本发明专利技术所包含于磁力耦合传动技术领域，是一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器。本发明专利技术中，导体转子由铜球支架、法兰盘、空心铜球及输出轴构成，其所有曲面周围产生扇形状的环形电流，并产生的涡流损耗较小，提高传动效率；磁体转子由连接架、6个扇形永磁体、磁体外壳、外壳底板、底环及输入轴构成。两个磁体转子通过连接架连接悬空在铜球周围，既保证同步运转，也更大程度包围铜球，进一步增大了耦合器的电磁转矩。主动旋转的磁体外壳与从动旋转的磁体外壳通过夹板并用螺钉连接，使两磁体转子同时进行伸缩。耦合器是通过轴向移动装置使永磁体外壳伸缩来调节扇形永磁体与铜球两者之间的气隙大小，进而满足调速要求。进而满足调速要求。进而满足调速要求。
【技术实现步骤摘要】
一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器
[0001]本专利技术所包含于磁力耦合传动
，是一种通过无接触式感应完成传递转矩的磁力传动及调速装置，具体是一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器。
技术介绍
[0002]传统的机械式传动结构主要有齿轮结构、皮带轮机构、链结构和涡轮蜗杆等结构，这些传动机构与负载直接刚性连接，因此在传动过程中存在摩擦磨损、振动和噪声等情况。2016年，我国将”永磁涡流柔性传动节能技术”列入《国家重点节能低碳技术推广目录》。因此，磁力耦合器的研究与应用具有及其广阔的空间和价值。例如，永磁涡流调速器就是一种基于电磁感应原理研制出的非接触式调速装置，主要作用是实现运动系统中电机驱动轴和负载输出轴之间的运动和动力传递。其工作原理是输入轴带动永磁体盘转动时，输入轴与输出轴构成转速差，铜盘切割永磁体盘中的永磁体发出的磁感线后产生感应电动势并且在铜盘中产生涡电流，涡电流产生反感磁场，与永磁体产生的磁场相互作用，从而实现两者之间的扭矩传递，带动输出轴转动，并且通过改变铜盘与永磁体之间的气隙大小来控制输出轴的转速和转矩的大小。
[0003]因为电机与泵之间是无接触机械连接，主要通过气隙来调节转矩，所以两者之间的耦合器需要良好的机械支撑，那么轴向载荷就不可避免的增加。根据磁力合器的调速原理，当电机停止工作时，由于惯性，负载轴还会继续转动，不利于调速的稳定性；而且惯性越大，调速的稳定性越差，调速效率低，调速范围小，不能满足不同程度的调速要求。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器。本专利技术中，导体转子由铜球支架、法兰盘、空心铜球及输出轴构成，其所有曲面周围产生扇形状的环形电流，并产生的涡流损耗较小，提高传动效率；两个磁体转子通过连接架连接悬空在铜球周围，既保证同步运转，也更大程度包围铜球，进一步增大了耦合器的电磁转矩。
[0005]本专利技术中，耦合器是通过轴向移动调速装置使底环轴向移动，从而使支撑板轴向移动，进而带动磁体外壳伸开和收缩，以致改变扇形永磁体和铜球两者之间的气隙，从而在输出轴转动的同时又可以进行调速，该调速方式在调速范围较大的时候采用。
[0006]本专利技术采用的具体技术如下：
[0007]一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器，其由主动旋转体总成、从动旋转体总成和轴向移动调速装置组成，主动旋转体包括连接架、输入轴、永磁体总成与夹板，输入轴通过平键与永磁体总成连接，永磁体总成中包括扇形永磁体、磁体外壳、外壳底板以及底环，磁体外壳与盖板通过螺钉连接将扇形永磁体包裹住，扇形永磁体呈N、S交替的磁极排布方式，外壳底板与磁体外壳通过短连杆采用销钉连接，支撑板穿过外壳底板与磁体外壳通过短连杆采用销钉连接，底环与支撑板通过螺钉连接，两个永磁体总成通过连接架连接悬空在铜球周围，连接架的左端与输入轴上的外壳底板通过螺钉连接，其右端与悬空在输出
轴上的外壳底板通过螺钉连接，夹板的上端与输入轴上的磁体外壳通过螺钉连接，其下端与悬空在输出轴上的磁体外壳通过螺钉连接，两个永磁体总成可随输入轴带动旋转。
[0008]从动旋转体包括铜球支架、上半空心铜球、下半空心铜球、法兰盘、输出轴以及轴向移动调速装置，输出轴通过平键与法兰盘连接，法兰盘与铜球支架通过螺钉连接，上半空心铜球与下半空心铜球通过螺钉连接支撑与铜球支架上，轴向移动调速装置包括套筒、导杆、导杆滑块、短连杆、圆盘导块、长连杆、底座以及圆盘，轴承安装在底座孔中，圆盘的轴部分与轴承之间为过盈配合，圆盘绕底座孔转动的同时圆盘导块在表面设有圆弧通槽的圆盘中滑动，圆盘导块与长连杆之间通过销钉连接，同时长连杆与底座之间也通过销钉连接，长连杆可以绕销钉转动，长连杆上方小孔通过销钉与短连杆连接，短连杆下方可绕销钉转动，短连杆上方小孔与导杆之间也采用销钉连接，导杆上套有导杆滑块，导杆与悬空在输出轴上的永磁体总成之间通过套筒连接，套筒右边外圈与底环，左边内孔与导杆之间均为过盈配合连接，因此套筒外圈可带动底环轴向移动的同时一起转动，底环轴向移动可使支撑板轴向移动，进而带动磁体外壳伸开和收缩，以致改变永磁体和铜球两者之间的气隙，从而在输出轴转动的同时又可以进行调速。圆盘绕着底座孔中心线转动的同时圆盘导块在表面设有圆弧通槽的圆盘中滑动，当圆盘进行顺时针旋转的阶段，即气隙变大的过程，当圆盘进行逆时针旋转的阶段，即气隙变小的过程。
[0009]工作原理：主动旋转体总成由电机驱动并进行转动，同时永磁体总成转动产生旋转磁场，根据法拉第电磁感应定律，铜球相对磁场做切割磁感线运动，从而铜球表面沿着扇形周围产生环形感应电流，环形感应电流产生了感应磁场与永磁体总成的磁场相互耦合并产生电磁转矩从而带动从动旋转体总成整体转动。
[0010]本专利技术的优点
[0011](1)主动旋转体总成与从动旋转体总成之间实现非接触传递电磁转矩，有效避免了传动机械联轴器中出现的摩擦磨损以及振动等问题，极大地提高了传动部件的使用寿命，同时还可以实现电机软起动以及过载保护。
[0012](2)输出轴通过平键与法兰盘连接，法兰盘与铜球支架通过螺钉连接，上半空心铜球与下半空心铜球通过螺钉连接支撑与铜球支架上，可以更大的利用磁体形成的磁场，铜球所有曲面周围产生扇形状的环形电流，并产生的涡流损耗较小，提高传动效率。
[0013](3)两个永磁体总成通过连接架连接悬空在铜球周围，6对扇形永磁体更大程度上增加与铜球相互耦合的面积，扩大磁场利用率，以获得更大的转矩。
[0014](4)耦合器是通过轴向移动调速装置使底环轴向移动，从而使支撑板轴向移动，进而带动磁体外壳伸开和收缩，以致改变永磁体和铜球两者之间的气隙，从而在输出轴转动的同时又可以进行调速，该调速方式在调速范围较大的时候采用。
附图说明
[0015]以下结合附图及实施例对专利技术进一步说明
[0016]图1为本专利技术实施例的扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器工作原理及除轴向移动装置外的整体装置主剖视图
[0017]图2为实施例的扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器三维装配模型图
[0018]图3为轴向移动调速装置的三维模型图
[0019]图4为轴向移动装置中转动副的连接示意图
[0020]图5为实施例的两个永磁体转子总成的三维模型图
[0021]图6为实施例的扇形永磁体的整体装置剖视图
[0022]图7为实施例的从动旋转体的三维模型图
[0023]1、上半空心铜球，2、连接架，3、底环，4、输入轴，5、支撑板，6、下半空心铜球，7、夹板，8、铜球支架，9、法兰盘，10、输出轴，11、磁体外壳，12、外壳底板，13、扇形永磁体，14、套筒，15、导杆，16、导杆滑块，17、短连杆，18、圆盘导块，19、长连杆，20、底座，21、圆盘。
具体实施方式
[0024]图1中，该装置由主动旋转体总成及从动旋转体总成组成，调速装置设置在从动旋转体总成。图1和图2中，所述主动旋转体总成包括连接架1、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器，其特征在于，主要包括主动旋转体、从动旋转体两部分，具体有上半空心铜球、连接架、底环、输入轴、支撑板、下半空心铜球、夹板、铜球支架、法兰盘、输出轴、磁体外壳、外壳底板、扇形永磁体、套筒、导杆、导杆滑块、短连杆、圆盘导块、长连杆、底座、圆盘；所述主动旋转体包括连接架、输入轴、永磁体总成与夹板，输入轴通过平键与永磁体总成连接，永磁体总成中包括扇形永磁体、磁体外壳、外壳底板以及底环，磁体外壳与盖板通过螺钉连接将扇形永磁体包裹住，扇形永磁体呈N、S交替的磁极排布方式，外壳底板与磁体外壳通过短连杆采用销钉连接，支撑板穿过外壳底板与磁体外壳通过短连杆采用销钉连接，故扇形永磁体可做伸开和收缩动作，底环与支撑板通过螺钉连接，两个永磁体总成通过连接架连接悬空在铜球周围，连接架的左端与输入轴上的外壳底板通过螺钉连接，其右端与悬空在输出轴上的外壳底板通过螺钉连接，故两个永磁体转子可以同时被输入轴带动旋转，夹板的上端与输入轴上的磁体外壳通过螺钉连接，其下端与悬空在输出轴上的磁体外壳通过螺钉连接，故两个永磁体总成可以同时进行伸开和收缩过程；所述从动旋转体包括铜球支架、上半空心铜球、下半空心铜球、法兰盘、输出轴以及轴向移动调速装置，输出轴通过平键与法兰盘连接，法兰盘与铜球支架通过螺钉连接，上半空心铜球与下半空心铜球通过螺钉连接支撑于铜球支架上，轴向移动调速装置包括套筒、导杆、导杆滑块、短连杆、圆盘导块、长连杆、底座以及圆盘，轴承安装在底座孔中，圆盘的轴部分与轴承之间为过盈配合，圆盘绕底座孔转动的同时圆盘导块在表面设有圆弧通槽的圆盘中滑动，圆盘导块与长连杆之间通过销钉连接，同时长连杆与底座之间也通过销钉连接，长连杆可以绕销钉转动，长连杆上方小孔通过销钉与短连杆连接，短连杆下方可绕销钉转动，短连杆上方小孔与导杆之间也采用销钉连接，导杆上套有导杆滑块，导杆与悬空在输出轴上的永磁体总成之间通过套筒连接，套筒右边外圈与底环，左边内孔与导杆之间均为过盈配合连接，因此套筒外圈可带动底环轴向移动的同时一起转动，底环轴向移动可使支撑板轴向移动，进而带动磁体外壳伸开和收缩，以致改变永磁体和铜球两者之间的气隙，从而在输出轴转动的同时又可以进行调速。2.如权利要求1所述的一种扇形磁体伸缩式可调速球型磁力耦合器，其特征在于，输出轴通过平键与法兰盘连接，法兰盘与铜球支架通过螺钉连接，上半空心铜球与下半空心铜球通过螺钉...
【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，王小燕，王朝，宋东华，朱利方，刘宝祥，王振根，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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