吸盤式永磁聯(lián)軸器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種吸盤式永磁聯(lián)軸器，屬永磁應(yīng)用新領(lǐng)域。該裝置包括軸向或徑向設(shè)置的永磁吸盤和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤以及永磁吸盤和從動(dòng)盤之間所夾持的氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承，其中永磁吸盤盤面外環(huán)上對稱設(shè)置獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成，軸套本體上車開縫螺孔；從動(dòng)盤本體上設(shè)置頂絲或車開縫螺孔。該裝置與其它機(jī)械聯(lián)軸器比較，具有無磁拆裝方便快捷、磁路優(yōu)化耗材少、磁場疊加傳遞扭矩大、減震降噪、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于無泄漏輸送的傳動(dòng)機(jī)械，尤其適用于頻繁換向啟停電機(jī)換向的立式抽油機(jī)。
【專利說明】吸盤式永磁聯(lián)軸器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明為一種吸盤式永磁聯(lián)軸器，屬永磁應(yīng)用新領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】:
[0002]人類的生產(chǎn)活動(dòng)大多依靠機(jī)泵，機(jī)泵的無故障連續(xù)運(yùn)行決定了生產(chǎn)效率的高低。而各式各樣的機(jī)泵都依靠不同類型的接觸式剛性聯(lián)軸器傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)人類物質(zhì)文明和精神文明的增值需求。隨著高磁能積、高矯頑力稀土永磁材料的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)永磁非接觸傳動(dòng)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]最早的永磁非接觸傳動(dòng)始于有毒有害易污染流體的輸送，因永磁體可以非接觸傳遞扭矩，人們用非導(dǎo)磁材料將設(shè)置永磁聯(lián)軸器的原動(dòng)機(jī)輸出軸和流體泵輸入軸完全隔離，實(shí)現(xiàn)了全密閉輸送，為人類探索永磁傳動(dòng)技術(shù)邁出了最成功的一步，并為后續(xù)發(fā)展樹立了啟示性典范。
[0004]軍工領(lǐng)域的大型遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)艦只，由于海浪劇烈起伏，船體會(huì)出現(xiàn)較大變形，導(dǎo)致機(jī)泵聯(lián)軸器故障率高，直接影響作戰(zhàn)效能，因此美國約翰斯克坦尼斯號和尼米茲號航空母艦上率先應(yīng)用非接觸傳動(dòng)的永磁聯(lián)軸器，取得了良好的應(yīng)用效果，炒起了永磁傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用熱潮。
[0005]在軍工高科技和有毒有害及易污染介質(zhì)輸送廣泛使用永磁聯(lián)軸器的帶動(dòng)下，對可靠性和免污染要求較高的化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、半導(dǎo)體、真空領(lǐng)域、石油、電力等行業(yè)各類傳動(dòng)機(jī)械，不斷更新原有的剛性聯(lián)接傳動(dòng)方式，代之以非接觸傳動(dòng)的永磁聯(lián)軸器，推動(dòng)了永磁傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和效益的提高，被稱為下一次工業(yè)革命的助推器。
[0006]永磁聯(lián)軸器按工作原理分同步式、渦流式、磁滯式、磁阻式四類。
[0007]同步式永磁聯(lián)軸器是在兩半聯(lián)軸器上按N、S極性對稱交互排列永磁體，兩者之間靠永磁體的推拉作用力以同步轉(zhuǎn)速傳遞扭矩。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、傳遞扭矩大、傳動(dòng)效率高。缺點(diǎn)是超額定扭矩聯(lián)軸器容易打滑，造成高溫退磁。
[0008]渦流式永磁聯(lián)軸器將同步式內(nèi)轉(zhuǎn)子改為銅環(huán)，當(dāng)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，內(nèi)轉(zhuǎn)子上的銅環(huán)因切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流的磁場和外轉(zhuǎn)子永磁體磁場相互作用，使內(nèi)轉(zhuǎn)子隨外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而傳遞扭矩。優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)轉(zhuǎn)子無永磁材料，可在封閉的液體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，適應(yīng)輸送溫度較高的介質(zhì)。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子銅環(huán)必須切割磁力線才能轉(zhuǎn)動(dòng)，存在轉(zhuǎn)差損失，常用于轉(zhuǎn)速要求不嚴(yán)格的傳動(dòng)中。
[0009]磁滯式永磁聯(lián)軸器利用軟磁材料在工作過程中處于交變磁化的特性，將其與永磁材料組合制成永磁-磁滯聯(lián)軸器，二者間吸力較永磁體間的吸力明顯減小，但容易改變二者之間的相對轉(zhuǎn)角，常用于變扭矩之聯(lián)接。
[0010]磁阻式永磁聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子與同步徑向式相同，內(nèi)轉(zhuǎn)子用軟磁材料凸極，利用外轉(zhuǎn)子磁體對內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極吸力帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，傳遞扭矩明顯不足，用于小型磁力傳動(dòng)裝置。
[0011]上述各類永磁聯(lián)軸器雖然各有特點(diǎn)，但也存在共同弊端:
[0012]一是工業(yè)型聯(lián)軸器要求扭矩較大，永磁聯(lián)軸器要滿足扭矩設(shè)計(jì)必須使用較多價(jià)格昂貴的釹鐵硼稀土永磁材料，成品永磁聯(lián)軸器市場銷售價(jià)大多為普通剛性聯(lián)軸器的10-100倍，限制了永磁聯(lián)軸器的推廣應(yīng)用；
[0013]二是稀土永磁材料具有高磁能積的特性，現(xiàn)場拆裝困難，工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力；
[0014]三是軸向力和徑向力影響，對主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)械危害較大。上述三個(gè)弊端，影響了永磁聯(lián)軸器的規(guī)?；茝V，亟待開發(fā)一種全新結(jié)構(gòu)的永磁聯(lián)軸器，攻克上述三大難題，推動(dòng)永磁傳動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新和規(guī)?；茝V普及。
[0015]為實(shí)現(xiàn)永磁傳動(dòng)技術(shù)的突破性創(chuàng)新，技術(shù)人員進(jìn)行了不懈的努力，優(yōu)化磁路，優(yōu)選材料，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使永磁傳動(dòng)技術(shù)不斷提高發(fā)展，但始終難于取得突破性創(chuàng)新。發(fā)明的探索過程和成功往往只有一步之遙，以往的永磁傳動(dòng)技術(shù)之所以難以突破性創(chuàng)新，關(guān)鍵是其技術(shù)思路著眼于“同步、渦流、磁滯、磁阻”的靜態(tài)思維定式，如果技術(shù)路線立足于“疊加”、“釋放”動(dòng)態(tài)思維模式，技術(shù)難題就會(huì)迎刃而解。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0016]本發(fā)明受永磁吸盤啟示，利用磁通連續(xù)性原理及磁場疊加原理，將永磁聯(lián)軸器磁路設(shè)計(jì)成多個(gè)磁系，通過磁系的相對運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作磁極面上磁場強(qiáng)度的疊加或抵消，從而達(dá)到大扭矩輸出和無磁拆裝的目的，并一舉解決制造高成本、軸向力和徑向力抑制的難題，開創(chuàng)永磁傳動(dòng)的里程碑，取得無磁拆裝方便快捷、運(yùn)行安全可靠、使用低耗高效、維護(hù)簡便易行的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0017]本發(fā)明吸盤式永磁聯(lián)軸器技術(shù)解決方案是:
[0018]所述的吸盤式永磁聯(lián)軸器包括軸向或徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)以及永磁吸盤⑴和從動(dòng)盤(11)之間所夾持的氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)，其中永磁吸盤(1)盤面外環(huán)上對稱設(shè)置獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)，軸套本體上車開縫螺孔(10);從動(dòng)盤(11)軸套本體上設(shè)置頂絲(12)或車開縫螺孔。
[0019]所述的獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)包括置于環(huán)形磁軛⑶中用隔板(6)隔開的固定強(qiáng)磁體(7)和活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)，其中固定強(qiáng)磁體(7)底部設(shè)置聚磁極頭(9)；活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動(dòng)柱銷(4)，其上部用非導(dǎo)磁材料壓蓋(3)和壓蓋螺釘⑵緊固。
[0020]所述的永磁吸盤(1)獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)為軸向磁化或徑向磁化?’從動(dòng)盤(11)為軟磁材料圓盤或者為永磁吸盤；二者配合的結(jié)構(gòu)形式為以下二種類型之一:
[0021]第一種為磁極總成軸向磁化的盤式軸向非接觸聯(lián)接；
[0022]第二種為磁極總成徑向磁化的軸套式徑向非接觸聯(lián)接。
[0023]所述的軸向或徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)其結(jié)構(gòu)形式最少為以下五種類型之一:`[0024]第一種為圖1所示軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力的平面圓盤，兩盤用氣`隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；
[0025]第二種為圖2所示軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為雙向受力中部凸起的凸面圓盤，從動(dòng)盤(11)凸起部位伸入永磁吸盤(1)盤面中環(huán)凹槽內(nèi)，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；[0026]第三種為圖3所示軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為三向受力中環(huán)凸外環(huán)凹的凸凹面圓盤，從動(dòng)盤(11)凸凹部位伸入永磁吸盤(1)盤面對應(yīng)凹凸部位，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；
[0027]第四種為圖4所示軸向設(shè)置的永磁吸盤⑴盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為雙向受力外緣凸中環(huán)凹的凹面圓盤，從動(dòng)盤(11)凹槽部位伸入永磁吸盤(1)盤面內(nèi)，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；
[0028]第五種為圖5所示徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力直接伸入永磁吸盤(1)盤面中環(huán)凹槽內(nèi)的柱面圓盤。
[0029]本發(fā)明與其它機(jī)械聯(lián)軸器比較，具有無磁拆裝方便快捷、磁路優(yōu)化耗材少、磁場疊加傳遞扭矩大、減震降噪、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0030]圖1為吸盤式永磁聯(lián)軸器軸向盤式單向受力結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為吸盤式永磁聯(lián)軸器軸向盤式雙向受力結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為吸盤式永磁聯(lián)軸器軸向盤式三向受力結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為吸盤式永磁聯(lián)軸器軸向盤式雙向受力結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為吸盤式永磁聯(lián)軸器徑向軸套式單向受力結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為圖1的強(qiáng)磁體排列剖面示意圖。
[0036]其中:1.永磁吸盤；2.壓蓋螺釘；3.壓蓋；4.活動(dòng)柱銷；5.活動(dòng)強(qiáng)磁體；6.隔板；7.固定強(qiáng)磁體；8.磁輒；9.聚磁極頭；10.開縫螺孔；11.從動(dòng)盤；12.頂絲；13.壓力軸承；14.磁極總成。
【具體實(shí)施方式】:
[0037]實(shí)施方案1:
[0038]如圖1和圖6所示，本發(fā)明吸盤式永磁聯(lián)軸器包括軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)以及永磁吸盤(1)和從動(dòng)盤(11)之間所夾持的氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)，其中永磁吸盤(1)盤面外環(huán)上對稱設(shè)置獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)，軸套本體上車開縫螺孔(10);從動(dòng)盤(11)軸套本體上設(shè)置頂絲(12)或車開縫螺孔。
[0039]所述的獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)包括置于環(huán)形磁軛(8)中用隔板
(6)隔開的固定強(qiáng)磁體(7)和活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)，其中固定強(qiáng)磁體(7)底部設(shè)置聚磁極頭(9)；活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動(dòng)柱銷(4)，其上部用非導(dǎo)磁材料壓蓋(3)和壓蓋螺釘⑵緊固。
[0040]所述的永磁吸盤(1)獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)為軸向磁化，從動(dòng)盤
(11)為軟磁材料圓盤，二者配合的結(jié)構(gòu)形式為盤式軸向非接觸聯(lián)接。
[0041]所述的軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)為圖1所示的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力的平面圓盤，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承
(13)間隔。
[0042]設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下:
[0043]額定扭矩:300Nm[0044]額定轉(zhuǎn)速:1000r/min
[0045]適應(yīng)軸徑:電動(dòng)機(jī)軸徑f 48，減速機(jī)軸徑f 35
[0046]電動(dòng)機(jī)功率:15kw
[0047]實(shí)施方案2:
[0048]如圖5和圖6所不，本發(fā)明吸盤式永磁聯(lián)軸器包括徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)，其中永磁吸盤(1)盤面外緣上對稱設(shè)置獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)，軸套本體上車開縫螺孔(10);從動(dòng)盤(11)軸套本體上設(shè)置頂絲(12)或車開縫螺孔。
[0049]所述的獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)包括置于環(huán)形磁軛⑶中用隔板
(6)隔開的固定強(qiáng)磁體(7)和活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)，其中固定強(qiáng)磁體(7)底部設(shè)置聚磁極頭(9)；活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動(dòng)柱銷(4)，其上部用非導(dǎo)磁材料壓蓋(3)和壓蓋螺釘⑵緊固。
[0050]所述的永磁吸盤(1)獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)為徑向磁化，從動(dòng)盤(11)為軟磁材料柱面圓盤，二者配合的結(jié)構(gòu)形式為軸套式徑向非接觸聯(lián)接。
[0051]所述的徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)為圖5所示的永磁吸盤⑴盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力直接伸入永磁吸盤⑴盤面中環(huán)凹槽內(nèi)的柱面圓盤。
[0052]設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下:
[0053]額定扭矩:800Nm
[0054]額定轉(zhuǎn)速:1000r/min
[0055]適應(yīng)軸徑:電動(dòng)機(jī)軸徑f 60，減速機(jī)軸徑f 45
[0056]電動(dòng)機(jī)功率:30kw。
【權(quán)利要求】
1.一種吸盤式永磁聯(lián)軸器，其特征在于:該裝置包括軸向或徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)以及永磁吸盤(1)和從動(dòng)盤(11)之間所夾持的氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)，其中永磁吸盤(1)盤面外環(huán)上對稱設(shè)置獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)，軸套本體上車開縫螺孔(10);從動(dòng)盤(11)軸套本體上設(shè)置頂絲(12)或車開縫螺孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其特征在于:所述的獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)包括置于環(huán)形磁軛(8)中用隔板(6)隔開的固定強(qiáng)磁體(7)和活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)，其中固定強(qiáng)磁體(7)底部設(shè)置導(dǎo)磁極頭(9);活動(dòng)強(qiáng)磁體(5)頂部設(shè)置磁力線疊加或短路閉合的活動(dòng)柱銷(4)，其上部用非導(dǎo)磁材料壓蓋(3)和壓蓋螺釘(2)緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其特征在于:所述的永磁吸盤(1)獨(dú)立磁極總成或偶數(shù)組合磁極總成(14)為軸向磁化或徑向磁化；從動(dòng)盤(11)為軟磁材料圓盤或者為永磁吸盤；二者配合的結(jié)構(gòu)形式為以下二種類型之一:第一種為磁極總成軸向磁化的盤式軸向非接觸聯(lián)接；第二種為磁極總成徑向磁化的軸套式徑向非接觸聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸盤式永磁聯(lián)軸器，其特征在于:所述的軸向或徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)和與之對應(yīng)的從動(dòng)盤(11)其結(jié)構(gòu)形式最少為以下五種類型之一:第一種為軸向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力的平面圓盤，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；第二種為軸向設(shè)置的永磁吸盤⑴盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為雙向受力中部凸起的的凸面圓盤，從動(dòng)盤(11)凸起部位伸入永磁吸盤(1)盤面中環(huán)凹槽內(nèi)，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；`第三種為軸向設(shè)置的永磁吸盤⑴盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為三向受力中環(huán)凸外環(huán)凹的凸凹面圓盤，從動(dòng)盤(11)凸凹部位伸入永磁吸盤(1)盤面對應(yīng)凹凸部位，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；第四種為軸向設(shè)置的永磁吸盤⑴盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為雙向受力外緣凸中環(huán)凹的凹面圓盤，從動(dòng)盤(11)凹槽部位伸入永磁吸盤(1)盤面內(nèi)，兩盤用氣隙調(diào)節(jié)壓力軸承(13)間隔；第五種為徑向設(shè)置的永磁吸盤(1)盤面中環(huán)為凹槽，從動(dòng)盤(11)為單向受力直接伸入永磁吸盤(1)盤面中環(huán)凹槽內(nèi)的柱面圓盤。
【文檔編號】H02K51/00GK103731006SQ201210388700
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月15日
【發(fā)明者】薛志超 申請人:薛志超