[發(fā)明專利]一種磁力耦合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310340277.4
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103401398A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛研軍;楊均悅;湯武初;周凱凱;劉艷龍;趙鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動力機(jī)械傳動技術(shù)，特別是一種磁力耦合器。

背景技術(shù)

所謂先進(jìn)傳動節(jié)能，是指用先進(jìn)節(jié)能的傳動方式替代落后耗能的傳動方式。其中磁力耦合器傳動因具有輕載啟動、過載保護(hù)、減緩沖擊、隔離扭振等優(yōu)異功能，所以應(yīng)用在大慣量、難啟動機(jī)械上，能夠改變“大馬拉小車”的落后傳動方式，節(jié)能顯著。

帶傳動是一種重要的機(jī)械傳動形式，也是機(jī)電設(shè)備的核心聯(lián)結(jié)部件，它最大的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，更換方便且可以自由變速。

據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)外原動機(jī)和工作機(jī)之間的動力傳動形式50%以上為帶傳動，若能使帶傳動的效率提高百分之一，數(shù)字雖然不大，對一個工廠或一個地區(qū)乃至全國，節(jié)約能源的總量仍是十分可觀的。

若將磁力耦合器作為帶輪適配器用于轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速有波動的帶傳動中，保守估計可節(jié)約能源10%以上，且可大幅提高傳送帶的使用壽命和可靠性，使其成為十分有競爭力的動力傳動功能部件。

目前已有較多的專利對磁力耦合器進(jìn)行了研究，以美國專利（PatentNo.:US6,682,430B2）為代表的永磁盤式渦流磁力耦合器和以中國專利20101019811.5為代表的永磁套筒式渦流磁力耦合器，均可通過銅導(dǎo)體和永磁體之間的氣隙實現(xiàn)由電動機(jī)到負(fù)載的轉(zhuǎn)矩傳輸，其傳動方式為感應(yīng)異步式，滑差為l%～4%。

無論何種形式的永磁渦流磁力耦合器，由于滑差大，銅盤或銅套中產(chǎn)生較大渦流，導(dǎo)致耦合器系統(tǒng)的熱損大，效率低，不適合大功率的機(jī)電傳動設(shè)備。

以中國專利201110219054.3、中國專利200910024449.0和中國專利200420025250.2為代表的永磁式異步磁力聯(lián)軸器或磁力傳動裝置，由于采用異步電機(jī)形式的鼠籠轉(zhuǎn)子，較好地解決了上述銅轉(zhuǎn)子的發(fā)熱問題。但此種專利技術(shù)主要用于生產(chǎn)環(huán)境要求無泄露的傳動裝置或設(shè)備中，永磁轉(zhuǎn)子及鼠籠轉(zhuǎn)子之間加裝了隔離套，增大了永磁轉(zhuǎn)子及鼠籠轉(zhuǎn)子之間的氣隙尺寸，氣隙的增加，導(dǎo)致磁動勢在空氣中的損失增大，減少了氣隙磁場的磁通密度，相對于同體積的永磁體而言其能量轉(zhuǎn)換效率低，所能傳遞的扭矩減小，永磁體磁勢損失大，執(zhí)行效率低。

以美國專利（Pub.No.:US2010/0277021A1）為代表的永磁式異步磁力傳動裝置，也采用了異步電機(jī)形式的鼠籠轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子及鼠籠轉(zhuǎn)子之間無隔離套，因此其氣隙磁密大、漏磁小、執(zhí)行效率也較高，但所采用的異步電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子為非標(biāo)結(jié)構(gòu)，需要重新設(shè)計，不但設(shè)計周期長，而且還需要重新定制工藝、模具等，增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明設(shè)計出一種空心杯結(jié)構(gòu)的磁力耦合器，具有轉(zhuǎn)動慣量及發(fā)熱小、轉(zhuǎn)子重量輕、轉(zhuǎn)動平滑、運(yùn)行效率高且噪聲小等特點(diǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種磁力耦合器，包括動力輸入軸、聯(lián)接法蘭、永磁外轉(zhuǎn)子總成、籠型內(nèi)轉(zhuǎn)子、動力輸出軸和機(jī)械調(diào)速裝置；所述的永磁外轉(zhuǎn)子總成套裝在籠型內(nèi)轉(zhuǎn)子的外部，二者之間存在均勻氣隙；所述的永磁外轉(zhuǎn)子總成通過聯(lián)接法蘭中的內(nèi)花鍵與動力輸入軸相連，籠型內(nèi)轉(zhuǎn)子通過鍵連接方式或過盈配合方式安裝于動力輸出軸上，動力輸出軸通過輸出法蘭與負(fù)載相連；機(jī)械調(diào)速裝置套裝在聯(lián)接法蘭上，利用杠桿原理拖動聯(lián)接法蘭與永磁外轉(zhuǎn)子總成作軸向移動，以調(diào)節(jié)永磁外轉(zhuǎn)子總成與籠型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的軸向氣隙面積；

所述的永磁外轉(zhuǎn)子總成中，永磁體可采用徑向布局或切向布局兩種方式；采用徑向布局方式時，永磁外轉(zhuǎn)子總成包括軛鐵及永磁體A與永磁體B；永磁體A與永磁體B為瓦型結(jié)構(gòu)，其圓弧表面向內(nèi)，且充磁方向相反，沿軛鐵的圓周均勻布局，磁極沿圓周方向交錯排列，并利用可固化的粘性材料均勻填充各永磁體側(cè)面間隙；采用切向布局方式時，永磁外轉(zhuǎn)子總成包括軛鐵、永磁體、內(nèi)隔磁板、外隔磁板及定位塊，所述的永磁體為長方體結(jié)構(gòu)，沿圓周均勻布局，磁極方向沿圓周切線方向、相鄰永磁體安裝時磁極方向相對；所述永磁體定位塊為導(dǎo)磁材料的扇形結(jié)構(gòu)，并以焊接方式固定于軛鐵內(nèi)表面；

所述的永磁外轉(zhuǎn)子總成的外圓套裝鋁制散熱片，用以散熱。

所述的永磁外轉(zhuǎn)子總成中永磁體的磁極對數(shù)p按公式