CN206790333U - 一种电控摆臂式调速型磁力耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分，其通过电机提供的动力，带动双导体环外环和内环转动，在磁耦合作用下带动磁体轮一起转动，当伺服电机驱动时，带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠母左/右移动，与丝杠母刚性连接的一对摆臂以转轴为支点做摆动，带动与摆臂刚性连接的磁体轮沿着滚珠花键轴轴向移动，因此通过调节耦合面积大小，进而改变负载端的扭矩及转速变化，实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小，达到负载调速和节能的目的。本实用新型为机械装置，不同于变频器调速，运行时不会产生谐波，对负载设备不会造成影响。

Description

一种电控摆臂式调速型磁力耦合器

技术领域

本实用新型属于机械工程中的传动领域,具体是一种电控摆臂式调速型磁力耦合器,它可以广泛用于矿山采掘,建材,煤炭,港口,电力,冶金,水利,化工等行业中的电机上，或各种负载之间的用于负载设备对速度可调的场合。

背景技术

在现有已知的磁力调速装置中,类似于平面式的磁力调速装置,都是两个导体盘,两个磁体盘,通过齿轮齿条或杠杆的转动来调整导体盘和磁体盘的气隙的,在恶劣的工况下,齿条和齿轮易被污物填塞而卡住,长期运转也因齿轮和齿条的磨损从而导致气隙调整的精度失效。在上述的结构中磁体盘和导体盘的耦合仅用了磁体的单面,而另一面用导磁钢板将磁力线封闭,永磁体的磁耦合性能只利用了一半,且由于采用两个磁体盘,其装置重量增加,悬臂较长,易引起振动,从而其整个装置可靠性大大降低。另外，变频器是采用IGBT等开关器件将工频转变为特定频率，进而调节电机转速。在运行中会产生大量的谐波污染和电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作，使电器元件发热，损坏，造成设备误动作，影响电器元件和设备的的使用寿命。

发明内容

本实用新型提供了一种区别于其他类型的调速型磁力装置,其采用了双导体环,单磁体轮的磁耦合结构,气隙恒定不变，双导体环通过传动盘，传动轴和联轴器与电机轴刚性连接在一起且没有轴向位移,只有磁体轮在电控型伺服电机驱动条件下，在花键轴上做相应的轴向位移,通过角位移与直线位移变化的方式进行调节。通过调节导体环和磁体有效耦合面积，实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小，从而使得负载端的工作机的速度变化,达到负载调速和节能的目的。

本发明采取的技术方案是：一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分。所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器1，与驱动端联轴器1相连接的传动轴2，所述传动轴2上固定有左端第一轴承4、左端第二轴承6、左轴承支座5、左前端压盖3和左后端压盖7，所述左轴承支座5同时与位于箱体25左端的箱体左端盖8连接，所述传动轴2的右端位于箱体25内部，在其右端上连接有传动盘36，传动盘36的右侧连接有外钢环32和内钢环35，外钢环32上连接有外铜环33，内钢环35上连接有内铜环34，所述传动盘36外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34和传动轴2刚性连接成一体，整体固定在箱体25左半部，通过驱动端联轴器1和驱动轴相连，在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力。所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮30、均匀嵌入分布在磁体轮槽内的一组磁体31、与磁体轮30相连接的花键副轮毂29、与花键副轮毂29相连接的轴承27、与轴承27相连接的滑动轴套26，在滑动轴套26水平方向设有一对第一滑移短轴28，第一滑移短轴28固定在滚珠花键轴22的花键副上，所述滚珠花键轴22的右端伸出箱体25右端部，在滚珠花键轴22的右端上固定有右端轴承20、右轴承支座19、右前端压盖21和右后端压盖24，所述右轴承支座19同时与位于箱体25右端的箱体右端盖18连接，将其整体固定在箱体25的右半部；所述箱体25内部还安装有一对轴承支座，即底部第一轴承支座38和底部第二轴承支座37，在该对轴承支座内安装有一根转轴39，转轴39的两端固定连接一对摆臂16；同时在箱体顶部也安装一对轴承支座，即顶部第一轴承支座12和顶部第二轴承支座17，在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠13，滚珠丝杠13的丝杠母上连接有螺母套14，在螺母套14水平方向设有一对第二滑移短轴15，第一滑移短轴28和第二滑移短轴15均安装在摆臂16的相对槽中；所述滚珠丝杠的左端通过联轴器11连接减速机10，减速机10与电控型伺服电机9相连。

所述外钢环32和内钢环35构成双导体筒结构，所述驱动端联轴器1通过驱动端电机提供动力，带动双导体筒转动，与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮30槽中的磁体31的磁场下作切割磁力线运动，从而产生电涡流进而产生磁耦合现象，带动磁体轮开始缓慢转动，滚珠花键轴22随着转动，跟滚珠花键轴22连接的负载轴跟随转动。

所述箱体上设有液体进出口，用于对外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34采用管路旋转喷射方式进行冷却。

所述磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体31沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮30。

所述电控型伺服电机9为电气控制型电机，当伺服电机驱动时，带动滚珠丝杠13转动，滚珠丝杠母左/右移动，与丝杠母刚性连接的一对摆臂16以转轴39为支点做摆动，带动与摆臂16刚性连接的磁体轮30沿着滚珠花键轴22轴向移动，从而调节导体环和磁体31有效耦合面积，进而改变负载端的扭矩及转速变化。

本实用新型的有益效果是：本电控摆臂式调速型磁力耦合器，通过电机提供动力，带动双导体环(钢环和铜环)转动，在磁耦合作用下带动磁体轮一起转动，当伺服电机驱动时，带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠母左/右移动，此时与丝杠母刚性连接的一对摆臂以转轴为支点做摆动，带动与摆臂刚性连接的磁体轮沿着滚珠花键轴轴向移动。这样通过调节耦合面积大小，从而改变负载端的扭矩及转速变化，实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小，达到负载调速和节能的目的。调速型磁力耦合器为机械装置，不同于变频器调速，运行时不会产生谐波，对负载设备不会造成影响，提供了一个简单易行的方法。

附图说明

图1为电控摆臂式调速型磁力耦合器全/无耦合器示意图。

图2为电控摆臂式调速型磁力耦合器摆臂左剖视示意图。

图3为磁体轮嵌入磁体的充磁方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1至图3所示，一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分。所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器1，与驱动端联轴器1相连接的传动轴2，所述传动轴2上固定有左端第一轴承4、左端第二轴承6、左轴承支座5、左前端压盖3和左后端压盖7，所述左轴承支座5同时与位于箱体25左端的箱体左端盖8连接，所述传动轴2的右端位于箱体25内部，在其右端上连接有传动盘36，传动盘36的右侧连接有外钢环32和内钢环35，外钢环32上连接有外铜环33，内钢环35上连接有内铜环34，所述传动盘36外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34和传动轴2刚性连接成一体，整体固定在箱体25左半部，通过驱动端联轴器1和驱动轴相连，在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力。所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮30、均匀嵌入分布在磁体轮槽内的一组磁体31、与磁体轮30相连接的花键副轮毂29、与花键副轮毂29相连接的轴承27、与轴承27相连接的滑动轴套26，在滑动轴套26水平方向设有一对第一滑移短轴28，第一滑移短轴28固定在滚珠花键轴22的花键副上，所述滚珠花键轴22的右端伸出箱体25右端部，在滚珠花键轴22的右端上固定有右端轴承20、右轴承支座19、右前端压盖21和右后端压盖24，所述右轴承支座19同时与位于箱体25右端的箱体右端盖18连接，将其整体固定在箱体25的右半部；所述箱体25内部还安装有一对轴承支座，即底部第一轴承支座38和底部第二轴承支座37，在该对轴承支座内安装有一根转轴39，转轴39的两端固定连接一对摆臂16；同时在箱体顶部也安装一对轴承支座，即顶部第一轴承支座12和顶部第二轴承支座17，在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠13，滚珠丝杠13的丝杠母上连接有螺母套14，在螺母套14水平方向设有一对第二滑移短轴15，第一滑移短轴28和第二滑移短轴15均安装在摆臂16的相对槽中；所述滚珠丝杠的左端通过联轴器11连接减速机10，减速机10与电控型伺服电机9相连。

本磁力耦合器中，外钢环32和内钢环35构成双导体筒结构，所述驱动端联轴器1通过驱动端电机提供动力，带动双导体筒转动，与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮30槽中的磁体31的磁场下作切割磁力线运动，从而产生电涡流进而产生磁耦合现象，带动磁体轮开始缓慢转动，滚珠花键轴22随着转动，跟滚珠花键轴22连接的负载轴跟随转动。另外，箱体上设有液体进出口，用于对外钢环32、内钢环35、外铜环33、内铜环34采用管路旋转喷射方式进行冷却。

本磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体31沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮30。永磁体的材料以高性能的稀土合金中的铷铁硼为主，磁体盘的材料以铝，铜，奥氏体不锈钢等非磁化材料为主，铜环以非磁化材料的金属材料，铜为主，其钢环材料用可磁化的钢材制造。

本磁力耦合器通过在电机提供动力，带动双导体环外环和内环转动，在磁耦合作用下带动磁体轮30一起转动，当伺服电机驱动时，带动滚珠丝杠13转动，滚珠丝杠母左/右移动，与丝杠母刚性连接的一对摆臂16以转轴39为支点做摆动，带动与摆臂16刚性连接的磁体轮30沿着滚珠花键轴22轴向移动。通过调节耦合面积大小，从而改变负载端的扭矩及转速变化。实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小，达到负载调速和节能的目的。

基于上述结构的磁力耦合器，它通过调节耦合面积大小，从而改变负载端的扭矩及转速变化，实现可调节、可控制的负载端所需的扭矩及转速大小，达到负载调速和节能的目的。双导体环单磁体轮结构和执行器整体式安装，属于机械装置，不同于变频器调速，运行时不会产生谐波，对负载设备不会造成影响，稳定可靠性比较好。当调速的过程中，负载所需的动力大小是自动化可控的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其特征在于：包括磁力耦合器的输入部分和磁力耦合器的输出部分；

所述磁力耦合器的输入部分包括与驱动轴相连接的驱动端联轴器（1），与驱动端联轴器（1）相连接的传动轴（2），所述传动轴（2）上固定有左端第一轴承（4）、左端第二轴承（6）、左轴承支座（5）、左前端压盖（3）和左后端压盖（7），所述左轴承支座（5）同时与位于箱体（25）左端的箱体左端盖（8）连接，所述传动轴（2）的右端位于箱体（25）内部，在其右端上连接有传动盘（36），传动盘（36）的右侧连接有外钢环（32）和内钢环（35），外钢环（32）上连接有外铜环（33），内钢环（35）上连接有内铜环（34），所述传动盘（36）外钢环（32）、内钢环（35）、外铜环（33）、内铜环（34）和传动轴（2）刚性连接成一体，整体固定在箱体（25）左半部，通过驱动端联轴器（1）和驱动轴相连，在和磁体轮的磁耦合过程中提供磁转矩给设备启动所需要的动力；

所述磁力耦合器的输出部分包括磁体轮（30）、均匀嵌入分布在磁体轮（30）槽内的一组磁体（31）、与磁体轮（30）相连接的花键副轮毂（29）、与花键副轮毂（29）相连接的轴承（27）、与轴承（27）相连接的滑动轴套（26），在滑动轴套（26）水平方向设有一对第一滑移短轴（28），第一滑移短轴（28）固定在滚珠花键轴（22）的花键副上，所述滚珠花键轴（22）的右端伸出箱体（25）右端部，在滚珠花键轴（22）的右端上固定有右端轴承（20）、右轴承支座（19）、右前端压盖（21）和右后端压盖（24），所述右轴承支座（19）同时与位于箱体（25）右端的箱体右端盖（18）连接，将其整体固定在箱体（25）的右半部；所述箱体（25）内部还安装有一对轴承支座，即底部第一轴承支座（38）和底部第二轴承支座（37），在该对轴承支座内安装有一根转轴（39），转轴（39）的两端固定连接一对摆臂（16）；同时在箱体顶部也安装一对轴承支座，即顶部第一轴承支座（12）和顶部第二轴承支座（17），在该对轴承支座内安装有一根滚珠丝杠（13），滚珠丝杠（13）的丝杠母上连接有螺母套（14），在螺母套（14）水平方向设有一对第二滑移短轴（15），第一滑移短轴（28）和第二滑移短轴（15）均安装在摆臂（16）的相对槽中；所述滚珠丝杠的左端通过联轴器（11）连接减速机（10），减速机（10）与电控型伺服电机（9）相连。

2.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述外钢环（32）和内钢环（35）构成双导体筒结构，所述驱动端联轴器（1）通过驱动端电机提供动力，带动双导体筒转动，与钢环连接的铜环在嵌入在磁体轮（30）槽中的磁体（31）的磁场下作切割磁力线运动，从而产生电涡流进而产生磁耦合现象，带动磁体轮开始缓慢转动，滚珠花键轴（22）随着转动，跟滚珠花键轴（22）连接的负载轴跟随转动。

3.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述箱体上设有液体进出口，用于对外钢环（32）、内钢环（35）、外铜环（33）、内铜环（34）采用管路旋转喷射方式进行冷却。

4.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述磁力耦合器采用双导体筒单磁体轮结构,磁体（31）沿径向极性异磁布局的方式均布嵌入磁体轮（30）。

5.根据权利要求1所述的一种电控摆臂式调速型磁力耦合器，其特征在于：所述电控型伺服电机（9）为电气控制型电机，当伺服电机驱动时，带动滚珠丝杠（13）转动，滚珠丝杠母左/右移动，与丝杠母刚性连接的一对摆臂（16）以转轴（39）为支点做摆动，带动与摆臂（16）刚性连接的磁体轮（30）沿着滚珠花键轴（22）轴向移动，从而调节导体环和磁体（31）有效耦合面积，进而改变负载端的扭矩及转速变化。