多缸流体调速盘式磁力耦合器制造技术

多缸流体调速盘式磁力耦合器可划归动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动领域，分为四大系列：风冷多缸流体调速盘式磁耦(FTA)、液冷多缸流体调速盘式磁耦(YTA)、串联风冷多缸流体调速盘式磁耦(CFTA)、串联液冷多缸流体调速盘式磁耦(CYTA)。本发明专利技术为动设备的调速节能找到了一种经济可行的方法。

【技术实现步骤摘要】
多缸流体调速盘式磁力耦合器
动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动。
技术介绍
从人类利用地磁驱动专利技术罗盘开始，磁场能量的利用研究便一直没有停止过。伴 随着现代磁学理论的发展，磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷，磁力泵、磁力轴承、 磁力耦合器、磁力齿轮等等。限于磁性材料的制约，磁力驱动技术发展缓慢，直到1983年， 中国专利技术了高性能永磁材料钕铁硼，磁力驱动产品才得到快速发展应用。 磁力耦合器从磁力泵等磁力驱动产品中独立出来作为单独的分支发展以来，出现 了形形色色的产品，但都局限于结构方面的原因，只能局限于中小功率、中小扭矩区间的动 设备动力传动应用中，而且价格昂贵。像火电厂的一次风机（6000KW，1496r/min)、二次风机 (4550KW，1495r/min)、碎煤机（1200KW，490r/min)和钢厂、矿场的大型风机等动设备，现有 技术和产品都无法满足实际应用需求。 节能减排是目前迫切需求。动设备节能，目前比较高效的有变频调速节能和沟槽 凸轮机构调速磁力耦合器调速节能。变频器使用寿命较短，环境适应能力差，占地空间大， 维护需求高，高压变频器故障率则更高，可靠性差。目前已进行应用的沟槽凸轮机构调速磁 耦（筒式和盘式）因结构原因应用范围有限，且价格昂贵。液冷沟槽凸轮机构调速盘式磁 耦只能勉强应用到2500KW以下中等转速的动设备中，风冷沟槽凸轮机构调速盘式磁耦只 能勉强应用到350KW以下中等转速的动设备中。筒式磁耦则更差，只能应用到800KW以下 中等转速的动设备中，且安全可靠性不高。 【
技术实现思路
】 本专利技术重在找到一种解决大功率、高扭矩动设备调速节能的技术方法，伴随着这 种技术方法而引伸出四大系列多缸流体盘式磁力耦合器--风冷多缸流体调速盘式磁耦 (FTA系列）、液冷多缸流体调速盘式磁耦（YTA系列）、串联风冷多缸流体调速盘式磁耦 (CFTA系列）、串联液冷多缸流体调速盘式磁耦（CYTA系列）。 【附图说明】 图1为风冷多缸流体调速盘式磁耦（FTA系列），图2为液冷多缸流体调速盘式磁 耦（YTA系列），图3为串联风冷多缸流体调速盘式磁耦（CFTA系列），图4为串联液冷多缸 流体调速盘式磁耦（CYTA系列）。 四大系列多缸流体调速盘式磁耦，都包含如下几个部分：图中标号1和5为感应 盘，2和4为磁块固定盘，3为多缸流体调速机构，6为高速回转接头。 对于液冷多缸流体调速盘式磁耦（YTA系列、CYTA系列），外壳上有冷却液进出的 接口，图中标号7为高速回转密封组件，保证磁耦内部的冷却液（油或水）不会泄露。 对于串联多缸流体调速盘式磁耦（CFTA系列、CYTA系列），理论上可串联任意组， 可根据需要决定，图3和图4所示均为3组串联，图中标号8为中间串联的感应盘和磁块固 定盘。 四大系列多缸流体调速盘式磁耦中，所有的感应盘由限位螺栓联结组成外转子， 所有的磁块固定盘串联在中心传动轴上，和多缸流体调速机构一起组成内转子，中心传动 轴中有流道连接高速回转接头，高速回转接头的内转子和中心传动轴相对静止，高速回转 接头的外转子连接外部液压或气动回路。液控单向阀或气控单向阀控制流体的进出，从而 改变活塞的轴向移动方向，活塞杆（和磁块固定盘固定在一起）带动磁块固定盘沿中心传 动轴滑动，从而改变磁块固定盘和感应盘之间的距离（磁场耦合间隙），以达到调速节能的 目的（磁场耦合间隙的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化，也就是输入输出转速的变 化）。 图5、图6、图7所示为多缸流体调速机构，图中清楚示出了流道的情况，因流道设 计可较随意，比起复杂的机械调速系统，流体调速机构相对简单。液压调速可用于精确调 速，气动调速由于气体具有压缩性，可用于调速精度要求不高的系统中。外部液压回路或气 动回路中液控单向阀或气控单向阀作为控制调速的开关，调速速度的控制则由精确计算的 流道通径来决定，为保压，可在外部回路中设置蓄能器或在中心传动轴中集成蓄能器。 图8、图9所示为高速回转接头，采用模块化串联结构，可串联任意通道，图8中所 示为两通道，密封环6-19、6-20可根据工作流体的情况选用用碳化钨、石墨等材料，6-5为 弹簧，用来平衡接触压力，弹簧处的导向销6-7对弹簧起导向限位作用，防止高速回转时弹 簧在离心力作用下失效。高速回转接头可由专业厂家生产配套，成组工艺装配，由紧定螺钉 固定在中心传动轴上。 图10所示为液冷流体调速盘式磁耦（YTA系列、CYTA系列）外壳与内部的高速回 转密封组件，密封环7-3、7-4、7-6、7-7为动密封，根据冷却液的不同可选用碳化钨、石墨等 材料，弹簧7-11用来补偿密封环的磨损，平衡密封压力，弹簧处的导向销7-2对弹簧起导向 限位作用，防止高速回转时弹簧在离心力作用下失效，定位销7-U7-10与导向销7-2组合 起定位作用，7-5、7-8、7-9为静密封，用0形圈即可。 图11为串联流体调速盘式磁耦（CFTA系列、CYTA系列）中间串联的感应盘和磁 块固定盘，定位套8-1、8-2将感应盘定位于磁耦外转子的联结螺杆上，限位套8-8对磁块固 定盘在中心传动轴上滑动起限位作用。 图12、图13为感应盘，盘面上分布有凸起叶片，已助散热。未知设备旋向时，可选 用图12所示形状，如已知设备旋向，可选用图13所示的流线形状，已增加散热量并减小扰 流噪声。对于低负荷动设备，感应盘使用平盘即可满足散热需求时，可不要凸起叶片，以简 化加工工艺。 图14所示为中心传动轴中细长孔的嵌套方案。 关于中心传动轴中细长孔的制造工艺，可直接进行细长孔加工。为简化加工工艺，降低 制造成本，也可采用铝挤型成型，然后与中心传动轴进行嵌套的方法，见图14。 图15所示为FTA系列磁耦取下内部两端支承轴承的结构示意，传动轴之间联接采 用胀套，其它系列也可这样做，但这种方案仅可用在低载情况和轴窜很微小的情况，原因如 下：感应盘1和5由螺栓联结组成外转子，磁块固定盘2和4与调速机构3、回转接头6由中 心传动轴连接组成内转子，内外转子互不接触，但由于装配时很难保证感应盘与磁块固定 盘的平行度，所以会对电机中心轴轴承支承处和负载传动轴轴承支承处造成交变应力（磁 场耦合附加弯矩的作用），以致于轴过度磨损失效。此外，轴窜的影响会造成不稳定运转，严 重时会造成事故。总的来说，此种方案要慎用。 【具体实施方式】 多缸流体调速盘式磁耦所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制 造。高速回转接头、液压缸或气缸、磁块、轴承均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加 工、模具成形、焊接即可。 多缸流体调速盘式磁耦作为一种动设备，其成品要想成功应用，必须具备以下两 个条件：（1)功率标定一建立完备的测试台架（各功率扭矩区间），以完成系列化产品的 标定。（2)动平衡检测--旋转设备必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安 全可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术重在找到一种解决大功率、高扭矩动设备调速节能的技术方法——磁耦串联流体调速，伴随着这种技术方法而引伸出四大系列多缸流体调速盘式磁力耦合器——风冷多缸流体调速盘式磁耦(FTA系列)、液冷多缸流体调速盘式磁耦(YTA系列)、串联风冷多缸流体调速盘式磁耦(CFTA系列)、串联液冷多缸流体调速盘式磁耦(CYTA系列)。

【技术特征摘要】
1. 本发明重在找到一种解决大功率、高扭矩动设备调速节能的技术方法一磁耦串联 流体调速，伴随着这种技术方法而引伸出四大系列多缸流体调速盘式磁力耦合器一风冷 多缸流体调速盘式磁耦（FTA系列）、液冷多缸流体调速盘式磁耦（YTA系列）、串联风冷多 缸流体调速盘式磁耦（CFTA系列）、串联液冷多缸流体调速盘式磁耦（CYTA系列）。2. 磁耦串联多缸流体调速的技术方法--此法用以解决大功率、高扭矩动设备的调速 节能，其特征是通过中心传动轴中的主流道控制几组多缸流体调速机构同时运动。3. 多缸流体调速机构调速的技术方法--其特征是通过精确设计的流道，以液压或气 动促使活塞在缸内沿轴向移动，带动磁体固定盘沿中心传动轴滑动，从而改变磁体固定盘 与感应盘之间的距离（磁场耦合间隙），达到调速节能的目的。4. 流体调速高速回转接头的技术方法--流体调速高速回转接头由内转子和外转子 两大部分组成，外转子静止不动，用以连接外部液压或气动回...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启飞，
申请(专利权)人：李启飞，
类型：发明
国别省市：江苏;32