CN206250950U - 一种悬臂型永磁同步耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬臂型永磁同步耦合器，包括驱动轴、主动永磁转子、从动永磁转子和轴承端盖，主动永磁转子载体上安装有主动永磁转子磁钢，从动永磁转子通过一对轴承套在驱动轴上，从动永磁转子载体内安装有从动永磁转子磁钢，主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢之间设置有气隙，从动永磁转子与负载端刚性联接。本实用新型的一种悬臂型永磁同步耦合器，驱动端与负载端之间实为柔性(磁力)联接，在从动永磁转子一侧安装皮带轮或半联轴器，可以实现单轴支撑扭矩传递或远距离的扭矩传递，并能解决启动时的刚性冲击及隔离与缓冲在正常工作过程中的负载波动引起的振动问题，同时具备安装方便、结构紧凑、过载自动打滑保护等优点。

Description

一种悬臂型永磁同步耦合器

技术领域

本实用新型涉及悬臂型永磁同步耦合器，属于同步永磁传动领域。

背景技术

对于皮带机等大多数机械传动系统，目前大多采用刚性联轴器对驱动端与负载端进行联接，这样机械传动系统的扭转刚度很大，在启动时电机的启动电流较大，特别对于大功率场合，对电网的冲击也很大，另外启动时刚性联轴器所带来的刚性冲击会缩短设备的使用寿命，如具有齿轮机构(如齿轮减速机)传动场合会导致轮齿的折断，造成严重的后果，在正常工作过程中，由于负载的波动也会引起附加的振动，加速设备的疲劳破坏。专利公开的永磁同步耦合器虽然具备弹性缓冲大、隔振减振效果好、过载自动打滑保护等优良特性，但对于远距离(轴端距大于3～5m)传递转速与扭矩时，驱动端与负载端悬臂距离过长，弯矩很大，对于专利已经公开的永磁耦合器，其磁路结构决定了主要靠切向(扭转方向)传递扭矩，内、外永磁转子径向受力的合力为零，在大悬臂重力作用下(即弯矩作用下)，径向变形很大，内、外永磁转子会直接接触，导致永磁耦合器无法正常回转(即无法实现非接触磁力传递)；在单轴支撑时(如皮带传动)，径向压轴力很大，同样导致内、外永磁转子直接接触，无法实现非接触磁力传递，因此，对于专利公开的永磁耦合器无法用于远距离(轴端距离大于3～5m)传递扭矩与单轴支撑传递扭矩，同时现场安装时也存在永磁耦合器内、外永磁转子因无法做到精确对中而导致偏心吸附到一起无法分离的难题，所以迫切需要一种弹性缓冲大、隔振减振效果好、过载自动打滑保护、可用于远距离传递扭矩和单轴支撑传递扭矩的悬臂型永磁耦合器。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种悬臂型永磁同步耦合器，通过非接触永磁磁力传动来实现驱动端与负载端之间的柔性(磁力)联接，解决启动时的刚性冲击、隔离与缓冲在正常工作过程中的负载波动引起的附加振动问题。在主动永磁转子与从动永磁转子之间布置轴承支撑，使得永磁耦合器的主动永磁转子与从动永磁转子组合成一体，避免了现场安装过程中主、从动永磁转子分别安装时偏心吸附在一起的难题；同时在从动永磁转子一侧安装皮带轮或半联轴器，可以实现单轴支撑扭矩传递或远距离的扭矩传递。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种悬臂型永磁同步耦合器，包括驱动轴、主动永磁转子、从动永磁转子和轴承端盖，主动永磁转子载体上安装有主动永磁转子磁钢，从动永磁转子载体内安装有从动永磁转子磁钢，主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢之间有气隙，所述主动永磁转子与从动永磁转子通过轴承支撑定位并组合成一体，从动永磁转子与负载端刚性联接。

作为优选，所述主动永磁转子包括主动永磁转子载体与主动永磁转子磁钢；所述从动永磁转子包括从动永磁转子载体与从动永磁转子磁钢。

作为优选，所述主动永磁转子的截面为H型结构，驱动轴为空心轴。

作为优选，所述负载端为半联轴器或皮带轮，所述半联轴器位于远离驱动端一侧的从动永磁转子上，所述皮带轮位于靠近驱动端一侧的从动永磁转子上。

作为优选，所述轴承为深沟球轴承或角接触球轴承。

作为优选，所述半联轴器为弹性柱销联轴器或梅花形半联轴器。

作为优选，所述主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢组合的磁路为N-S交替排列或Halbach阵列结构。

在本实用新型中，在主动永磁转子与从动永磁转子之间布置轴承支撑，使得永磁同步耦合器的主动永磁转子与从动永磁转子组合成一整体，避免了现场安装过程中主、从动永磁转子分别安装时不能精确对中而偏心吸附在一起的难题；在从动永磁转子一侧安装皮带轮或半联轴器，可以实现单轴支撑扭矩传递或远距离的扭矩传递。如果无轴承支撑，对于远距离(轴端距大于3～5m)传递转速与扭矩时，驱动端与负载端悬臂距离过长，弯矩很大，对于专利已经公开的永磁耦合器，其磁路结构决定了主要靠切向(扭转方向)传递扭矩，内、外永磁转子径向受力的合力为零，在大悬臂重力作用下(即弯矩作用下)，径向变形很大，内、外永磁转子会直接接触，导致永磁耦合器无法正常回转(无法实现非接触磁力传递)；单轴支撑时(如皮带传动)，径向压轴力很大，同样导致内、外转子磁钢接触，无法实现非接触磁力传递，因此，对于无轴承支撑型永磁耦合器根本无法用于远距离(轴端距离大于3～5m)传递扭矩与单轴支撑传递扭矩。但是增加了轴承支撑，使得永磁耦合器的内、外永磁转子成为一体，解决了现场安装时内、外永磁转子组合难题(现场安装过程中内、外永磁转子分别安装对中不精确而偏心吸附到一起无法分离)，另外解决了在悬臂长(远距离传递)及单轴支撑下出现的大径向力使得永磁耦合器无法正常回转运行的问题。

有益效果：本实用新型的悬臂型永磁同步耦合器，对于负载端为皮带轮型单轴支撑时，使得驱动轴与皮带轮之间的刚性联接变成柔性联接；将主动永磁转子与从动永磁转子采用轴承支撑隔离，使两永磁转子组合成一个整体，解决了现场安装时的组合难题；同时实现了驱动端与负载端远距离传递扭矩与转速及单轴支撑传递扭矩与转速的需要；采用非接触永磁磁力传动，大大的提高了机械传动系统的隔振、减振效果，减少了启动时对电网及设备的冲击，同时具备一定的过载打滑保护功能，延长了设备的使用寿命，结构紧凑，安装非常方便，无需维护。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为本实用新型的另一种结构示意图。

图3为一种磁路的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种悬臂型永磁同步耦合器，包括驱动轴、主动永磁转子、从动永磁转子和轴承端盖6，所述主动永磁转子与驱动轴一体设计，主动永磁转子包括主动永磁转子载体5与主动永磁转子磁钢4，主动永磁转子载体5的截面为H型结构，即主动永磁转子载体5包含第一环状体，第一环状体通过圆形连接板与驱动轴连接，驱动轴为空心轴，主动永磁转子载体5上安装有主动永磁转子磁钢4，所述从动永磁转子包括从动永磁转子载体2与从动永磁转子磁钢3，其通过一对轴承1套设在驱动轴上，轴承1通过轴承端盖6及轴肩定位安装在驱动轴上，从动永磁转子载体2内安装有从动永磁转子磁钢3，主动永磁转子磁钢4与从动永磁转子磁钢3之间留有一定气隙，从动永磁转子载体2与皮带轮7为刚性联接，皮带轮7位于靠近驱动端一侧的从动永磁转子载体2上，驱动轴为驱动端，皮带轮7为负载端。

如图2所示，负载端同样可以为半联轴器8，半联轴器8位于远离驱动端一侧的从动永磁转子载体2上，所述半联轴器8为弹性柱销联轴器或梅花形半联轴器。半联轴器8通过螺栓刚性联接在从动永磁转子载体2上，轴承端盖6位于从动永磁转子载体2的两侧孔内与驱动轴轴肩限制轴承1沿轴向窜动。

如图3所示，主动永磁转子磁钢4与从动永磁转子磁钢3的磁路为N-S交替排列，也可以为Halbach阵列结构，Halbach型永磁体阵列可提高气隙磁密，并很容易得到正弦型分布地气隙磁场，减小转矩波动，减小轭部磁通。

本实用新型在使用时，驱动轴转动，带动主动永磁转子磁钢4转动，通过永磁磁力的耦合作用，驱动从动永磁转子磁钢3跟随主动永磁转子磁钢4同步转动，从而带动位于从动永磁转子载体2上的负载端。由于该同步耦合器的输入扭矩T与主动永磁转子与从动永磁转子的扭转偏角θ之间存在正弦曲线关系，使得驱动端与负载端在启动时存在非常大的弹性缓冲，具备柔性启动功能；同时正常使用过程中，能大大的隔离由于负载的波动引起的附加振动，具备非常强的缓冲吸振效果，从而提高了设备的使用寿命。另外该悬臂型永磁同步耦合器使得主动永磁转子与从动永磁转子组成成为一个整体，避免了安装时两永磁转子偏心吸附在一起的难题，同时使得远距离转速与扭矩的传递及单轴支撑传递成为现实，对于需要过载打滑保护场合，可以设定适当的打滑扭矩来保护设备，以免造成严重后果。

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，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种悬臂型永磁同步耦合器，其特征在于：包括驱动轴、主动永磁转子、从动永磁转子和轴承端盖，所述主动永磁转子包括主动永磁转子载体与主动永磁转子磁钢；所述从动永磁转子包括从动永磁转子载体与从动永磁转子磁钢，主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢之间设置有气隙，主动永磁转子与从动永磁转子通过一对轴承支撑定位组成为一体，从动永磁转子与负载端刚性联接。

2.根据权利要求1所述的悬臂型永磁同步耦合器，其特征在于：所述主动永磁转子安装磁钢部分的截面为H型结构，与驱动轴相联接的中间部分为空心轴套结构。

3.根据权利要求1所述的悬臂型永磁同步耦合器，其特征在于：所述负载端为半联轴器或皮带轮，所述半联轴器位于远离驱动轴一侧的从动永磁转子上，所述皮带轮位于靠近驱动轴一侧的从动永磁转子上。

4.根据权利要求3所述的悬臂型永磁同步耦合器，其特征在于：所述半联轴器为弹性柱销联轴器或梅花形半联轴器。

5.根据权利要求1所述的悬臂型永磁同步耦合器，其特征在于：所述主动永磁转子磁钢与从动永磁转子磁钢组合的磁路为N-S交替排列或Halbach阵列结构。