一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，包括导磁转子组件、永磁转子组件、轴承座组件、传动螺杆组件、齿轮箱组件和调速输出轴，导磁转子组件的一端形成内筒，永磁转子组件能够伸入所述内筒中，永磁转子组件的外壁面与导磁转子组件的内筒壁面间具有固定气隙，永磁转子组件安装于轴承座组件上，且能够相对于轴承座组件进行周向转动，并能够与轴承座组件进行同步轴向移动，传动螺杆组件的一端固定连接于轴承座组件，另一端螺纹连接于齿轮箱组件，齿轮箱组件能驱动传动螺杆组件轴向移动，调速输出轴前部通过花键连接于永磁转子组件，后部通过轴承安装于齿轮箱组件上。本实用新型专利技术所述装置可根据负载进行无极平滑调速，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及耦合调速
，具体涉及一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置。
技术介绍
我国是能耗大国，且能源储备不足，能源利用率较低，节能降耗已成为全社会关注的重点。风机、水泵负载是量大面广的常用设备，其耗能在交流电机总能耗中占很大的比例。电动机系统的用电量约占全国用电量的60%，其中风机用电占全国总用电量的10.4%，泵类电机占20.9%，压缩机占9.4%，空调制冷机占6%，风机、泵类用电量非常巨大，然而由于风机、水泵等的驱动设备陈旧落后，运行效率比国外先进水平低10%～20%，每年浪费电能极其严重，有很大的节电潜力。调速被国际上公认为电机最佳的节能方式，如果对风机、泵类负载采用调速控制，其节电可达20%～70%，不但节电效果显著，而且对于满足生产工艺的要求，保证产品的质量，起到了非常重要的作用，经济效益十分显著。在此最大的突破便是液力耦合器和变频器的产生及应用，其大大提高了生产率及能源的优化利用，使节能环保这一理念在工程机械的应用当中得到了充分体现。液力耦合器作为一种常见的调速设备，工作时利用液体介质传递电机输入的转速，它的主动输入轴端与电机驱动轴相联，从动输出轴端与负载轴端联接，通过调节液体介质的压力，来改变输出轴的转速。在理想状态下，当压力趋于无穷大时，输出转速与输入转速相等，相当于刚性联轴器；当压力减小时，输出转速相应降低，连续改变介质压力，输出转速可以得到低于输入转速的无极调速，其调速范围宽，且结构简单，故障率低，对精度要求低，具有一定的节能效果。然而，在液力耦合器产品逐渐成熟并被大量应用后，其劣势也逐渐显现，如能量转换效率低，液压油要定期更换，调速精度低等。之后随着微处理技术的快速发展及变压变频调速的发展，在20世纪80年代中后期，发达国家的变频技术开始逐渐实用化，变频器这个新产品逐渐被熟知并广泛应用。变频器是通过改变电机工作电源频率方式，控制交流电动机，从而改变电机输出的电力控制设备，它基于变频技术和微电子技术，工作时通过变频器改变电源的频率，达到改变电源电压的目的，从而提供给电机实际所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，其性能上要优于液力耦合器。但是，随着变频器在设备中大范围的应用，它的不足及劣势也逐渐凸显出来，变频器的干扰即是其最大的劣势。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍使用了晶闸管或整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电压畸变（电压畸变率用THDV表示，变频器产生谐波引起的THDV在10～40%左右），影响电网的供电质量；二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。另外，在电机与负载的刚性连接中，由于对准性不好而造成机器稳定性及安全性问题，无不要求人们提出更优的方案来弥补现有变频器的缺点。永磁调速器是透过气隙传递转矩的传动设备，电动机与负载之间无需机械连接，电动机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的永磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，从而在导磁盘中产生涡电流，该涡电流在导磁盘上产生反感应磁场，从而实现了电动机与负载之间的转矩传输，获得可调节、可控制、可重复的负载转速，实现负载转速的调节。但是现有的永磁调速器基本上都是气隙调整式永磁调速器，也就是通过调整导磁转子和永磁转子之间的气隙间距来实现转速的调整，这种气隙间距的调整机构较为复杂，而且基于气隙间距调整进行的转速调整精度较低。因此有必要对现有永磁调速器的调速方式及其性能进行改进，这在调速驱动
意义重大。
技术实现思路
本技术针对目前各类调速装置的能量转换效率不高、系统可靠性不足、技术要求高、对环境要求严格等缺点，首创的提出一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，通过独创的轴向调节机构调节永磁转子组件和导磁转子组件在轴线水平方向上的相对位置来改变相互作用的啮合面积，进而改变导磁转子组件和永磁转子组件之间传递的扭矩大小，实现对负载转速的变换，达到调速节能目的。本技术所提供的永磁耦合调速装置在不改变电机运行转速的情况下，可在电机的输出端根据负载的变化进行无极平滑的速度调整，不但高效节能、绿色环保，而且调速过程不会造成电流谐波和电磁干扰等污染，并且负载与电机之间无接触连接，在过载的情况下可保护电机不受损伤，能够广泛应用于发电、冶金、石化、采矿、造纸、供水、水务、水泥、灌溉等行业的离心式负载，具有广阔的市场应用前景。本技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，包括：导磁转子组件100、永磁转子组件200、轴承座组件300、传动螺杆组件400、齿轮箱组件500和调速输出轴，所述导磁转子组件100的一端连接动力输入机构，所述导磁转子组件100的另一端形成为内筒结构，所述永磁转子组件200能够伸入所述导磁转子组件100的内筒结构中，且所述永磁转子组件200的外侧壁面与所述导磁转子组件100的内筒壁面之间具有固定的径向气隙，所述永磁转子组件200安装于所述轴承座组件300上，且所述永磁转子组件200能够相对于所述轴承座组件300进行周向转动，并能够与所述轴承座组件300进行同步轴向移动，所述传动螺杆组件400的一端固定连接于所述轴承座组件300，另一端螺纹连接于所述齿轮箱组件500，所述齿轮箱组件500能够驱动所述传动螺杆组件400进行轴向移动，所述调速输出轴的前部通过花键连接于所述永磁转子组件200，所述调速输出轴的后部通过轴承安装于所述齿轮箱组件500上。进一步的根据本技术所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其中所述齿轮箱组件500包括齿轮箱壳体13、轮固定盘22、行星齿轮25、太阳轮26、调节端圆锥齿轮14、调节端输入轴15、主动齿轮10和从动圆锥齿轮12，所述轮固定盘22安装于所述齿轮箱壳体13的前端开口，所述行星齿轮25、太阳轮26和主动齿轮10通过轴承安装于所述轮固定盘22上，且所述行星齿轮25啮合于所述太阳轮26上，所述主动齿轮10啮合于所述太阳轮26上，所述从动圆锥齿轮12连接于所述主动齿轮10上，所述调节端圆锥齿轮14连接于所述调节端输入轴15上，所述从动圆锥齿轮12啮合于所述调节端圆锥齿轮14，所述调速输出轴的后部通过轴承安装于所述太阳轮26和所述齿轮箱壳体13上，所述传动螺杆组件400的另一端螺纹连接于所述行星齿轮25。进一步的根据本技术所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其中所述行星齿轮25包括有三个，并沿周向均匀分布于所述太阳轮26的外周，每个行星齿轮25的中央开设有螺纹孔，所述主动齿轮10设置于其中两个行星齿轮之间，所述从动圆锥齿轮12通过平键固定连接于所述主动齿轮10，所述调节端圆锥齿轮14通过平键固定连接于所述调节端输入轴15，所述传动螺杆组件400包括有三根传动螺杆27，每根传动螺杆27的外壁均形成有外螺纹，且每根传动螺杆27的一端均固定连接于所述轴承座组件300，每根传动螺杆27的另一端螺纹连接于对应的一个行星齿轮26的螺纹孔内。进一步的根据本技术所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其中所述调节端输入轴15包括手动端输入轴38和自动端输入轴41，所述调节端圆锥齿轮14包括手动端圆锥齿轮3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其特征在于，包括：导磁转子组件（100）、永磁转子组件（200）、轴承座组件（300）、传动螺杆组件（400）、齿轮箱组件（500）和调速输出轴，所述导磁转子组件（100）的一端连接动力输入机构，所述导磁转子组件（100）的另一端形成为内筒结构，所述永磁转子组件（200）能够伸入所述导磁转子组件（100）的内筒结构中，且所述永磁转子组件（200）的外侧壁面与所述导磁转子组件（100）的内筒壁面之间具有固定的径向气隙，所述永磁转子组件（200）安装于所述轴承座组件（300）上，且所述永磁转子组件（200）能够相对于所述轴承座组件（300）进行周向转动，并能够与所述轴承座组件（300）进行同步轴向移动，所述传动螺杆组件（400）的一端固定连接于所述轴承座组件（300），另一端螺纹连接于所述齿轮箱组件（500），所述齿轮箱组件（500）能够驱动所述传动螺杆组件（400）进行轴向移动，所述调速输出轴的前部通过花键连接于所述永磁转子组件（200），所述调速输出轴的后部通过轴承安装于所述齿轮箱组件（500）上。

【技术特征摘要】
1.一种轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其特征在于，包括：导磁转子组件（100）、永磁转子组件（200）、轴承座组件（300）、传动螺杆组件（400）、齿轮箱组件（500）和调速输出轴，所述导磁转子组件（100）的一端连接动力输入机构，所述导磁转子组件（100）的另一端形成为内筒结构，所述永磁转子组件（200）能够伸入所述导磁转子组件（100）的内筒结构中，且所述永磁转子组件（200）的外侧壁面与所述导磁转子组件（100）的内筒壁面之间具有固定的径向气隙，所述永磁转子组件（200）安装于所述轴承座组件（300）上，且所述永磁转子组件（200）能够相对于所述轴承座组件（300）进行周向转动，并能够与所述轴承座组件（300）进行同步轴向移动，所述传动螺杆组件（400）的一端固定连接于所述轴承座组件（300），另一端螺纹连接于所述齿轮箱组件（500），所述齿轮箱组件（500）能够驱动所述传动螺杆组件（400）进行轴向移动，所述调速输出轴的前部通过花键连接于所述永磁转子组件（200），所述调速输出轴的后部通过轴承安装于所述齿轮箱组件（500）上。2.根据权利要求1所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其特征在于，所述齿轮箱组件（500）包括齿轮箱壳体（13）、轮固定盘（22）、行星齿轮（25）、太阳轮（26）、调节端圆锥齿轮（14）、调节端输入轴（15）、主动齿轮（10）和从动圆锥齿轮（12），所述轮固定盘（22）安装于所述齿轮箱壳体（13）的前端开口，所述行星齿轮（25）、太阳轮（26）和主动齿轮（10）通过轴承安装于所述轮固定盘（22）上，且所述行星齿轮（25）啮合于所述太阳轮（26）上，所述主动齿轮（10）啮合于所述太阳轮（26）上，所述从动圆锥齿轮（12）连接于所述主动齿轮（10）上，所述调节端圆锥齿轮（14）连接于所述调节端输入轴（15）上，所述从动圆锥齿轮（12）啮合于所述调节端圆锥齿轮（14），所述调速输出轴的后部通过轴承安装于所述太阳轮（26）和所述齿轮箱壳体（13）上，所述传动螺杆组件（400）的另一端螺纹连接于所述行星齿轮（25）。3.根据权利要求2所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其特征在于，所述行星齿轮（25）包括有三个，并沿周向均匀分布于所述太阳轮（26）的外周，每个行星齿轮（25）的中央开设有螺纹孔，所述主动齿轮（10）设置于其中两个行星齿轮之间，所述从动圆锥齿轮（12）通过平键固定连接于所述主动齿轮（10），所述调节端圆锥齿轮（14）通过平键固定连接于所述调节端输入轴（15），所述传动螺杆组件（400）包括有三根传动螺杆（27），每根传动螺杆（27）的外壁均形成有外螺纹，且每根传动螺杆（27）的一端均固定连接于所述轴承座组件（300），每根传动螺杆（27）的另一端螺纹连接于对应的一个行星齿轮（25）的螺纹孔内。4.根据权利要求2所述的轴向啮合面积调整式永磁耦合调速装置，其特征在于，所述调节端输入轴（15）包括手动端输入轴（38）和自动端输入轴（41），所述调节端圆锥齿轮（14）包括手动端圆锥齿轮（39）和自动端圆锥齿轮（40），所述手动端圆锥齿轮（39）通过平键固定连接于所述手动端输入轴（38）上，所述手动端圆锥齿轮（39）啮合于所述从动圆锥齿轮（12）的一侧，所述手动端输入轴（38）通过轴承安装在所述齿轮箱壳体（13）上，所述自动端圆锥齿轮（40）通过平键固定连接于所述自动端输入轴（41）上，所述自动端圆锥齿轮（40）啮合于所述从动圆锥齿轮（12）的另一侧，所述自动端输入轴（41）通过轴承安装在所述齿轮箱壳体（13）上。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新勇，
申请(专利权)人：李新勇，李尕林，
类型：新型
国别省市：甘肃;62