丝绳、与钢丝绳连接的弹簧以及固定在钢丝绳的定位块。本实用新型采用两组弹簧在磁转轴正反转的不同时段进行储能和释放能量，均衡磁转轴的负载扭矩，从而使磁转轴在正反转90°的整个周期内，负载相对比较均衡，最大扭矩约为正弦波最大扭矩的0.6～0.7倍，使起重永磁铁的制造成本、体积以及实际运行费用上大为降低。

Description

一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置

技术领域

本实用新型属于机械领域,涉及一种传动机构调节装置。

背景技术

起重永磁铁（又称永磁起重器）在钢厂、船厂等机械厂大量运用于吸吊钢板、钢坯等磁性材料。起重永磁铁的原理是用电机通过减速机、齿轮箱驱动两根磁转轴顺转90°（吸铁方式）或逆转90°（放铁方式）来操作吸铁、放铁。电机所受负载主要来自于两个磁转轴的扭矩，而磁转轴的扭矩是由永磁铁的磁场力相互作用引起的,磁场扭矩负载是大小变化的,其变化规律接近于一个周期的正弦波（见附图9），并且在磁转轴正反转时，负载大小不可逆。

根据上述产品的特点，在目前永磁铁的设计中，驱动起重永磁铁磁转轴的电机功率以及减速机、齿轮箱等传动零部件均按照负载扭矩（正弦波形）的最大值选取，因而选择的电机功率比较大，减速机体积比较大。从而产生产品制造成本高，运行时耗电多，产品笨重等缺点。

实用新型内容

针对现有起重永磁铁中存在的不足，本实用新型采用两组弹簧在磁转轴正反转的不同时段进行储能和释放能量，均衡磁转轴的负载扭矩，从而使磁转轴在正反转90°的整个周期内，负载相对比较均衡，最大扭矩约为正弦波最大扭矩的0.6～0.7倍，使起重永磁铁成本、体积以及实际运行费用大为减小。

本实用新型提供的技术方案为：

一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，包括以下组件：

一副支架，安装在起重永磁铁壳体上，包括左、右两个支架单元；

一组钢丝绳，包括左、右两段钢丝绳；

一组弹簧件，包括上、下两个弹簧，弹簧的两端与钢丝绳连接；

若干滑轮及定位块，包括设置在两支架单元上的上、下两个滑轮以及加装在两磁转轴端部的滑轮，磁转轴上的加装滑轮的中心与该磁转轴的旋转中心在一条直线上，所述定位块固定在钢丝绳上；

上述结构中：

所述支架单元包括隔板和滑轮安装板，滑轮安装板位于隔板的外侧，两支架单元的隔板之间留有一定距离，所述弹簧件设置在两支架单元的隔板之间；

左段钢丝绳的首端与上面弹簧的左端连接，其绳体穿过左支架单元的隔板后，依次绕过左支架单元的上滑轮、左磁转轴上加装的滑轮和左支架单元的下滑轮，该绳体再次穿过左支架单元的隔板后，绳体末端与下面弹簧的左端连接；右段钢丝绳的首端与上面弹簧的右端连接，其绳体穿过右支架单元的隔板后，依次绕过右支架单元的上滑轮、右磁转轴上加装的滑轮和右支架单元的下滑轮，该绳体再次穿过右支架单元的隔板后，绳体末端与下面弹簧的右端连接；绕过磁转轴加装滑轮的钢丝绳至少一处被锁止固定在该加装滑轮上；

两弹簧到其中一个支架单元的隔板之间、该隔板到该支架单元的上、下滑轮之间的钢丝绳绳体上分别安装有一定位块。

在上述方案的基础上，进一步改进的或优选的方案还包括：

绕过磁转轴加装滑轮的钢丝绳通过压片压紧，所述压片通过螺钉固定在滑轮上，防止钢丝绳在加装滑轮上滑动。

还设有张紧轮，使磁转轴加装滑轮与单元支架滑轮之间的钢丝绳绳体均绕过至少一个张紧轮。

所述左、右两段钢丝绳的绳体上均设有长度调整机构，方便绳体的收放。

左、右两段钢丝绳各自由两根钢丝绳组成，两根钢丝绳的一头在所述长度调整机构处对接。

所述弹簧为拉簧。

有益效果：

（1）本装置能自动完成弹簧的储能和释放，无须人工参与控制。使用该装置的起重永磁铁，负载扭矩最大值降低，从而可以选择更小功率的电机、减速机及相关传动件，降低运行费用和产品制造成本；

（2）可以缩小起重永磁铁的体积，使起重永磁铁组成构件布局更合理；

（3）可任意调整储能、释放能量的位置，对于不同规格的起重永磁铁，只要更换拉簧规格及不同长度的钢丝绳，就可以满足需要，通用性比较好。

（4）结构设计新颖，装配、调试简单，便于生产制造，制造成本比较低。

附图说明

图1是吸铁过程中，磁转轴在状态（a）初始位置时的弹簧件储能、释能示意图；

图2是吸铁过程中，磁转轴位于状态（b）35度时的弹簧件储能、释能示意图；

图3是吸铁过程中，磁转轴位于状态（c）62度时的弹簧件储能、释能示意图；

图4是吸铁过程中，磁转轴在状态（d）结束位置时的弹簧件储能、释能示意图；

图5是放铁过程中，磁转轴在状态（a）初始位置时的弹簧件储能、释能示意图；

图6是放铁过程中，磁转轴位状态（b）于59度时的弹簧件储能、释能示意图；

图7是放铁过程中，磁转轴位于状态（c）35度时的弹簧件储能、释能示意图；

图8是放铁过程中，磁转轴在状态（d）结束位置时的弹簧件储能、释能示意图；

图9是原起重永磁铁负载扭矩波形曲线图和上、下拉簧的储能、释能曲线图；

图10为增加扭矩均衡装置后的负载扭矩波形曲线图。

具体实施方式

为了阐明本实用新型的技术方案及技术效果，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

如图1至图8所示的一实施例中：

起重永磁铁包括壳体10以及设置在壳体内的电机、传动机构、磁转轴11以及安装在磁转轴11内的永磁体。所述电机驱动左磁转轴转动，左磁转轴通过一对齿轮驱动右磁转轴以相同的角速度反向转动。壳体10底面为吸住钢坯12的吸持面。

安装在该起重永磁铁上的磁转轴扭矩均衡装置，包括支架4、钢丝绳7、弹簧件、若干滑轮、定位块以及张紧轮6。

所述支架4安装在起重永磁铁壳体10上，位于起重永磁铁两磁转轴的上方。支架4包括左、右两个支架单元，两支架单元结构对称，均设有隔板和滑轮安装板。两支架单元的隔板之间留有一定距离，滑轮安装板设置在隔板的外侧。

钢丝绳7包括左、右两段钢丝绳，每段钢丝绳由两根钢丝绳组成，共四根绳头。这两根钢丝绳的一头在长度调整机构1处对接，另一头用于连接拉簧。

所述弹簧件包括位于两支架单元隔板之间的上拉簧2和下拉簧3，上拉簧2和下拉簧3的两端分别与穿过支架单元隔板的钢丝绳连接，且上拉簧2下拉簧3相平行。

所述滑轮包括分别设置在两支架单元上的上、下两个滑轮以及加装在两磁转轴端部的滑轮，加装在磁转轴上的滑轮的中心与对应的磁转轴的旋转中心在一条直线上。

图中，左段钢丝绳的首端与上拉簧2的左端连接，其绳体穿过左支架单元的隔板后，从左支架单元上滑轮的外侧、左磁转轴加装滑轮的底部和左支架单元下滑轮的外侧依次绕过，该绳体再次穿过左支架单元的隔板后，绳体末端与下拉簧3的左端连接；右段钢丝绳的首端与上拉簧2的右端连接，其绳体穿过右支架单元的隔板后，从右支架单元上滑轮的外侧、右磁转轴加装滑轮的底部和右支架单元的下滑轮，该绳体再次穿过右支架单元的隔板后，绳体末端与下拉簧3的右端连接。绕过磁转轴加装滑轮的钢丝绳中部被压片及螺钉9压紧锁止，防止钢丝绳在加装滑轮的轮槽内滑动。磁转轴加装滑轮与单元支架滑轮之间的钢丝绳绳体均绕过一个张紧轮6。

上拉簧2、下拉簧3到右支架单元的隔板之间、该隔板到右支架单元的上、下滑轮之间的钢丝绳绳体上分别安装有一定位块5。

若设拉簧到隔板之间的定位块为左储能定位块、隔板到支架单元滑轮之间的定位块为右储能定位块，则其运行流程为：

一）吸铁操作，见图1至图4及图10。

状态（a）完全放铁位置（见图1）。起重永磁铁底面无磁场，处于完全放铁状态。磁转轴11处于0°的初始位置，这时上拉簧2处于储能状态，下拉簧3处于自由状态。启动电机，带动左磁转轴顺时针旋转，右磁转轴在一对齿轮的力传递下产生与左磁转轴相同的角速度（转动方向为逆时针），上拉簧2及上面的储能定位块开始向右移动。

状态（b）当磁转轴11转到35°位置时（见图2),上面的左储能定位块移到支架单元隔板位置，不能再向右移动，随着磁转轴11继续转动，上拉簧2长度开始缩短，释放弹簧势能，帮助电机驱动磁转轴转动。

状态（c）当磁转轴11转到62°位置时（见图3)，上拉簧2储能释放结束，处于自由状态。下面的右储能定位块移动支架单元的隔板位置处停止，下拉簧3开始储能。

状态（d）当磁转轴11转到90°位置时（见图4)，下拉簧3储能结束。起重永磁铁底面磁场达到最大，处于最大吸铁状态，也是放铁操作的开始位置。

二）放铁操作，见图5至图8及图10。

状态（a）最大吸铁位置（见图5，等同于图4）。电机驱动左磁转轴逆时针旋转，下拉簧3和下面的储能定位块向右移动，上拉簧2和上面的储能定位块向左移动。

状态（b）当磁转轴转到59°位置时（见图6)，下面的左储能定位块移到右支架单元隔板位置，定止不动，下拉簧3开始释放能量，帮组电机驱动磁转轴。

状态（c）当磁转轴转到35°位置时（见图7)，下拉簧3释放能量，至7°位置时储能释放结束；上拉簧2开始拉伸，上面的右储能定位块向左侧移动，到19°位置时移到右支架单元的隔板位置，不能再向左移动，随着左磁转轴继续逆时针旋转，钢丝绳拉动上拉簧2进行储能。

状态（d）当磁转轴转到0°位置时（见图8)，上拉簧2储能结束，作下一次吸铁的开始点。

通过图9与图10中负载扭矩的对比，可以看出原起重永磁铁的最大负载扭矩为18.4KN,加装本实施例装置后，最大负载扭矩为12.6KN,所使用的电机功率只有原设备的68%。

上述实施例中的拉簧，在调整支架单元、储能定位块的排布位置后，也可以使用压簧替代。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，包括以下组件：

一副支架，安装在起重永磁铁壳体上，包括左、右两个支架单元；

一组钢丝绳，包括左、右两段钢丝绳；

一组弹簧件，包括上、下两个弹簧，弹簧的两端与钢丝绳连接；

若干滑轮及定位块，包括设置在两支架单元上的上、下两个滑轮以及加装在起重永磁铁左、右两磁转轴端部的滑轮，磁转轴上加装滑轮的中心与该磁转轴的旋转中心在一条直线上，所述定位块固定在钢丝绳上；

上述结构中：

所述支架单元包括隔板和滑轮安装板，滑轮安装板位于隔板的外侧，两支架单元的隔板之间留有一定距离，所述弹簧件设置在两支架单元的隔板之间；

左段钢丝绳的首端与上面弹簧的左端连接，其绳体穿过左支架单元的隔板后，依次绕过左支架单元的上滑轮、左磁转轴上加装的滑轮和左支架单元的下滑轮，该绳体再次穿过左支架单元的隔板后，绳体末端与下面弹簧的左端连接；右段钢丝绳的首端与上面弹簧的右端连接，其绳体穿过右支架单元的隔板后，依次绕过右支架单元的上滑轮、右磁转轴上加装的滑轮和右支架单元的下滑轮，该绳体再次穿过右支架单元的隔板后，绳体末端与下面弹簧的右端连接；绕过磁转轴加装滑轮的钢丝绳至少一处被锁止固定在该加装滑轮上；

两弹簧到其中一个支架单元的隔板之间、该隔板到该支架单元的上、下滑轮之间的钢丝绳绳体上分别安装有一定位块。

2.根据权利要求1所述的一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，绕过磁转轴加装滑轮的钢丝绳通过压片压紧，所述压片通过螺钉固定在滑轮上。

3.根据权利要求1所述的一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，设有张紧轮，使磁转轴加装滑轮与单元支架滑轮之间的钢丝绳绳体均绕过至少一个张紧轮。

4.根据权利要求1所述的一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，所述左、右两段钢丝绳的绳体上均设有长度调整机构。

5.根据权利要求4所述的一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，左、右两段钢丝绳各自由两根钢丝绳组成，两根钢丝绳的一头在所述长度调整机构处对接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种起重永磁铁磁转轴扭矩均衡装置，其特征在于，所述弹簧为拉簧。