一种转子式永磁水密转矩传动轴制造技术

本发明专利技术公开了一种转子式永磁水密转矩传动轴；包括主壳体、主动转子、从动转子、主动轴、从动轴、主动转子永磁体和从动转子永磁体；主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，主壳体尾封板中部向内凹进，形成的空间设有从动转子封板；从动轴与从动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子伸出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；从动转子为圆盘状，沿从动转子的周向上间隔设有多个凹槽，凹槽内安装从动转子永磁体，主动转子永磁体与从动转子永磁体以相异磁极一一对应安装。本发明专利技术可在保证良好密封条件的情况下完成转矩的高效传递。

【技术实现步骤摘要】
一种转子式永磁水密转矩传动轴
本专利技术涉及一种传动装置，特别是涉及一种水密传动装置，具体是涉及一种转子式永磁水密转矩传动轴。
技术介绍
现今，对于海洋的探索与开发不断深入，越来越多的工程机械由被应用于水下作业中。为了完成各种作业技术动作，大量的电子元件，驱动部件，传动部件被安装到了工程机械上，并随着工程机械一起潜入水下空间。但是水和工程机械上所安装的部件具有不可调和的矛盾，一旦这些部件与水接触，轻则腐蚀生锈，减少工程机械的使用寿命；重则短路失效，使得整部工程机械丧失作业能力。特别是工程机械的某些外露结合处，如主机与螺旋桨的连接处，所面临的泄露、渗透问题更加严峻。因此开发一种可在水密条件下完成传动作业，且经济实惠的传动机构具有良好的前景。现有防漏密封方式分为填料密封、机械密封和动力密封三种。但是由于填料密封效果较差，有功率损失；机械密封结构复杂、价格昂贵；动力密封工作过程中有功率损失，且停机时密封失效，因此如何实现密封传动结构的简单廉价、传动高效、水密性能良好是现在急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现阶段密封传动装置所遇到的技术问题，提出一种结构简单、便于更换和维修、且具有良好防水性能可以高效传递转矩的转子式永磁水密转矩传动轴。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：包括主壳体、主动转子、从动转子、主动轴、从动轴、主动转子永磁体和从动转子永磁体；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封。主壳体11的中空中设有动力装置；主壳体尾封板中心内外两侧对称设有凹槽；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于主壳体尾封板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；所述主壳体尾封板中部向内凹进，形成的空间设有从动转子封板；从动转子封板为一端封闭的空心圆筒，在其封闭端中心开有通孔，开口端与主壳体尾封板连接，从动轴一端安装于主壳体尾封板中心的外侧凹槽，另一端穿过从动转中心通孔与从动转子封板封闭端通孔，从动轴与从动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子伸出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子为圆盘状，沿从动转子的周向上间隔设有多个凹槽，凹槽内安装从动转子永磁体，主动转子永磁体与从动转子永磁体以相异磁极一一对应安装。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述从动轴收到转矩T与磁传动装置各部件参数有如下关系式：式中，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，r1为从动转子半径，L为从动转子厚度，θ为主动转子凹槽宽度，为主动转子与从动转子的转动相位差，Lg为磁间隙大小，根据功能换算条件，从动轴收到的转矩功率通过下式计算：优选地，所述B取值为1.32T-1.33T；L取值为0.5cm-3cm；r1取值为1cm-5cm；θ取值为40°-60°；Lg取值为1cm-1.5cm。优选地，所述主动转子上间隔设有四个凹槽，每个凹槽的宽度为40°-60°，每个凹槽内设有一个主动转子永磁体，四个凹槽内的永磁体分别称为第一主动转子永磁体、第二主动转子永磁体、第三主动转子永磁体和第四主动转子永磁体；所述从动转子上间隔设有四个凹槽，每个凹槽的宽度为40°-60°，每个凹槽内设有一个从动转子永磁体，四个凹槽内的永磁体分别称为第一从动转子永磁体、第二从动转子永磁体、第三从动转子永磁体和第四从动转子永磁体。优选地，所述主动轴与主动转子通过键连接；所述从动轴与从动转子采用键连接。优选地，在主壳体与主壳体首封板、主壳体与主壳体尾封1的结合面处设有圆槽，圆槽中安装大橡胶密封圈；主壳体首封板和主壳体尾封板通过短紧固螺丝分别固定安装于主壳体的首尾端；从动转子封板与主壳体尾封板的结合处设置有凹槽，凹槽中安装小橡胶密封圈；从动转子封板开口端通过长紧固螺丝安装于主壳体尾封板上。优选地，在主动转子与主壳体尾封板之间安装有主动转子陶瓷轴承；在从动转子封板通孔与从动轴之间安装有防水轴承3，起到防水密封、并降低摩擦阻力的作用；在从动轴的周向，从动转子与从动转子封板之间安装有从动转子陶瓷轴承。优选地，所述从动转子的直径为2cm-10cm，厚度为0.5cm-3cm；所述主动转子的内径为3cm-12cm；主动转子永磁体的轴向长度0.5cm-3cm；从动转子永磁体的轴向长度为0.5cm-3cm。优选地，主动转子永磁体与从动转子永磁体之间的距离为从动转子陶瓷轴承、主动转子陶瓷轴承、主壳体尾封板和从动转子封板厚度之和，取值为1cm-2cm。优选地，所述动力装置为电动机或柴油机；所述主动转子永磁体采用钕铁硼材料制成；所述从动转子密封壳体、主动转子、主壳体、轴托板、主壳体首封板和主壳体尾封板均由铝合金材料制成。相对于现有技术，本专利技术有以下技术优点：1)密封防水效果好。动力装置与传动机构各自密封，且通过磁力传动的方式避免了机械结合处，从而提高了防水性能。2)具有过载保护功能。由于动力装置与传动机构之间没有直接的机械连接，且磁力所能传递的载荷是固定的，因此在过载时，一方面磁极相错，传动机构失效，另一方面滑差转动过程中磁极之间的作用力会起到减速的作用。3)转子结构工作寿命长，可靠性高。通过对主动转子与从动转子上的磁极进行合理化设计与布置，可以减少工作时从动转子结构所受到的拉应力，提高结构的可靠性与寿命。5)相较于现有的磁传动机构形式，本专利技术所提出的结构形式更加紧凑，可以满足水下装置内部空间狭小的要求。4)结构简单，便于安装、维修、更换相应部件。附图说明图1是转子式永磁水密转矩传动轴的结构示意图。图2是图1中主动转子的结构示意图。图3是图1中从动转子的结构示意图。图4是图1中的永磁体布置示意图。图5-1是静止时单组永磁体受力情况图。图5-2是运动后单组永磁体受力情况图。图中示出：主壳体尾封板1、从动转子封板2、防水轴承3、从动轴4、从动转子5、从动转子陶瓷轴承6、长紧固螺丝7、小橡胶密封圈8、主动转子陶瓷轴承9、主动轴10、主壳体11、动力装置12、短紧固螺丝13、大橡胶密封圈14、动力装置能量通道15、主壳体首封板16、主动转子17、主动转子永磁体18、从动转子永磁体19、第一永磁体组20、第二永磁体组21、第三永磁体组22、第四永磁体组23。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实施方式不仅限于此。如图1所示，一种转子式永磁水密转矩传动轴，包括主壳体尾封板1，从动转子封板2、从动轴4、从动转子5、主动轴10、主壳体11、动力装置12、主壳体首封板16、主动转子17、主动转子永磁体18和从动转子永磁体19。主壳体11为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板16和主壳体尾封板1，在主壳体11与主壳体首封板16、主壳体11与主壳体尾封板1的结合面处设有圆槽，圆槽中安装大橡胶密封圈14；主壳体首封板16和主壳体尾封板1通过短紧固螺丝13分别固定安装于主壳体11的首尾端；主壳体首封板16中心开有小孔，供动力装置能量通道15通过，小孔用防水胶密封。主壳体11的中空中设有动力装置12；主壳体尾封板1中心内外两侧对称设有凹槽。主动轴10一端与动力装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：包括主壳体、主动转子、从动转子、主动轴、从动轴、主动转子永磁体和从动转子永磁体；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封；主壳体11的中空中设有动力装置；主壳体尾封板中心内外两侧对称设有凹槽；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于主壳体尾封板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；所述主壳体尾封板中部向内凹进，形成的空间设有从动转子封板；从动转子封板为一端封闭的空心圆筒，在其封闭端中心开有通孔，开口端与主壳体尾封板连接，从动轴一端安装于主壳体尾封板中心的外侧凹槽，另一端穿过从动转中心通孔与从动转子封板封闭端通孔，从动轴与从动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子伸出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子为圆盘状，沿从动转子的周向上间隔设有多个凹槽，凹槽内安装从动转子永磁体，主动转子永磁体与从动转子永磁体以相异磁极一一对应安装。

【技术特征摘要】
1.一种转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：包括主壳体、主动转子、从动转子、主动轴、从动轴、主动转子永磁体和从动转子永磁体；所述主壳体为中空且两端开放的圆筒结构，圆筒结构两端分别设有主壳体首封板和主壳体尾封板，主壳体首封板中心开有小孔，小孔用防水胶密封；主壳体11的中空中设有动力装置；主壳体尾封板中心内外两侧对称设有凹槽；主动轴一端与动力装置相连，另一端穿过主动转子中心的通孔安装于主壳体尾封板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接；所述主壳体尾封板中部向内凹进，形成的空间设有从动转子封板；从动转子封板为一端封闭的空心圆筒，在其封闭端中心开有通孔，开口端与主壳体尾封板连接，从动轴一端安装于主壳体尾封板中心的外侧凹槽，另一端穿过从动转中心通孔与从动转子封板封闭端通孔，从动轴与从动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子伸出部分的周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体；所述从动转子为圆盘状，沿从动转子的周向上间隔设有多个凹槽，凹槽内安装从动转子永磁体，主动转子永磁体与从动转子永磁体以相异磁极一一对应安装。2.根据权利要求1所述的转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：所述从动轴收到转矩T与磁传动装置各部件参数有如下关系式：式中，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，r1为从动转子半径，L为从动转子厚度，θ为主动转子凹槽宽度，为主动转子与从动转子的转动相位差，Lg为磁间隙大小，根据功能换算条件，从动轴收到的转矩功率通过下式计算：3.根据权利要求2所述的转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：所述B取值为1.32T-1.33T；L取值为0.5cm-3cm；r1取值为1cm-5cm；θ取值为40°-60°；Lg取值为1cm-1.5cm。4.根据权利要求1所述的转子式永磁水密转矩传动轴，其特征在于：所述主动转子上间隔设有四个凹槽，每个凹槽的宽度为40°-60°，每个凹槽内设有一个主动转子永磁体，四个凹槽内的永磁体分别称为第一主动转子永...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家鸣，梁严，陈宇庆，李林华，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州市顺海造船有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44