一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器制造技术

本发明专利技术涉及机械工程中的传动技术领域，为一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器。由外转子和内转子组成，导体转子在外转子上，永磁转子在内转子上。其中旋转永磁体调速装置安装在永磁转子上，轴向调速装置安装在导体转子上。旋转单极永磁体是通过锥齿轮啮合传递动力到调速轴，调速轴与旋转永磁体总成安装在一起，从而使旋转永磁体总成转动一定角度；轴向调速装置是移动方形轴承底座，通过双向推力球轴承带动套筒，套筒与导体转子轭铁通过螺钉连接，从而移动导体转子。调速时，通过轴向移动导体转子、旋转单极永磁体或同时轴向移动导体转子和旋转单极永磁体来改变部分永磁体即旋转永磁体总成与铜导体之间的平均正对面积及气隙间距，从而实现调速。

A kind of adjustable speed magnetic coupling with magnetic rotating cylinder

The invention relates to the technical field of transmission in mechanical engineering, which is a magnetic rotary type adjustable speed magnetic coupling. It is composed of an outer rotor and an inner rotor. The conductor rotor is on the outer rotor and the permanent magnet rotor is on the inner rotor. The rotating permanent magnet speed regulating device is installed on the permanent magnet rotor, and the axial speed regulating device is installed on the conductor rotor. The rotating monopole permanent magnet transmits the power to the speed regulating shaft through the engagement of the bevel gear, and the speed regulating shaft and the rotating permanent magnet assembly are installed together, so as to make the rotating permanent magnet assembly rotate at a certain angle; the axial speed regulating device moves the square bearing base, drives the sleeve through the bidirectional thrust ball bearing, and the sleeve and the conductor rotor yoke are connected by screws, so as to move the conductor rotor. During speed regulation, the average positive area and air gap between the rotating permanent magnet assembly and the copper conductor can be changed by moving the conductor rotor, rotating the single pole permanent magnet or moving the conductor rotor and rotating the single pole permanent magnet at the same time, so as to realize speed regulation.

【技术实现步骤摘要】
一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器
本专利技术涉及机械工程中的传动
，是一种非接触式可变速的磁力耦合器，可以实现无接触传递力矩，广泛应用于矿山、冶金、航空等行业中的动力传递系统中，具体为一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，具有三种调速方式，调速方式多样。
技术介绍
磁力耦合器利用永磁体产生磁场传递力和力矩，一方面，实现了无接触转矩传递，减少了传动部件的机械损耗，且磁力耦合器结构简单，安装方便，设备运行平稳，能在高海拔、易燃易爆、高温和空间狭小等恶劣的环境下工作，可靠性强，维护成本低，生产效率高，另一方面，磁力耦合器自身不消耗电能，对风机和泵类负载进行速度控制时具有突出的节能效果，不仅体现在调速方面，而且有效杜绝了风机与泵类装置运行时发生的气蚀和喘振现象，提高了系统的安全性。除此以外，磁力耦合器没有高频率电流，不存在高次谐波和电磁干扰等问题。而满足对负载转速有特定要求的特殊工况，是接下来磁力耦合器的研究重点之一，基于以上特点，对可调速筒式耦合器的研究显得很有必要。江苏大学在中国专利201210434367.5中公开了一种啮合面积可调式异步磁力变矩器及其调速方法，通过微型电机控制一对啮合的锥齿轮，并通过输出的锥齿轮驱动螺纹丝杠旋转将电机的旋转转变为内转子基体的轴向位移，从而调节永磁体与铜条之间的啮合面积而实现调速。该专利技术只能通过调节永磁体和铜盘之间的啮合面积进行调速，而本专利技术通过旋转单极永磁体，在改变部分永磁体与铜导体之间平均正对面积的基础上还改变了两者气隙间距，从而改变气隙磁密来实现调速作用；此外，还可以通过轴向移动从动转子来进行调速，以及同时通过旋转单极永磁体及轴向移动从动转子来实现调速。江苏大学在中国专利201710461913.7中公开了一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，通过锥齿轮啮合实现N极(或S极)永磁体的旋转运动，改变了部分永磁体与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也改变了N、S极交替排布的方式，从而调节气隙磁密以实现调速作用。该专利技术结构紧凑，磨损严重且不易拆卸，防尘效果差，而本专利技术针对筒式磁力耦合器，调速系统安装方便，工作稳定可靠，便于拆卸，防尘效果较好；在调速方面，通过旋转单极永磁体，在改变部分永磁体与铜导体之间平均正对面积的基础上还改变了两者气隙间距，从而改变气隙磁密来实现调速作用；此外，还可以通过轴向移动从动转子来进行调速，以及同时通过旋转单极永磁体及轴向移动从动转子来实现调速。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器。本专利技术采用的具体的技术方案如下：一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，由外转子和内转子两部分构成，其中旋转永磁体调速装置安装在永磁转子上，是由旋转永磁体总成、调速轴、小锥齿轮、大锥齿轮、微型电机和电机套筒组成。轴向调速装置安装在导体转子上，是由导向平键、套筒、双向推力球轴承、方形轴承底座、导体转子组成。调速时，可以通过轴向移动导体转子来进行调速，或者周向旋转单极永磁体即改变旋转永磁体总成的角度来进行调速，或者还可以通过同时轴向移动从动转子以及周向旋转单极永磁体来进行调速。外转子由导体转子、导体转子轴、导向平键、套筒、螺钉、双向推力球轴承和方形轴承底座组成，其中导体转子是由导体转子轭铁和铜导体组成，铜导体紧贴安装在导体转子轭铁内侧；导体转子轴右端与导体转子通过导向平键连接，方形轴承底座、套筒和导体转子轭铁是依次安装在导体转子轴上，套筒与导体转子轭铁通过螺钉连接，而进一步地，方形轴承底座通过双向推力球轴承与套筒连接的方式为：套筒与方形轴承底座上下对应各开有一凹槽，用来固定安装双向推力球轴承。当轴向移动方形轴承底座时，导体转子会随之轴向移动。内转子由永磁转子、永磁转子轴、普通平键、螺钉、小锥齿轮、大锥齿轮、调速轴、微型电机和电机套筒组成，其中永磁转子是由内轭铁、右轭铁、旋转永磁体总成和固定永磁体组成，永磁转子轴左端与内轭铁通过平键连接，旋转永磁体总成和固定永磁体都嵌入在内轭铁两柱面开槽的基体内，且均匀间隔分布在槽内，固定永磁体还与内轭铁粘在一起；内轭铁与右轭铁通过螺钉连接，并且旋转永磁体总成有一轴向通孔，调速轴依次通过旋转永磁体总成的轴向通孔以及右轭铁以及内轭铁左侧的通孔安装在内轭铁上，在调速轴的另一侧上装有小锥齿轮，在永磁转子轴上有一电机套筒，用于安装微型电机，微型电机上装有一个大锥齿轮，通过与调速轴上小锥齿轮的啮合，来使调速轴转动，从而使旋转永磁体总成进行旋转运动。工作原理：在内外转子正常运行的情况下，可以通过轴向移动导体转子、旋转单极永磁体即改变旋转永磁体总成角度或者同时轴向移动导体转子以及旋转单极永磁体进行调速。当仅仅轴向移动导体转子时，首先移动方形轴承底座，通过双向推力球轴承带动套筒，而套筒与导体转子轭铁通过螺钉连接，使得导体转子移动，两转子正对面积发生变化，改变输出转矩值的大小；当仅仅旋转单极永磁体时，首先启动微型电机，当微型电机顺时针正转带动大锥齿轮时，与大锥齿轮啮合的小锥齿轮带动调速轴，调速轴与旋转永磁体总成连接在一起，使旋转永磁体总成绕着调速轴转动，转动方向为逆时针，而导体转子的铜导体与旋转永磁体总成之间的气隙增大，正对面积减小，气隙磁场作用力变小，输出扭矩变小，直至旋转永磁体总成转动到极限位置，永磁体与铜导体之间的气隙最大，气隙磁场强度最小，此时输出扭矩最小；当微型电机逆时针反转带动大锥齿轮时，旋转永磁体总成顺时针转动，气隙逐渐减小，正对面积增大，气隙磁场作用力变大，输出扭矩变大，直至旋转至初始位置时，气隙最小，气隙磁场强度最大，此时输出扭矩最大。当同时轴向移动导体转子以及旋转单极永磁体进行调速时，则是上述两种方式的结合，可以快速进行调速。本专利技术中筒式磁力耦合器的调速方式不同于传统磁力耦合器的调速方式。传统筒式磁力耦合器调速时仅仅是通过调整永磁转子与导体转子之间的气隙或正对面积，而在本专利的调速过程中不仅可以通过调整永磁转子与导体转子之间的啮合面积进行调速，还可以同时改变旋转永磁体总成与铜导体之间的平均气隙间距以及平均正对面积，而改变旋转永磁体总成角度的同时也改变了永磁体N、S极交替排布的方式，以改变N、S极磁路的方式实现调速。本专利技术的优点：(1)导体转子与永磁转子之间为非接触性配合，通过主从动转子之间的气隙磁密传递转矩可以有效解决转动过程中的对中、软启动、减震、调速及过载保护等问题，大大提高磁力耦合器的传递效率。(2)本专利技术一方面通过旋转永磁体总成角度的变化来改变永磁体与铜导体之间的平均正对面积和气隙间距，并利用在永磁转子轴上均匀分布的调速装置，通过微型电机来准确调节所需要的磁体旋转角度，在调速的同时不改变主永磁转子的整体相对位置，有效避免了传统调速过程中永磁转子位置的整体移动，使系统的防尘效果更好，提高了系统稳定性；另一方面，还可以使用轴向移动从动转子的方式来进行调速以及同时结合两种方式进行调速。(3)本专利技术利用外部的控制系统，通过控制微型电机，使锥齿轮传递磁体旋转所需要的动力以及磁体旋转的角度，可以建立永磁体旋转角度与外部控制系统(如P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，由外转子和内转子两部分构成，其特征在于，外转子由导体转子、导体转子轴、导向平键、套筒、螺钉、双向推力球轴承和方形轴承底座组成，其中导体转子是由导体转子轭铁和铜导体组成，铜导体紧贴安装在导体转子轭铁内侧；导体转子轴右端与导体转子通过导向平键连接，方形轴承底座、套筒和导体转子轭铁是依次安装在导体转子轴上，套筒与导体转子轭铁通过螺钉连接，而进一步地，方形轴承底座通过双向推力球轴承与套筒连接的方式为：套筒与方形轴承底座上下对应各开有一凹槽，用来固定安装双向推力球轴承；当轴向移动方形轴承底座时，导体转子会随之轴向移动；内转子由永磁转子、永磁转子轴、普通平键、螺钉、小锥齿轮、大锥齿轮、调速轴、微型电机和电机套筒组成，其中永磁转子是由内轭铁、右轭铁、旋转永磁体总成和固定永磁体组成，永磁转子轴左端与内轭铁通过平键连接，旋转永磁体总成和固定永磁体都嵌入在内轭铁两柱面开槽的基体内，且均匀间隔分布在槽内，固定永磁体还与内轭铁粘在一起；内轭铁与右轭铁通过螺钉连接，并且旋转永磁体总成有一轴向通孔，调速轴依次通过旋转永磁体总成的轴向通孔以及右轭铁以及内轭铁左侧的通孔安装在内轭铁上，在调速轴的另一侧上装有小锥齿轮，在永磁转子轴上有一电机套筒，用于安装微型电机，微型电机上装有一个大锥齿轮，通过与调速轴上小锥齿轮的啮合，来使调速轴转动，从而使旋转永磁体总成进行旋转运动；由旋转永磁体总成、调速轴、小锥齿轮、大锥齿轮、微型电机和电机套筒组成的旋转永磁体调速装置安装在永磁转子上；由导向平键、套筒、双向推力球轴承、方形轴承底座、导体转子组成的轴向调速装置安装在导体转子上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，由外转子和内转子两部分构成，其特征在于，外转子由导体转子、导体转子轴、导向平键、套筒、螺钉、双向推力球轴承和方形轴承底座组成，其中导体转子是由导体转子轭铁和铜导体组成，铜导体紧贴安装在导体转子轭铁内侧；导体转子轴右端与导体转子通过导向平键连接，方形轴承底座、套筒和导体转子轭铁是依次安装在导体转子轴上，套筒与导体转子轭铁通过螺钉连接，而进一步地，方形轴承底座通过双向推力球轴承与套筒连接的方式为：套筒与方形轴承底座上下对应各开有一凹槽，用来固定安装双向推力球轴承；当轴向移动方形轴承底座时，导体转子会随之轴向移动；内转子由永磁转子、永磁转子轴、普通平键、螺钉、小锥齿轮、大锥齿轮、调速轴、微型电机和电机套筒组成，其中永磁转子是由内轭铁、右轭铁、旋转永磁体总成和固定永磁体组成，永磁转子轴左端与内轭铁通过平键连接，旋转永磁体总成和固定永磁体都嵌入在内轭铁两柱面开槽的基体内，且均匀间隔分布在槽内，固定永磁体还与内轭铁粘在一起；内轭铁与右轭铁通过螺钉连接，并且旋转永磁体总成有一轴向通孔，调速轴依次通过旋转永磁体总成的轴向通孔以及右轭铁以及内轭铁左侧的通孔安装在内轭铁上，在调速轴的另一侧上装有小锥齿轮，在永磁转子轴上有一电机套筒，用于安装微型电机，微型电机上装有一个大锥齿轮，通过与调速轴上小锥齿轮的啮合，来使调速轴转动，从而使旋转永磁体总成进行旋转运动；由旋转永磁体总成、调速轴、小锥齿轮、大锥齿轮、微型电机和电机套筒组成的旋转永磁体调速装置安装在永磁转子上；由导向平键、套筒、双向推力球轴承、方形轴承底座、导体转子组成的轴向调速装置安装在导体转子上。


2.如权利要求1所述的一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，固定永磁体为同一充磁方向，旋转永磁体总成也是同一充磁方向且充磁方向与固定连接的永磁体充磁方向相反。


3.如权利要求1所述的一种磁体旋转型筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，调速时，通过轴向移动导体转子来进行调速，或者周向旋转单极永磁体即改变旋转永磁体总成的角度来进行调速，或者通过同时轴向移动从动转子以及周向旋转单极永磁体来进行调速。


4.如权利要求3所述的一种磁体旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超君，吴俊，孙佳杰，陈子清，彭志卓，朱莉，邰蒋西，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32