一种可变扭矩和变速的永磁联轴器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可变扭矩和变速的永磁联轴器，包括输入轴，固定于输入轴上的导体转子组，输出轴，与输出轴前端相连的调速轴段；输出轴、调速轴段和输入轴同轴线安装，且调速轴段和输入轴之间有间隙；导体转子组上设有由散热翅片组成的散热装置；调速轴段顶部外围设有与导体转子组平行对应且同轴线的永磁转子组，永磁转子组位于导体转子组内，且两者之间设有可调节的间隙；永磁转子组内设有若干X形铰；调速轴段上永磁转子组下部通过推力轴承设有调速装置，调速装置与永磁转子组相接触；本实用新型专利技术集变扭矩、变速与联轴器于一体、结构简单、紧凑，可实现扭矩和转速可调，利用转子自身旋转提高气流流速，大幅度提高散热效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种永磁可变扭矩变速联轴器，尤其是一种可变扭矩和变速的永磁联轴器。
技术介绍
现有的机械传动系统中，电机与负载设备之间大多数采用刚性的机械联接方式， 如各种机械联轴器。刚性机械联接使电机与负载设备之间的振动互相传递，放大振动的影响作用，易发生故障；另外，刚性联轴器安装时对中要求高，一般同轴度误差不大于 0. 05mm，有些高精度传动系统则要求同轴度误差不大于0. 02mm,安装难度大；而放大同轴度误差，则会使传动系统振动明显增大。由于实际运行情况复杂多变，无论安装时怎样严格对中，设备运行一段时间后都会产生振动，从而加速磨损，缩短设备寿命。当故障发生时，不易准确诊断故障发生源，尤其当发生堵转故障时，会严重损坏电机、传动机构和负载设备。目前，已有ZL 00811078. 6、ZL98802726. 7等多项专利提供的永磁联轴装置，可以解决上述问题。利用永磁涡流耦合原理的导体转子与永磁转子之间没有机械联接，依靠磁力来传递转矩，实现了电机与负载设备之间的“软联接”，使负载和电机之间的振动隔离、互不影响，可大大降低电机与负载轴之间的对中安装精度要求，当设备过载时还可以保护设备，提供“软启动”功能，有效杜绝堵转故障。永磁联轴传动装置具有软联接、软启动、绿色环保、节能、结构简单、适应性强、基本免维护等优点。目前，永磁联轴传动装置已应用于化工、石油化工、电力等工业领域，如生产水系统、循环水系统、稳高压消防水系统、蒸汽凝液系统、污水处理等系统的泵和风机等设备，有效克服了传统的水泵等通过节流阀门或挡板调节流量，节流损失大、效率低、阀件磨损或变形严重、系统故障率高、电机及负载设备寿命短、维护成本高等问题，可在不影响生产的前提下，大幅度降低生产运行成本和提高设备使用效率。现有永磁联轴器在传递转矩和功率较小的场合应用较成熟。由于导体与磁转子之间的磁电转换、感应产生涡电流会产生大量热量，不仅使部分能量损耗，传动效率降低，还可能因设备温度过高会带来机械结构配合间隙变化，损坏设备。高温也会引起磁力迅速衰减，直接导致设备失效。相应的功率较大的永磁联轴器结构复杂，体积较大，在有些空间受限的地方就难以应用。利用永磁涡流原理的联轴器一般由多个部件组成，其核心部件——导体和永磁转子系统一般由多个(2 3)转子组成，各转子布置在不同的轴向位置，且各转子上有多个不同功能的结构元件沿径、环向分布；在不同转差、转速及转子间隙需调节等工况要求下，联轴器成为多场(电、磁、力、热等)耦合、多自由度、十分复杂的动态系统，各转子系统可能属高阶柔性转子，涉及高阶柔性转子动平衡问题，受结构及其不同转速下的动力学特性的影响很大。传递功率越大、转速越高、变速范围越宽，使用环境越苛刻，结构越复杂，对系统的结构设计、动平衡、散热等的要求就越高。以此，虽然利用永磁驱动及调速装置在机理上具有了可实现软启动、减振、节能等突出优越性，但随着其在各工业领域的应用逐渐广泛及要求不断提高，其在不同功率、扭矩、不同转速工况下的动平衡、散热等技术难点对其发展和推广应用的瓶颈限制也越来越凸显。对于有变速需求的场合，目前应用的变频调速、液力耦合等变速技术存在因变频调速产生的谐波污染电网系统以及对使用环境要求较高等弊端。对于同时有变扭矩和变速需求的场合，目前除了利用永磁感应原理尚无可靠的技术可用。目前，水平(卧式)安装的永磁联轴器的设计与应用较多，而适合立式安装、高效散热、兼具联轴器和变速器功能于一体的永磁联轴变速装置的结构方案较少。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种可实现可变扭矩变速、软联接、软启动、易于不同转速下的动平衡、散热效率高、结构简单、可靠、节能的可变扭矩和变速的永磁联轴器。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案一种可变扭矩和变速的永磁联轴器，包括输入轴，固定于所述输入轴上的导体转子组，输出轴，与所述输出轴前端相连的调速轴段；所述输出轴、调速轴段和输入轴同轴线安装，且调速轴段和输入轴之间有间隙；所述导体转子组上设有由散热翅片组成的散热装置；所述调速轴段顶部外围设有与所述导体转子组平行对应且同轴线的永磁转子组，所述永磁转子组位于导体转子组内，且两者之间设有可调节的间隙；所述永磁转子组内设有若干X形铰；所述调速轴段上永磁转子组下部通过推力轴承设有调速装置，所述调速装置与永磁转子组相接触；所述导体转子组通过联轴器及键与输入轴联接固定，所述导体转子组包括圆筒形笼，圆筒形笼的上下端面上分别固定安装有一环形导体安装盘，所述圆筒形笼和上、下端面上的环形导体安装盘组成一上下开口的筒体，所述筒体内上、下端面上的环形导体安装盘内壁上分别对称设置有铜制导电圆环；所述筒体外部上、下端面上的环形导体安装盘上分别设有散热装置。所述导体转子组外部设有分别套在输入轴和调速轴段上的外壳，外壳上设有若干散热排气孔。所述散热装置为若干块沿环形导体安装盘环向均布的空间弧形翅片。所述永磁转子组包括套在调速轴段上相对布置的上、下磁体安装盘，所述上、下磁体安装盘上分别设有若干与所述导体转子组上的铜制导电圆环相对应、且与铜制导电圆环之间有可调间隙的永磁体块；所述上、下磁体安装盘之间通过X形铰连接，X形铰中部结点通过支撑盘固定连接于调速轴段上；所述X形铰自身采用对称结构，以平衡因设置此铰产生的沿轴向和径向的不平衡力以及铰带动上、下磁体安装盘联动时产生的附加力和弯矩， 从而易于实现整个转子系统的动平衡。所述X形铰绕调速轴段轴线的圆周上轴对称设置二或三组。所述若干永磁体块中相邻永磁体块的N、S极交替设置。所述推力轴承设置于调速装置两端。所述调速装置包括内套筒和外套筒，所述内套筒套在外套筒内，外套筒上设有螺旋沟槽，内套筒上设有位于所述螺旋沟槽内的销，且外套筒的一端与永磁转子组的下部磁体安装盘相接触，内套筒与调节柄相连，调节柄与控制系统相连。所述调速轴段通过刚性联轴器与输出轴经螺栓联接。本技术包括导体转子组，永磁转子组，推力轴承，调速装置、散热装置。其实现传动和变速的基本原理是，利用联接在电机端的导体转子和联接在负载端的磁转子之间的转差，在导体转子产生感应电流，通过控制电流产生的磁场大小，实现由电机到负载的扭矩和速度的变化。各转子及散热装置采用模块化设计，以形成系列产品。所述导体转子组通过联轴器和键与输入轴联接固定并一致转动；永磁转子组安装在输出轴的轴端延长线增设的调速轴段上，带动调速轴段旋转把转矩传送到输出轴上； 输入轴与输出轴之间有间隙，无固定连接，同轴线安装，但运行时可以不同转速且不同轴旋转。导体转子与永磁转子相互平行，同轴线安装，相邻的导体与永磁体之间有用以自动调节两转子之间传递的扭矩与转速的气体间隙，简称气隙。所述气隙轴向间距的调节，是由安装在导体转子和永磁转子下方的调速装置实现的。导体转子组由两个相对布置的铜制导电圆环及其安装导电圆环的非导磁材料(如铝)制成的导体安装盘组成。所述导电圆环通过螺栓分别紧固镶嵌在导体安装盘上，两个导电圆环相互平行，同心同轴，其外缘用一圆筒形笼固定连接，呈转鼓形，两导电圆环之间的间距提供了安装永磁转子组的空间。永磁转子组由两组平行相对的永磁体块、磁体安装盘、支撑盘及连接紧固件等组成。永磁体块镶嵌安装在与导体转子相对的磁体安装盘面上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐委校，
申请(专利权)人：唐委校，
类型：实用新型
国别省市：