一种新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器制造技术

本发明专利技术公开的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，包括主动转子、从动转子，主动转子与从动转子之间设置有气隙；主动转子是由主动转子铁心和设置在主动转子铁心上的主动永磁体构成，从动转子是由从动转子铁心和设置在从动转子铁心上的从动永磁体构成，其主动转子上的主动永磁体的极对数与从动转子上的从动永磁体的极对数相等，且在气隙中设置有调磁环；该调磁环将主动转子上的主动永磁体所产生的磁场调制成至少有一与从动转子上的从动永磁体的极对数相等的空间谐波磁场。本发明专利技术的优点在于：传递的转矩更大，在相同尺寸下，本发明专利技术传递的转矩增加了112.13％。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器
本专利技术涉及联轴器领域，尤其涉及一种新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器。
技术介绍
联轴器广泛应用在各种通用机械上,用来联接两根轴使其一同旋转,以传递扭矩和运动。机械联轴器都必须通过主动轴与从动轴的相互联结来传递转矩，其结构复杂、制造精度高，超载时容易导致部件的损坏。特别是主动轴与从动轴工作在需要相互隔离的两种不同介质中时，必须使用密封元件进行动密封，这样就存在要么加大旋转阻力来保证密封可靠，要么密封不严产生泄漏的问题。另外随着密封元件的磨损、老化，会加剧泄漏，尤其是在有害气体(有害液体)存在的系统中，一旦泄漏就会污染环境，危及生命。磁性联轴器是依靠磁场耦合来传递转矩，能够实现转矩的无接触传递。磁性联轴器多用于在高真空、高洁净度、有毒、腐蚀性，或其它恶劣环境中讲动力从主动轴传递给从动轴。由于采用了隔离密封套的形式，化动态密封为静态密封，从而可使实现零泄漏。参见图1，传统轴向磁性联轴器包括主动转子1、从动转子2，主动转子1与从动转子2之间设置有气隙3。传统轴向磁性联轴器的气隙3很大，而且气隙3中只有空气，气隙3的磁导率很低，会阻碍转矩的传递。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种转矩的传递能力强的磁性联轴器。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，包括主动转子、从动转子，所述主动转子与从动转子之间设置有气隙；所述主动转子是由主动转子铁心和设置在主动转子铁心上的主动永磁体构成，所述从动转子是由从动转子铁心和设置在从动转子铁心上的从动永磁体构成，其特征在于，所述主动转子上的主动永磁体的极对数与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等，且在所述气隙中设置有调磁环；所述调磁环将所述主动转子上的主动永磁体所产生的磁场调制成至少有一与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等的空间谐波磁场。在本专利技术的一个优选实施例中，所述调磁环与所述主动转子、从动转子之间分别设置有第一气隙和第二气隙。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子和从动转子机械旋转角度相同，但方向相反，所述调磁环处于静止状态。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子上的主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体均采用轴向充磁方式排列，所述主动转子上的相邻主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体轴向充磁方向均相反。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子上的主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体均采用聚磁方式排列；所述主动转子上的主动转子铁心与主动永磁体交替排列；所述从动转子上的从动转子铁心与从动永磁体交替排列；所述主动永磁体和所述从动永磁体沿切向充磁；所述主动转子上的相邻主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体轴向充磁方向均相反。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子上的主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体均采用Halbach方式排列；所述主动转子是由主动转子铁心和贴在主动转子铁心上的主动永磁体构成，所述从动转子是由从动转子铁心和贴在从动转子铁心上的从动永磁体构成。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子上每3块主动永磁体构成一个主动磁极，所述从动转子上每3块从动永磁体构成一个从动磁极。在本专利技术的一个优选实施例中，所述调磁环包括若干调磁环导磁块和调磁环隔离套，所述调磁环导磁块等距离嵌在调磁环隔离套上。在本专利技术的一个优选实施例中，所述调磁环导磁块的数量为所述主动转子上的主动永磁体的极对数与所述从动转子上的从动永磁体的极对数之合。在本专利技术的一个优选实施例中，所述主动转子上的主动永磁体的极对数和所述从动转子的上的从动永磁体的极对数均为7，所述所述调磁环导磁块的数量为14。由于采用了如上的技术方案，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术克服了机械联轴器结构复杂、制造精度高，超载时容易导致部件的破坏的缺点，从根本上消除了机械联轴器轴封泄漏的缺点。2.比起机械联轴器，本专利技术由固有的过载保护能力。3.与传统磁性联轴器相比，本专利技术能够传递的转矩更大。当传统和本专利技术的主动转子上的主动永磁体的极对数和所述从动转子的上的从动永磁体的极对数均为7，传统和本专利技术的主动转子上的主动永磁体和从动转子的上的从动永磁体的轴向厚度为10mm，传统和本专利技术的主动转子上的主动转子铁心和从动转子上的从动转子铁心的轴向厚度为10mm，传统新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器的气隙的轴向厚度为10mm，传统和本专利技术的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器的内径为40mm，外径为70mm，本专利技术的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器的调磁环的轴向厚度为8mm,本专利技术的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器的调磁环与主动转子之间形成的气隙的轴向厚度为1mm，本专利技术的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器的调磁环与从动转子之间形成的气隙的轴向厚度为1mm。传统的轴向联轴器传递的转矩为40.72Nm,本专利技术的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器传递的转矩为86.38Nm，本专利技术传递的转矩比传统的轴向联轴器传递的转矩增加了112.13％。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统轴向联轴器的结构示意图。图2为本专利技术实施例1的轴向联轴器中的主动转子和从动转子的正视图。图3为本专利技术实施例1的轴向联轴器中的主动转子中的主动永磁体和从动转子中的从动永磁体的充磁方式示意图。图4为本专利技术实施例1的轴向联轴器中的调磁环正视图。图5为本专利技术实施例1的轴向联轴器的结构示意图。图6为本专利技术实施例2的轴向联轴器中的主动转子和从动转子的正视图。图7为本专利技术实施例2的轴向联轴器中的主动转子中的主动永磁体和从动转子中的从动永磁体的充磁方式示意图。图8为本专利技术实施例3的轴向联轴器中的主动转子和从动转子的正视图。图9为本专利技术实施例3的轴向联轴器中的主动转子中的主动永磁体和从动转子中的从动永磁体的充磁方式示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。实施例1参见图2至图4，图中所示的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，包括主动转子100、从动转子200和调磁环300。主动转子100包括主动转子铁芯110和若干贴在主动转子铁芯110轴向一端端面上的主动转子永磁体120。从动转子200包括从动转子铁芯210和若干贴在主动转子铁芯210轴向一端端面上的主动转子永磁体220。主动转子100上的主动永磁体120和从动转子200上的从动永磁体220的轴向厚度为10mm，主动转子100上的主动转子铁心110和从动转子200上的从动转子铁心210的轴向厚度为10mm。主动转子100和从动转子200的内径均为40mm，外径为70mm。主动转子100上的主动永磁体120的极对数与从动转子200上的从动永磁体120的极对数相等，均为7。参见图5，主动转子100与从动转子200以互为镜像方式设置，即主动转子100上的主动转子永磁体120与从动转子200上的从动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，包括主动转子、从动转子，所述主动转子与从动转子之间设置有气隙；所述主动转子是由主动转子铁心和设置在主动转子铁心上的主动永磁体构成，所述从动转子是由从动转子铁心和设置在从动转子铁心上的从动永磁体构成，其特征在于，所述主动转子上的主动永磁体的极对数与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等，且在所述气隙中设置有调磁环；所述调磁环将所述主动转子上的主动永磁体所产生的磁场调制成至少有一与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等的空间谐波磁场。

【技术特征摘要】
1.新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，包括主动转子、从动转子，所述主动转子与从动转子之间设置有气隙；所述主动转子是由主动转子铁心和设置在主动转子铁心上的主动永磁体构成，所述从动转子是由从动转子铁心和设置在从动转子铁心上的从动永磁体构成，其特征在于，所述主动转子上的主动永磁体的极对数与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等，且在所述气隙中设置有调磁环；所述调磁环将所述主动转子上的主动永磁体所产生的磁场调制成至少有一与所述从动转子上的从动永磁体的极对数相等的空间谐波磁场。2.如权利要求1所述的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，其特征在于，所述调磁环与所述主动转子、从动转子之间分别设置有第一气隙和第二气隙。3.如权利要求1所述的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，其特征在于，所述主动转子和从动转子机械旋转角度相同，但方向相反，所述调磁环处于静止状态。4.如权利要求1所述的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，其特征在于，所述主动转子上的主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体均采用轴向充磁方式排列，所述主动转子上的相邻主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体轴向充磁方向均相反。5.如权利要求1所述的新型高转矩密度非接触式轴向磁性联轴器，其特征在于，所述主动转子上的主动永磁体和所述从动转子上的从动永磁体均采用聚磁方式排列；所述主动转子上的主动转子铁心与主动永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，周一览，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43