[發(fā)明專利]一種磁性聯(lián)軸器

在審

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• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105720792A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳超;漆復(fù)興
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇磁谷科技股份有限公司
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00;H02K1/26;H02K1/27;H02K3/51
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電傳動裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性聯(lián)軸器。

背景技術(shù)

聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用在各種通用機(jī)械上，用來聯(lián)接兩根軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運(yùn)動。傳統(tǒng)的聯(lián)軸器皆為接觸式聯(lián)軸器，必須通過主動軸與從動軸的相互聯(lián)結(jié)來傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，超載時容易導(dǎo)致部件的破壞。特別是主動軸與從動軸工作在需要相互隔離的兩種不同介質(zhì)中時，必須使用密封元件進(jìn)行動密封，這樣就存在要么加大旋轉(zhuǎn)阻力來保證密封可靠，要么密封不嚴(yán)產(chǎn)生泄漏的問題。另外，隨著密封元件的磨損、老化，會加劇泄漏，尤其是在有害氣體(有害液體)存在的系統(tǒng)中，一旦泄漏就會污染環(huán)境，危及生命。

為了克服傳統(tǒng)聯(lián)軸器的上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了磁力傳動聯(lián)軸器，磁力傳動聯(lián)軸器屬非接觸式聯(lián)軸器，其最大的特點(diǎn)在于它打破傳統(tǒng)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式，采用全新的磁耦合原理，實現(xiàn)主動軸與從動軸之間不通過直接接觸便能進(jìn)行力與力矩的傳遞，并可將動密封化為靜密封，實現(xiàn)零泄漏。因此它廣泛應(yīng)用于對泄漏有特殊要求的場合。

目前，磁力傳動聯(lián)軸器分為同步磁力聯(lián)軸器和異步磁力聯(lián)軸器。其中，同步磁力聯(lián)軸器主要有兩種結(jié)構(gòu)：平面磁聯(lián)軸器和同軸傳動聯(lián)軸器；異步磁力聯(lián)軸器主要也是兩種結(jié)構(gòu)：永磁渦流聯(lián)軸器和鼠籠式異步磁力聯(lián)軸器。

現(xiàn)有技術(shù)的磁力傳動聯(lián)軸器最大的缺陷是：不能在轉(zhuǎn)差大或者打滑的狀態(tài)下運(yùn)行，否則會嚴(yán)重發(fā)熱燒毀聯(lián)軸器。

例如，平面磁力聯(lián)軸器，如圖1所示，在兩個相同直徑的圓盤上，按照NS極交叉的方式安裝磁鐵。使用時，把兩個圓盤分別安裝到主動軸和從動軸上，中間留有一定氣隙。由于A磁體的N極吸引對面B磁體的S極，同時排斥B磁體兩側(cè)的N極，從而保證在一定力矩范圍內(nèi)，從動軸與主動軸保持同步轉(zhuǎn)動。在實際工作中，真正NS相對的狀態(tài)，只存在于無力矩輸出的狀態(tài)下。只要有力矩產(chǎn)生，從動盤就會與主動盤存在一定的相位夾角。這種角向的錯動，一直保持并增加到力矩足夠大到N極與對面的N極相對，然后傳動器發(fā)生“打滑”，兩個轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)錯動，跳向下一對耦合狀態(tài)。這種平面性傳動器，結(jié)構(gòu)簡單，安裝時對兩個軸的同軸度要求不高。由于是采用平面相吸的原理，因此氣隙越小，扭矩越大。但同時，在磁場的作用下，軸向力(互相吸引)也成正比變化。軸向力是這種平面磁力聯(lián)軸器的主要缺點(diǎn)。另外，由于傳遞的扭矩大小與圓盤面積有關(guān)，因此，這種傳動器的扭矩不能做的太大，否則會導(dǎo)致尺寸過大，安裝困難。

例如，同軸磁力聯(lián)軸器，如圖2所示，圖中1表示輸入軸；2表示機(jī)體；3表示內(nèi)磁體；4表示內(nèi)轉(zhuǎn)子；5表示輸出軸；6表示隔離套；7表示外轉(zhuǎn)子；8表示外磁體；9表示密封圈；所述同軸磁力聯(lián)軸器包括：外轉(zhuǎn)子7，內(nèi)轉(zhuǎn)子4，隔離套6，軸承系統(tǒng)。其中，隔離套和軸承系統(tǒng)主要用于磁力傳動密封的結(jié)構(gòu)中。在內(nèi)轉(zhuǎn)子的外圓周部分，和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓周部分，分別裝上磁體3和磁體8。磁體為偶數(shù)極，按照NS交叉方式圓周排列。內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙，用于隔離主動和從動部件。氣隙的大小多在2mm-8mm之間。氣隙越小，磁體的有效利用越高，同時隔離也越困難；氣隙越大，越方便隔離，但是磁體磁場的有效利用越差。一般來說，此類傳動器的工作扭矩為傳動器最大扭矩的60％左右。當(dāng)負(fù)載超過最大扭矩時，傳動器開始“打滑”，即磁體從當(dāng)前的偶合狀態(tài)，圓周錯動跳轉(zhuǎn)到下一個耦合狀態(tài)。在這種打滑過程中，氣隙內(nèi)的磁場迅速變化，內(nèi)外轉(zhuǎn)子的磁體同時被對方充退磁，產(chǎn)生熱量。短時間內(nèi)溫度即可迅速上升到100攝氏度以上，從而導(dǎo)致磁體退磁，聯(lián)軸器報廢。

例如，永磁渦流聯(lián)軸器，如圖3所示，是把同步異步磁力聯(lián)軸器的從動部分的永磁材料，更換成導(dǎo)電性能良好的非鐵磁性材料，如銅、鋁材料，都可以實現(xiàn)渦流傳動，采用是電磁感應(yīng)原理。主動盤上，按照N、S交叉的方式安裝高性能磁體。從動盤由導(dǎo)電性能良好的銅材制成。磁力線穿過銅盤，主動盤旋轉(zhuǎn)，銅盤產(chǎn)生渦流帶動從動盤跟隨轉(zhuǎn)動，主動盤與從動盤存在一定的轉(zhuǎn)速差；由公式

P_m＝sP_m+(1-s)P_m

式中：P_m為輸入功率，sP_m為轉(zhuǎn)差功率，(1-s)P_m為輸出功率

可以看出，輸入功率不變時，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s越大，轉(zhuǎn)差功率也越大，輸出功率就變小。