本發(fā)明涉及機(jī)械工程傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器，其主要應(yīng)用于冶金、石化、煉油、煤炭等行業(yè)的電機(jī)與負(fù)載之間的動(dòng)力傳遞中。

背景技術(shù)：

同步型磁力聯(lián)軸器通過磁場之間的耦合作用傳遞動(dòng)力，避免了電機(jī)與負(fù)載設(shè)備之間的機(jī)械接觸。與傳統(tǒng)機(jī)械聯(lián)軸器相比，同步型磁力聯(lián)軸器不僅具有軟啟動(dòng)、過載保護(hù)、隔離振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，而且安裝時(shí)對(duì)中性要求不嚴(yán)格，可以容許較大的軸對(duì)中誤差。因此，同步型磁力聯(lián)軸器在冶金、石化、煉油、煤炭等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。

同步型磁力聯(lián)軸器按照結(jié)構(gòu)可以分為圓筒式(徑向磁場)磁力聯(lián)軸器和盤式(軸向磁場)磁力聯(lián)軸器兩種，其運(yùn)行原理均為通過磁性物質(zhì)同性相互排斥、異性相互吸引的原理，利用磁場間的耦合作用傳遞機(jī)械能。同步型盤式磁力聯(lián)軸器主要由與電機(jī)軸相連的主動(dòng)盤、與負(fù)載軸相連的從動(dòng)盤以及嵌入主動(dòng)盤、從動(dòng)盤的永磁體三部分構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是永磁體的極化方向以軸向充磁，永磁體軸向分布在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子上?，F(xiàn)有盤式磁力聯(lián)軸器的缺點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面：第一是主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間始終存在著很大的軸向力，其受力示意圖見圖1，軸向力會(huì)增加受力器件的磨損，影響其使用壽命，甚至?xí)沟秒姍C(jī)和負(fù)載產(chǎn)生軸向位移，造成軸向振動(dòng)；第二是在徑向空間受限時(shí)，其無法通過增大徑向尺寸，進(jìn)一步提高傳遞力矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器，不僅能夠消除兩端永磁體盤上的軸向受力、延長聯(lián)軸器使用壽命，而且可以在不增加徑向體積的前提下有效增大傳遞扭矩。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器，包括輸入端轉(zhuǎn)子和輸出端轉(zhuǎn)子；輸入端轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)相連，輸出端轉(zhuǎn)子與負(fù)載相連；

所述的輸入端轉(zhuǎn)子包括輸入端法蘭盤、輸入端組件a、連接筒和輸入端組件b，所述的輸入端組件a通過連接筒連接輸入端組件b，所述的輸入端法蘭盤連接輸入端組件a；所述的輸入端組件a包括端盤a、外永磁體a和磁體安裝盤a，所述的輸入端組件b包括磁體安裝盤b、外永磁體b和端盤b；所述的輸入端組件b與輸入端組件a對(duì)稱，所述的輸入端組件a、連接筒和輸入端組件b構(gòu)成復(fù)合式結(jié)構(gòu)；所述的輸入端法蘭盤、輸入端組件a和輸入端組件b同軸；

所述的輸出端轉(zhuǎn)子包括輸出端組件、過渡法蘭和輸出端法蘭盤，所述的輸出端組件包括磁體安裝盤c、內(nèi)永磁體和磁體安裝盤d，所述的輸出端組件為單盤式結(jié)構(gòu)；所述的過渡法蘭一側(cè)與輸出端組件中的磁體安裝盤c的凸起側(cè)同軸裝配、另一側(cè)與輸出端法蘭盤同軸相連；

所述的輸出端組件位于輸入端組件a和輸入端組件b之間的連接筒內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述的磁體安裝盤a內(nèi)嵌外永磁體a，磁體安裝盤b內(nèi)嵌外永磁體b，磁體安裝盤c和磁體安裝盤d內(nèi)嵌內(nèi)永磁體；

進(jìn)一步地，所述的外永磁體a、外永磁體b和內(nèi)永磁體均為多極永磁體，n、s極性交替排列。

進(jìn)一步地，所述的磁體安裝盤a背面與端盤a相連，磁體安裝盤b背面與端盤b相連。

進(jìn)一步地，所述的連接筒、端盤a和端盤b均采用非導(dǎo)磁性材料制成。

進(jìn)一步地，所述的連接筒、端盤a和端盤b外徑相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、與傳統(tǒng)盤式磁力聯(lián)軸器相比，本發(fā)明特有的對(duì)稱式結(jié)構(gòu)可以消除永磁體安裝盤上的軸向受力，減小受力器件磨損，延長聯(lián)軸器使用壽命。

2、本發(fā)明輸入端磁體安裝盤為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)同時(shí)產(chǎn)生徑向力矩，所以傳遞力矩約為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩倍，在徑向空間受限時(shí)，極大地提高了盤式磁力聯(lián)軸器的傳動(dòng)能力。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)同步型盤式磁力聯(lián)軸器受力示意圖。

圖2是本發(fā)明的受力示意圖。

圖3是本發(fā)明的爆破圖。

圖4是本發(fā)明裝配后結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的軸向剖視圖。

圖6是本發(fā)明的端盤a的主視圖。

圖7是本發(fā)明的磁體安裝盤c的主視圖。

圖中：1、連接筒，2、端盤a，3、外永磁體a，4、端盤b，5、輸出端轉(zhuǎn)子，6、外永磁體b，7、內(nèi)永磁體，8、輸入端法蘭盤，9、磁體安裝盤a，10、磁體安裝盤c，11、磁體安裝盤d，12、過渡法蘭，13、輸出端法蘭盤，14、磁體安裝盤b，15、端盤定位孔a，16、端盤定位孔b，17、第一級(jí)階梯，18、梯形階梯槽，19、磁體安裝盤定位孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖2-7所示，一種同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器，包括輸入端轉(zhuǎn)子和輸出端轉(zhuǎn)子5；輸入端轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)相連，輸出端轉(zhuǎn)子5與負(fù)載相連；

所述的輸入端轉(zhuǎn)子包括輸入端法蘭盤8、輸入端組件a、連接筒1和輸入端組件b，所述的輸入端組件a通過連接筒1連接輸入端組件b，所述的輸入端法蘭盤8通過端盤定位孔a15連接輸入端組件a；所述的輸入端組件a包括端盤a2、外永磁體a3和磁體安裝盤a9，所述的輸入端組件b包括磁體安裝盤b14、外永磁體b6和端盤b4；所述的輸入端組件b與輸入端組件a對(duì)稱，所述的輸入端組件a、連接筒1和輸入端組件b構(gòu)成復(fù)合式結(jié)構(gòu)；所述的輸入端法蘭盤8、輸入端組件a和輸入端組件b同軸；

所述的輸出端轉(zhuǎn)子5包括輸出端組件、過渡法蘭12和輸出端法蘭盤13，所述的輸出端組件包括磁體安裝盤c10、內(nèi)永磁體7和磁體安裝盤d11，所述的輸出端組件為單盤式結(jié)構(gòu)；所述的過渡法蘭12一側(cè)通過端盤定位孔19與輸出端組件中的磁體安裝盤c10的凸起側(cè)同軸裝配、另一側(cè)與輸出端法蘭盤13同軸相連；

所述的輸出端組件位于輸入端組件a和輸入端組件b之間的連接筒1內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述的磁體安裝盤a9內(nèi)嵌外永磁體a3，磁體安裝盤b14內(nèi)嵌外永磁體b6，磁體安裝盤c10和磁體安裝盤d11內(nèi)嵌內(nèi)永磁體7；

進(jìn)一步地，所述的外永磁體a3、外永磁體b6和內(nèi)永磁體7均為多極永磁體，n、s極性交替排列。

進(jìn)一步地，所述的磁體安裝盤a9背面與端盤a2相連，磁體安裝盤b14背面與端盤b4相連。

進(jìn)一步地，所述的輸入端轉(zhuǎn)子通過端盤定位孔b16固定輸出端轉(zhuǎn)子5的軸向位置。

進(jìn)一步地，所述的連接筒1、端盤a2和端盤b4均采用非導(dǎo)磁性材料制成。

進(jìn)一步地，所述的連接筒1、端盤a2和端盤b4外徑相同。

本發(fā)明的工作原理如下：端盤為隔磁性材料，可以有效防止磁感線溢出，形成閉環(huán)磁路。磁體安裝盤a9和磁體安裝盤b14在電機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，在磁力作用下，將帶動(dòng)輸出端轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)力矩的無接觸傳遞。在軸向上，輸入端磁體安裝盤a9和磁體安裝盤b14上的外永磁體a3和外永磁體b6同時(shí)受到輸出端兩個(gè)內(nèi)永磁體7大小相等、方向相反的磁力作用，因此作用在外永磁體a3和外永磁體b6上的軸向合力相互抵消。同理輸出端磁體安裝盤c10和磁體安裝盤d11上的內(nèi)永磁體7同時(shí)受到輸入端兩個(gè)外永磁體大小相等、方向相反的磁力作用，其軸向合力也為零。

由于外永磁體a3與外永磁體b6的形狀尺寸與磁場強(qiáng)度均一致，且磁極極性相反。外永磁體a3和外永磁體b6對(duì)中心的輸出端轉(zhuǎn)子5上的內(nèi)永磁體7產(chǎn)生的引力大小僅與二者(外永磁體a3和外永磁體b6)和內(nèi)永磁體7的距離有關(guān)。同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器裝配后，可通過端盤定位孔b16調(diào)整輸出端轉(zhuǎn)子5軸向位置使得外永磁a3和內(nèi)永磁體7的距離等于外永磁體b6和內(nèi)永磁體7的距離。此時(shí)，外永磁體a3和外永磁體b6對(duì)輸出端轉(zhuǎn)子5產(chǎn)生的軸向的引力為大小相等且方向相反的磁力，該引力的合力為零。同理，根據(jù)牛頓第三定律，輸入端轉(zhuǎn)子上的外永磁體a3，與外永磁體b6同樣受到來自輸出端轉(zhuǎn)子5上內(nèi)永磁體7的引力，該引力同為大小相等方向相反的軸向力，其軸向的合力也為零。

通過消除軸向力，極大地減輕了受力器件的磨損，延長了聯(lián)軸器的使用壽命。此外，因?yàn)檩斎攵宿D(zhuǎn)子為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)同時(shí)產(chǎn)生徑向力矩，所以傳遞力矩約為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩倍，在徑向空間受限時(shí)，極大地提高了盤式磁力聯(lián)軸器的傳動(dòng)能力。

本發(fā)明的安裝過程如下：

1、裝配輸出端轉(zhuǎn)子5

輸出端轉(zhuǎn)子5由磁體安裝盤c10、內(nèi)永磁體7、磁體安裝盤d11、過渡法蘭12及輸出端法蘭盤13組成。輸出端轉(zhuǎn)子5的安裝過程如下：

首先將內(nèi)永磁體7分別鑲嵌在磁體安裝盤c10與磁體安裝盤d11的階梯梯形槽18中。安裝時(shí)需保證周向相鄰的內(nèi)永磁體7間的磁性相反。其中，磁體安裝盤c10為凸盤。磁體安裝盤c10與磁體安裝盤d11上的階梯梯形槽18形狀尺寸均相同，且階梯梯形槽18四個(gè)頂點(diǎn)處開有圓形通孔，避免鑲嵌永磁體后產(chǎn)生應(yīng)力集中，破壞磁體安裝盤c10與磁體安裝盤d11的強(qiáng)度。

之后將已鑲嵌內(nèi)永磁體7的磁體安裝盤c10與已鑲嵌內(nèi)永磁體7的磁體安裝盤d11軸向裝配。安裝過程保證兩個(gè)永磁體安裝盤上軸向相鄰的內(nèi)永磁體7磁性相反，安裝后磁體安裝盤c10與磁體安裝盤d11的階梯梯形槽18的第一級(jí)階梯17處均在外側(cè)。階梯梯形槽18的第一級(jí)階梯17起到擋板作用，防止內(nèi)永磁體7在高速運(yùn)動(dòng)過程中脫落。

最后將磁體安裝盤c10凸起側(cè)與過渡法蘭12同軸裝配。過渡法蘭12另一側(cè)與輸出端法蘭盤13相連。過渡法蘭12起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。經(jīng)上述過程完成輸出端轉(zhuǎn)子5的裝配。

2、裝配輸入端轉(zhuǎn)子

外永磁體b6、磁體安裝盤b14及端盤b4共同組成輸入端組件b。將外永磁體b6按n、s極交替的順序鑲嵌在磁體安裝盤b14的階梯梯形槽18中。磁體安裝盤b14的階梯梯形槽的形狀與尺寸與磁體安裝盤c10的階梯梯形槽18相同。之后將端盤b4與鑲嵌好外永磁體b6的磁體安裝盤b14軸向裝配。裝配時(shí)，需要保證階梯梯形槽18的第一級(jí)階梯17在遠(yuǎn)離端盤b4的一側(cè)，以起到擋板作用。其中，端盤b4的內(nèi)徑大于過渡法蘭12的外徑，以保證整體裝配完成后輸出端轉(zhuǎn)子5與輸入端轉(zhuǎn)子在徑向上互不接觸。經(jīng)上述過程完成輸入端組件b的裝配。

而輸入端組件a由端盤a2、磁體安裝盤a9及外永磁體a3組成。其裝配過程如下：

首先將外永磁體a3呈n、s極性交替排列的方式鑲嵌在磁體安裝盤a9的階梯梯形槽18中。其中，磁體安裝盤a9上的階梯梯形槽18的形狀與尺寸與磁體安裝盤c10上的階梯梯形槽18相同。

然后將安裝好外永磁體a3的磁體安裝盤a9與端盤a2同軸裝配，安裝時(shí)保證磁體安裝盤a9上的階梯梯形槽18的第一級(jí)階梯17處在遠(yuǎn)離端盤a2一側(cè)。該階梯梯形槽18的第一級(jí)階梯17同樣起到擋板作用。經(jīng)上述過程完成輸入端組件a的裝配。

之后將連接筒1與輸入端組件a同軸裝配。連接筒1與磁體安裝盤a9在端盤a2的同側(cè)，且連接筒1的外徑與端盤a2的外徑相同。連接筒1的內(nèi)徑大于磁體安裝盤c10和磁體安裝盤d11的外徑。輸入端法蘭盤8與端盤a2同軸裝配，與磁體安裝盤a9分別裝配在端盤a2的兩側(cè)。

然后將已經(jīng)裝配完成的輸出端轉(zhuǎn)子5與磁體安裝盤a9同軸放置(兩者之間并不使用任何連接件相連成一體，僅僅軸向放置)，保證軸向相鄰的外永磁體a3和內(nèi)永磁體7的磁極相反，即在軸向上兩者產(chǎn)生引力。此時(shí)，在外永磁體a3和內(nèi)永磁體7的異性磁場作用下，輸出端轉(zhuǎn)子5會(huì)吸附在磁體安裝盤a9表面。當(dāng)本發(fā)明同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器運(yùn)行時(shí)，需要輸出端轉(zhuǎn)子5與輸入端轉(zhuǎn)子完全分離，即兩者間不接觸。通過端盤定位孔b16和定位螺栓可以將輸出端轉(zhuǎn)子5沿軸線方向向外側(cè)移動(dòng)一定距離，并與磁體安裝盤a9間形成間隙，該間隙稱為氣隙。

之后將已裝配完成的輸入端組件b與連接筒1未裝配一側(cè)同軸裝配。裝配過程中保證磁體安裝盤b14與磁體安裝盤d11在端盤b4在同一側(cè)，且需保證外永磁體b6與軸向相鄰的磁體安裝盤b14上的內(nèi)永磁體7，磁性相反，即在軸向上兩者產(chǎn)生引力。同樣的，磁體安裝盤b14與磁體安裝盤a9相同，預(yù)留定位孔。通過調(diào)整磁體安裝盤a9與磁體安裝盤b14上定位螺栓可以調(diào)整輸出端轉(zhuǎn)子5的軸向位置，使得磁體安裝盤a9與磁體安裝盤c10的距離和磁體安裝盤b14與磁體安裝盤d11的距離相同，即輸出端轉(zhuǎn)子5左右側(cè)氣隙相同。經(jīng)上述步驟完成本發(fā)明同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器的裝配過程。且所述的連接筒1、端盤a2及端盤b4皆由非導(dǎo)磁材料制成。

本發(fā)明同步型復(fù)合盤式磁力聯(lián)軸器運(yùn)行時(shí)，需要去除磁體安裝盤a9與磁體安裝盤b14上用以固定輸出轉(zhuǎn)子軸向位置的定位螺栓，使得輸出端轉(zhuǎn)子5與輸入端轉(zhuǎn)子完全分離，兩者僅在磁場的作用下連接。由于外永磁體a3與外永磁體b6的形狀及磁場強(qiáng)度相同，相對(duì)于輸入端轉(zhuǎn)子上的內(nèi)永磁體7在軸向上產(chǎn)生引力大小的僅與距離有關(guān)。因?yàn)檠b配時(shí)需保證磁體安裝盤a9與磁體安裝盤c10的距離和磁體安裝盤b14與磁體安裝盤d11的距離相同，故作用在內(nèi)永磁體7上的兩組引力大小相等，且方向相反。共同作用在輸入端轉(zhuǎn)子軸線方向上，其合力為零；同理，輸入端組件a與輸入端組件b上的外永磁體a3及外永磁體b6也同時(shí)受到軸向大小相同，且方向相反的兩組引力。兩組引力共同作用下，輸出端轉(zhuǎn)子5受到的軸向合力也為零。從設(shè)計(jì)上最大程度的避免了傳統(tǒng)同步型盤式磁力耦合器裝配后會(huì)在左右相反磁場的引力作用下而產(chǎn)生徑向力，從而提高了扭矩的傳動(dòng)能力。

本發(fā)明通過增加兩側(cè)的端盤，減少了輸入端組件和輸出端組件的磁場強(qiáng)度流失，從而一定程度的增大了轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)效率，可應(yīng)用于傳動(dòng)效率高等場合。

本發(fā)明不局限于本實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。