[發明專利]一種復合調速型軸式磁力聯軸器

在審

• 申請號: 201610954823.7
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN106655706A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 朱姿娜
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明屬于機械傳動磁力調速技術領域，涉及一種磁力聯軸器，尤其是涉及一種復合調速型軸式磁力聯軸器。

背景技術

調速型磁力聯軸器，為永磁調速技術的一種典型裝置，通過調節永磁體產生的氣隙磁場，實現兩對永磁體之間的無接觸可變力矩傳遞，從而實現可調的輸出轉速，避免了傳統聯軸器對中性要求高、振動傳遞、不可調速、軸承磨損等問題，具有非接觸、無噪聲、無需潤滑和清潔等內在特點，并兼具軟啟動、自動過載保護的優勢，在石油、化工、礦業、煤炭、鋼鐵、機器人、儀器儀表、食品加工等領域具有良好的應用前景。此外，無接觸傳動也使得密封條件下的傳動成為可能，因此，在動密封零泄漏場合、腐蝕性物質傳輸以及人工心臟等尖端領域前景廣泛。

根據機構形式的不同，調速型磁力聯軸器可以分為盤式和軸式兩種結構。目前，關于調速型盤式磁力聯軸器的應用較多，而軸式較少，究其原因是由于軸式結構不如盤式結構易實現氣隙變化來調節輸出轉矩。但是，盤式聯軸器自身也存在一些不可避免的缺陷，例如，磁力方向沿聯軸器軸向，受力無法完全平衡，徑向受力不均而容易產生振動，影響輸出轉矩和轉速精度。而軸式聯軸器的磁力方向為徑向，圓周對稱受力可避免振動，保證傳遞轉矩的穩定性，更易于控制輸出轉速精度，且在體積、重量和效率上更有優勢，發展前景更為廣闊。

授權公告號為CN102324829B的中國專利公布了一種可調式軸向異步磁力聯軸器，包括內轉子總成①、外轉子總成②、調速裝置③及隔離套(7)，其中調速裝置③由套筒Ⅲ(2)、套筒Ⅰ(3)、套筒Ⅱ(4)、轉動手輪(11)、摩擦輪主動輪(12)、摩擦輪從動輪(13)、固定套筒(14)、雙列角接觸球軸承(15)構成。該專利的調速裝置③通過摩擦輪主從動輪之間的運動傳遞，使永磁體(6)與銅條(10)之間的嚙合面積發生改變，以此實現輸出轉矩的線性而平穩變化，同時實現了電機的軟啟動功能，擴展了磁力聯軸器的應用范圍。上述專利公開的聯軸器雖可實現調速目的，卻僅能通過單向調節聯軸器內、外轉子軸向嚙合長度來改變氣隙嚙合面積，從而實現可變的輸出轉矩，這種單向調節方式限制了聯軸器輸出轉速的可調范圍且可調精度較低；此外，該聯軸器外轉子內表面布置永磁體，內轉子為銅條，通過電磁感應原理傳遞力矩，該方式會在銅條內產生渦流損耗，影響轉矩的傳遞效率；另外，上述專利采用齒輪齒條傳動將轉動變為軸向移動，定位精度較低，很難實現輸出轉速的精確控制。本發明磁力聯軸器為復合調速型軸式磁力聯軸器，可軸向、徑向雙向同時調節內、外轉子間的氣隙長度和厚度，實現輸出轉速在更大變化范圍內的可控調節；聯軸器內、外轉子均鑲嵌永磁體，通過磁力耦合方式傳遞轉矩，可避免產生感應渦流損耗，轉矩傳遞效率高；本發明調速裝置采用滾珠絲杠傳動方式，較齒輪齒條定位精度高，可精確調節氣隙的軸向、徑向長度，從而精確控制聯軸器的輸出轉速。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、緊湊，安全穩定，能實現輸出轉速可控調節，傳遞轉矩效率高的復合調速型軸式磁力聯軸器，用以解決普通軸式磁力聯軸器轉速不可調，現有可調軸式磁力聯軸器傳遞效率不高、轉速可調范圍小、精度低的技術問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種復合調速型軸式磁力聯軸器，包括主動軸、與主動軸傳動連接且用于調節聯軸器氣隙厚度的內轉子機構、與內轉子機構相對設置且用于調節聯軸器氣隙長度的外轉子機構以及與外轉子機構傳動連接的從動軸，所述的內轉子機構的軸線與外轉子機構的軸線互相重合。

所述的內轉子機構包括與主動軸的輸出端固定連接的內轉子、均勻鑲嵌在內轉子外表面上的N、S極交替排列的內磁鋼以及與內磁鋼傳動連接的徑向位移調節單元，所述的內磁鋼通過徑向位移調節單元沿聯軸器的徑向往復移動。

所述的徑向位移調節單元包括第一滾珠絲杠、與第一滾珠絲杠傳動連接的第一空心滑塊、與第一空心滑塊相對設置的第二空心滑塊以及將第二空心滑塊與內磁鋼傳動連接的連桿組件，所述的第一空心滑塊與第二空心滑塊之間設有支撐桿，通過支撐桿與第二空心滑塊固定連接，所述的主動軸的輸出端依次穿過第一空心滑塊、第二空心滑塊與內轉子固定連接，在工作狀態下，所述的第一滾珠絲杠帶動第一空心滑塊及第二空心滑塊沿主動軸往復移動。

所述的連桿組件包括沿徑向設置且與內磁鋼相連接的滑柱以及一端與第二空心滑塊鉸接，另一端與滑柱底部鉸接的連桿。

所述的內轉子上開設有與滑柱相適配的滑槽，所述的滑柱插設在滑槽中并與內磁鋼連接，在工作狀態下，所述的滑柱帶動內磁鋼沿徑向往復移動。