[發明專利]三自由度可控剛度永磁渦流聯軸器軸系特性研究機構

在審

• 申請號: 202211250339.8
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115493837A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 劉永光;孫麗穎;高曉輝;田丹凌;張佳明;周敏;田野
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/022
• 分類號: G01M13/022;G01M13/028
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種三自由度可控剛度永磁渦流聯軸器軸系特性研究機構，能夠對永磁渦流聯軸器軸系特性展開實驗研究。通過三自由度調整機構可改變永磁渦流聯軸器軸主從動轉子軸系平行不對中與角度不對中大小，從而改變耦合剛度，開展不同耦合剛度對軸系特性的影響。同時通過一對永磁渦流聯軸器與風扇結合形成平方負載可調機構為被研究對象永磁渦流聯軸器提供可調平方負載。整個機構為永磁渦流聯軸器軸系的特性研究提供可調剛度與負載，對永磁渦流聯軸器的應用研究提供全面高效可行平臺，極大的推動了永磁渦流聯軸器的發展與實際運用。該研究機構具有剛度可控、平方負載可調、軸系不對中可調、測控數據齊全、可變參數多、通用性強、結構緊湊等眾多優點。

技術領域

本發明涉及永磁渦流聯軸器軸系動力學特性領域，尤其可對永磁渦流聯軸器開展三自由度可調剛度特性實驗研究。

背景技術

據統計，不對中導致60％以上的旋轉機械故障，而所研究的永磁渦流聯軸器是一種基于渦磁理論的非物理接觸的傳動技術，最大特點是不對中容差大，對于軸系傳動的角度不對中、平行不對中和軸向竄動都能起到減振隔離效果，同時也對平方負載具有高效的節能作用。永磁渦流聯軸器主從動轉子之間相對位置的改變對軸系傳動特性產生重要影響，直接關系到傳動負載效率、振動噪聲、不對中容差率、啟動特性等多種重要參數。因此亟需設計一種研究永磁渦流聯軸器相對位置參數對軸系傳動影響的實驗平臺，對永磁渦流聯軸器的應用與推廣具有重要意義。

發明內容

鑒于上述問題及技術需求，提出了三自由度可控剛度永磁渦流聯軸器軸系特性研究機構，通過三自由度調節機構能夠改變永磁渦流聯軸器主從動轉子間相對位置，從而改變磁耦合剛度；同時永磁渦流聯軸器與可調平方負載機構聯接，提供不同的負載特性；在不同位置安裝扭矩傳感器、轉速傳感器、振動測量傳感器，可監測軸系的振動狀態、扭矩以及轉速；各平臺的組合為研究永磁渦流聯軸器不同剛度條件下傳遞扭矩、不對中容差、振動傳遞和負載匹配特性搭建了研究內容全面的實驗平臺，為確定永磁渦流聯軸器在軸系傳動中的優勢提供實驗基礎，為實現上述目的，本發明的技術方案如下。

本發明提供一種三自由度可控剛度永磁渦流聯軸器軸系特性研究機構，包括三自由度調整機構、驅動機構、主動轉子、從動轉子、輸出機構、平方負載可調機構、轉速傳感器、振動測量傳感器、控制系統。三自由度調整機構與驅動機構以及永磁渦流聯軸器主動轉子相連，實現位移角度調節，從而改變主從轉子之間的耦合剛度，從動轉子與輸出機構以及平方負載可調機構相連，在平方負載匹配性能。

三自由度調整機構包括角度調整機構、徑向位移調整機構、軸向位移調整機構、轉接板；通過轉接板，調整機構依次相連，軸向位移調整機構可以調整永磁渦流聯軸器主動轉子與從動轉子之間的氣隙，實現軸系扭矩傳遞耦合剛度的改變，徑向位移調整機構實現軸系平行不對中大小的調節，角度調整機構實現軸系角度不對中大小的調節，所采用的角度以及徑向調整平臺精度高，可以實現軸系不對中的精確調整，三個調整機構的巧妙組合可以充分改變永磁渦流聯軸器主從動轉子耦合剛度。從而開展軸系特性研究。

驅動機構包括伺服電機、主動軸、驅動機構角接觸球軸承、擋圈、端蓋、驅動機構支撐座，伺服電機通過固定在驅動機構支撐座上與輸入軸配合，輸入軸徑向通過驅動機構角接觸球軸承與驅動機構支撐座配合，軸向電機端通過擋圈與軸肩限制軸向自由度，端蓋通過螺栓固定在驅動機構支撐座上；

主動轉子包括主動軛鐵轉子、銅轉子，與驅動機構相連；從動轉子包括被動軛鐵盤、永磁體、永磁體安裝盤，與輸出機構相連；主動轉子與從動轉子共同構成被研究對象永磁渦流聯軸器結構，從動轉子永磁體提供磁場，主動轉子在磁場中旋轉，產生交變電磁場，交變電磁場與永磁場耦合，驅動從動轉子旋轉傳遞扭矩，改變主動轉子與從動轉子之間的距離使軸系傳遞扭矩耦合剛度改變。

輸出機構包括輸出軸、輸出機構軸承、輸出機構端蓋、輸出機構支承座，輸出軸徑向通過輸出機構角接觸球軸承與輸出機構支撐座配合，軸向通過軸肩設計及輸出機構端蓋限制軸向自由度，輸出機構端蓋通過螺栓固定在輸出機構支撐座上。