一种转子轮盘式电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轮盘式电磁水密转矩传动轴；包括主壳体、主动转子、从动转子、主动轴和从动轴；主壳体是一中空且两端开放的圆筒，从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一铜质轮盘，其上均匀开有多条细缝；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接；沿从动轴的轴向，主动转子在从动转子密封壳体外周向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子的伸出部分周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体。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。

A rotor wheel disk type electromagnetic water tight torque drive shaft

The invention discloses a rotor disc type electromagnetic torque watertight shaft; comprises a main casing, a driving rotor, driven rotor, drive shaft and the driven shaft; the main body is a hollow cylinder with two open ends, the driven rotor seal shell is a hollow wheel of a closed, fixed on the driven shaft; the driven rotor seal the casing is provided with a driven rotor, rotor driven for a copper wheel, a plurality of slots evenly on it; one end of the driven shaft mounted on the shaft end of the vertical sealing plate in the center of the outer groove, the other end passes through the center hole, a driven rotor driven rotor seal housing and a main casing sealing plate closed end of the through hole and extend. The driven shaft is connected with the driven rotor; along the axial direction of the driven shaft, the driving rotor on the driven rotor seal housing outer extending to the stern plate main body direction, stretched out along the circumferential part between the active rotor There are many grooves, and the active rotor permanent magnets are installed in the grooves. The invention can carry out the efficient transmission of torque under the condition of good sealing condition.

【技术实现步骤摘要】
一种转子轮盘式电磁水密转矩传动轴
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，具体是涉及转子轮盘式电磁水密转矩传动轴。
技术介绍
伴随着海洋科学与工程领域的发展，人们对于水下作业装备的需求也不断增大。顾名思义，水下作业装备需长期工作于水下环境中，而这对水下作业装备内部安装的零部件，尤其是电子电器部件的可靠性和安全性是极大的威胁与考验。一旦水进入装备内部，轻则造成部分零件损坏，重则导致整个装备报废，甚至危及工作人员的生命安全。通过总结实际作业经验我们可以发现，设备进水多发生在部件之间的接缝处与设备部件外露处。接缝处可通过防水胶，防水圈等手段进行处理而满足防水要求，而对于外露部件，特别是传动轴等处的工况，之前的手段难以满足其防水要求，因此如何在密封条件下完成转矩的传递成为一个急需解决的问题。为解决这一问题，人们首先使用了填料密封的方法，但是效果并不理想，而且随着使用效果会逐渐变差，而传动轴处的转动、振动等会加剧这一过程；后来有人使用了机械密封的手段，虽然防水性能较好，但是过高的成本和复杂的结构不利于大规模应用；此外还有一种动力密封的方法，为了满足防水要求牺牲转矩传递效率，也不是很理想。由此得出传递装置在密封条件下还应该保证低成本、高效的传递转矩。
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，提出一种成本低廉、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轮盘式电磁水密转矩传动轴。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种转子轮盘式电磁水密转矩传动轴，包括主壳体尾封板、从动轴、从动转子密封壳体、从动转子、轴托板、主壳体、动力装置、主壳体首封板、主动轴、主动转子和主动转子永磁体；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；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒型结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；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轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接，在主动轴的周向，主动转子与轴托板之间安装有主动转子陶瓷轴承；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一铜质轮盘，其上均匀开有多条细缝；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接，在主壳体尾封板通孔与从动轴之间安装有防水轴承；沿从动轴的轴向，主动转子在从动转子密封壳体外周向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子的伸出部分周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体。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，n1为从动轴收到的转速；n为动力装置的转速，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，取值范围为1.32T-1.33T，L为从动转子切割磁场的长度，即从动转子的厚度；r1为从动转子的半径，ρ为从动转子的电阻率，为微元线圈圆心角，α为有效半径系数；2θ为主动转子上凹槽的宽度；d为电流深度；设从动转子的一份微元为一匝微元线圈，对微元线圈的功率进行积分，积分范围为0-2θ，微元线圈的等效长度为2(L+αr1)，截面积为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1cm-5cm；r1取值为2.5cm-5cm；ρ取值为0.0172μΩ·m；α取值为0.8-0.9；d取值选为6mm；2θ为取值为50°-60°优选地，所述主动转子的内径为6cm-11.5cm。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，所述轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接的方式是主壳体尾封板与轴托板的的结合面处设有圆槽，圆槽内设有小橡胶密封圈，主壳体尾封板通过紧固螺丝与轴托板连接。优选地，所述从动转子的直径为5cm-10cm，厚度为1cm-5cm；所述从动转子上的细缝的宽度为2mm，长度为从动转子半径的1/3-2/3，设置在从动转子的中间；细缝的个数为5-20个。优选地，所述凹槽数为4个，每个凹槽的宽度为50°-60°。优选地，所述主动转子永磁体的轴向长度为4cm-8cm。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，本专利技术具有以下优点：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，根据电磁感应原理，会产生缓和的电磁阻尼效应，从而保护动力装置。3)传动机构可靠性高。由于传动部分采用了电磁感应原理，不需要复杂的传动结构，且可在绝大多数工况下满足随时启动或停止传递工作的要求。4)相比于现有的磁传动方式，本专利技术中采用的布置形式结构更加紧凑，可以满足水下装置内部空间狭小的布置要求。5)从动转子盘面上开有适量细缝，可以有效减少铜质从动转子轮盘面上不利涡流的产生，提高传动效率。6)结构简单，便于安装、维修、更换相应部件。附图说明图1是转子轮盘式电磁水密转矩传动轴的结构示意图。图2是图1中传动部分的示意图。图3是图1中主动转子示意图。图4是图1中从动转子密封体示意图。图5是本专利技术磁传动工作原理图。图中示出：主壳体尾封板1、防水轴承2、从动轴3、从动转子密封壳体4、从动转子5、小橡胶防水圈6、轴托板7、主动转子陶瓷轴承8、主壳体9、紧固螺丝10、大橡胶防水圈11、动力装置12、动力装置能源通道13、主壳体首封板14、主动轴15、主动转子16、主动转子永磁体17、微元线圈18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，一种转子轮盘式电磁水密转矩传动轴，包括主壳体尾封板1、从动轴3、从动转子密封壳体4、从动转子5、轴托板7、主壳体9、动力装置12、主壳体首封板14、主动轴15、主动转子16和主动转子永磁体17。主壳体9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14和主壳体尾封板1，在主壳体9与主壳体首封板14、主壳体9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11；主壳体首封板14和主壳体尾封板1通过紧固螺丝10分别固定安装于主壳体9的首尾端；主壳体首封板14中心开有小孔，供动力装置能量通道13通过，小孔用防水胶密封。主壳体9的中空中设有动力装置12；轴托板7为一端开口的圆筒型结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板14，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板7的开口端与主壳体尾封板1密封连接；主动轴15一端与动力装置12相连，另一端穿过主动转子16中心的通孔安装于轴托板7的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴15与主动转子16通过键连接，在主动轴15的周向，主动转子16与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子轮盘式电磁水密转矩传动轴，其特征在于，包括主壳体尾封板、从动轴、从动转子密封壳体、从动转子、轴托板、主壳体、动力装置、主壳体首封板、主动轴、主动转子和主动转子永磁体；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；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒型结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；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轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接，在主动轴的周向，主动转子与轴托板之间安装有主动转子陶瓷轴承；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一铜质轮盘，其上均匀开有多条细缝；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接，在主壳体尾封板通孔与从动轴之间安装有防水轴承；沿从动轴的轴向，主动转子在从动转子密封壳体外周向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子的伸出部分周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体。...

【技术特征摘要】
1.一种转子轮盘式电磁水密转矩传动轴，其特征在于，包括主壳体尾封板、从动轴、从动转子密封壳体、从动转子、轴托板、主壳体、动力装置、主壳体首封板、主动轴、主动转子和主动转子永磁体；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；主壳体的中空中设有动力装置；轴托板为一端开口的圆筒型结构，封闭端竖向板朝向主壳体首封板，竖向板中心内外两侧均设有凹槽；轴托板的开口端与主壳体尾封板密封连接；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轴托板的密封端竖向板中心内侧凹槽；主动轴与主动转子连接，在主动轴的周向，主动转子与轴托板之间安装有主动转子陶瓷轴承；所述从动转子密封壳体为一封闭的空心轮盘，固定在从动轴上；从动转子密封壳体内设有从动转子，从动转子为一铜质轮盘，其上均匀开有多条细缝；从动轴一端安装在轴托板的密封端竖向板中心外侧凹槽，另一端穿过从动转子中心通孔、从动转子密封壳体、主壳体尾封板封闭端通孔并伸出，从动轴与从动转子连接，在主壳体尾封板通孔与从动轴之间安装有防水轴承；沿从动轴的轴向，主动转子在从动转子密封壳体外周向主壳体尾封板方向伸出，沿主动转子的伸出部分周向间隔设有多个凹槽，凹槽内安装主动转子永磁体。2.根据权利要求1所述的转子轮盘式电磁水密转矩传动轴，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，n1为从动轴收到的转速；n为动力装置的转速，B为主动转子与从动转子之间的磁感应强度，取值范围为1.32T-1.33T，L为从动转子切割磁场的长度，即从动转子的厚度；r1为从动转子的半径，ρ为从动转子的电阻率，为微元线圈圆心角，α为有效半径系数；2θ为主动转子上凹槽的宽度；d为电流深度；设从动转子的一份微元为一匝微...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家鸣，梁严，卢立桦，廖华，
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