一種磁性聯軸器制造技術

本實用新型專利技術公開一種磁性聯軸器，包括第一聯接端和與第一聯接端同軸且獨立設置的第二聯接端，第二聯接端上設有與其同步轉動的第二轉子，第二轉子與第一轉子間隔對應設置，且兩者之間留有工作氣隙；第一轉子或第二轉子之一為永磁轉子，另一轉子為繞組轉子，繞組轉子的繞組短接。本實用新型專利技術的磁性聯軸器具有過載保護功能，當負載轉矩小于聯軸器的最大轉矩時，永磁轉子隨繞組轉子轉動，相互之間的轉差很小；當出現過載，負載轉矩超過聯軸器的最大轉矩時，繞組轉子和永磁轉子將打滑，聯軸器不傳遞轉矩。當故障排除，動力軸重新起動后聯軸器恢復正常工作。本實用新型專利技術的磁性聯軸器的各種狀態的切換都自動完成，無需機械或電子控制。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及機電傳動裝置
，具體涉及一種磁性聯軸器。
技術介紹
聯軸器廣泛應用在各種通用機械上，用來聯接兩根軸使其一同旋轉，以傳遞扭矩和運動。傳統的聯軸器皆為接觸式聯軸器，必須通過主動軸與從動軸的相互聯結來傳遞扭矩，其結構復雜，制造精度高，超載時容易導致部件的破壞。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中時，必須使用密封元件進行動密封，這樣就存在要么加大旋轉阻力來保證密封可靠，要么密封不嚴產生泄漏的問題。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)存在的系統中，一旦泄漏就會污染環境，危及生命。為了克服傳統聯軸器的上述缺陷，現有技術出現了磁力傳動聯軸器，磁力傳動聯軸器屬非接觸式聯軸器，其最大的特點在于它打破傳統聯軸器的結構形式，采用全新的磁耦合原理，實現主動軸與從動軸之間不通過直接接觸便能進行力與力矩的傳遞，并可將動密封化為靜密封，實現零泄漏。因此它廣泛應用于對泄漏有特殊要求的場合。目前，磁力傳動聯軸器分為同步磁力聯軸器和異步磁力聯軸器。其中，同步磁力聯軸器主要有兩種結構：平面磁聯軸器和同軸傳動聯軸器；異步
磁力聯軸器主要也是兩種結構：永磁渦流聯軸器和鼠籠式異步磁力聯軸器。現有技術的磁力傳動聯軸器最大的缺陷是：不能在轉差大或者打滑的狀態下運行，否則會嚴重發熱燒毀聯軸器。例如，平面磁力聯軸器，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磁體兩側的N極，從而保證在一定力矩范圍內，從動軸與主動軸保持同步轉動。在實際工作中，真正NS相對的狀態，只存在于無力矩輸出的狀態下。只要有力矩產生，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，然后傳動器發生“打滑”，兩個轉盤旋轉錯動，跳向下一對耦合狀態。這種平面性傳動器，結構簡單，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軸器的主要缺點。另外，由于傳遞的扭矩大小與圓盤面積有關，因此，這種傳動器的扭矩不能做的太大，否則會導致尺寸過大，安裝困難。例如，同軸磁力聯軸器，如圖2所示，圖中1表示輸入軸；2表示機體；3表示內磁體；4表示內轉子；5表示輸出軸；6表示隔離套；7表示外轉子；8表示外磁體；9表示密封圈；所述同軸磁力聯軸器包括：外轉子7，內轉子4，隔離套6，軸承系統。其中，隔離套和軸承系統主要用于磁力傳動密封的結構中。在內轉子的外圓周部分，和外轉子的內圓周部分，分別裝上磁體3和磁體8。磁體為偶數極，按照NS交叉方式圓周排列。
內外轉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。當負載超過最大扭矩時，傳動器開始“打滑”，即磁體從當前的偶合狀態，圓周錯動跳轉到下一個耦合狀態。在這種打滑過程中，氣隙內的磁場迅速變化，內外轉子的磁體同時被對方充退磁，產生熱量。短時間內溫度即可迅速上升到100攝氏度以上，從而導致磁體退磁，聯軸器報廢。例如，永磁渦流聯軸器，如圖3所示，是把同步異步磁力聯軸器的從動部分的永磁材料，更換成導電性能良好的非鐵磁性材料，如銅、鋁材料，都可以實現渦流傳動，采用是電磁感應原理。主動盤上，按照N、S交叉的方式安裝高性能磁體。從動盤由導電性能良好的銅材制成。磁力線穿過銅盤，主動盤旋轉，銅盤產生渦流帶動從動盤跟隨轉動，主動盤與從動盤存在一定的轉速差；由公式Pm＝sPm+(1-s)Pm式中：Pm為輸入功率，sPm為轉差功率，(1-s)Pm為輸出功率可以看出，輸入功率不變時，當轉差率s越大，轉差功率也越大，輸出功率就變小。永磁渦流聯軸器是由永磁轉子和導體轉子構成的，導體轉子中的電流是一種渦流，則轉差功率就會在導體轉子中變成熱能存在，當轉差越大時，轉差功率越大，發熱越嚴重。另外，導體轉子為銅盤，那么，導體中的電流會趨向導體表面，呈現集膚效應，這種效應相當于導體的有效截面積減
小了，使得導體電阻變大，越靠近導體表面電流密度越大。且頻率越高，集膚深度越小，也就是說，頻率越高，集膚效應越明顯。基于以上兩點分析，可以得出，永磁渦流聯軸器在打滑時(轉差率s＝1)，銅盤中的轉差功率變大，同時由于轉差頻率變大，集膚效應增強，將熱量集中在導體表面，有可能瞬間將銅盤或鼠籠導體熔化，聯軸器報廢。中國專利文獻CN201478984U公開了一種高效的傳動軸永磁耦合裝置，其說明書內容部分公開了“永磁耦合裝置由電樞繞組轉子盤和與其相適配的電樞繞組盤聯軸機構、永磁轉子盤和與其相適配的永磁盤聯軸機構以及對應的輸入聯軸器和輸出聯軸器構成，永磁轉子盤由一組至少兩個永磁體和裝配永磁體安裝盤的永磁體安裝盤組成，電樞繞組轉子盤與永磁轉子盤之間設置有氣隙間距，電樞繞組轉子盤通過相適配的電樞繞組盤聯軸機構與對應的輸入聯軸器或輸出聯軸器相聯接，永磁轉子盤通過相適配的永磁盤聯軸機構與對應的輸出聯軸器或輸入聯軸器聯接”。中國專利文獻CN201478984U還公開了其電樞繞組具有以下幾種推薦方案：①多匝型電樞繞組結構，每個多匝電樞繞組至少有兩匝絕緣良導體繞制，呈矩形、扇形或梯形，并且首端和末端短接。②匝與匝獨立絕緣型電樞繞組結構，匝與匝獨立絕緣電樞繞組至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成，并扎成一束；匝與匝獨立絕緣電樞繞組的特點是，由于電樞繞組所產生的磁扭矩是其每個獨立線圈的總和，其中有一匝線圈斷路或短路時，不會引發整組線圈徹底損壞而不能夠不能夠工作，可靠性較高。③多芯電樞繞組結構，多芯電樞繞組是用多股或多芯良導線制成的，是一種橫截面積較大的、單圈閉環短路的矩形、
扇形或梯形電樞繞組，當然也可以采用橫截面積相當的獨體閉環短路的矩形、扇形或梯形制作成電樞繞組，只不過由于導體的集膚效應，相同橫截面積的導體，其表面積越大，導電性越好、電阻率越低、發熱量越少。④鍋箅式電樞繞組結構及其制作方法，鍋箅式電樞繞組的結構較簡單、效率高，是本技術重點推薦的電樞繞組技術方案，它由嵌在電樞槽里的金屬條組成，兩端分別與外圓環和內圓環聯成一體形成自身閉合的短接的回路。通過對電樞繞組的“多匝電樞繞組至少有兩匝絕緣良導體的首端和尾端短接”、“兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈”、“單圈閉環短路的矩形、扇形或梯形電樞繞組”或者“外圓環和內圓環聯成一體形成自身閉合的短接的回路的金屬導條”這些文字描述，再結合上中國專利文獻CN201478984U的說明書附圖的圖2、圖5、圖8以及圖12，可以毫無疑義地得出CN201478984U公開的電樞繞組并不能稱為繞組，其實質上是至少一匝首尾短接以形成閉環的線圈，線圈之間獨立存在。在永磁耦合裝置工作時，每個線圈通過電磁感應原理產生環形電流。該環形電流實質上與上述永磁渦流聯軸器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁性聯軸器，包括第一聯接端(4)，用于連接動力軸或負載軸之一，所述第一聯接端(4)上設有與其同步轉動的第一轉子；第二聯接端(5)，用于連接所述動力軸或所述負載軸中另一個，與所述第一聯接端(4)同軸且獨立設置，所述第二聯接端(5)上設有與其同步轉動的第二轉子，所述第二轉子與所述第一轉子間隔對應設置，且兩者之間留有工作氣隙(3)；其特征在于，所述第一轉子或所述第二轉子之一為永磁轉子(1)，另一轉子為繞組轉子(2)，所述繞組轉子(2)的繞組(2b)端部短接。

【技術特征摘要】
1.一種磁性聯軸器，包括第一聯接端(4)，用于連接動力軸或負載軸之一，所述第一聯接端(4)上設有與其同步轉動的第一轉子；第二聯接端(5)，用于連接所述動力軸或所述負載軸中另一個，與所述第一聯接端(4)同軸且獨立設置，所述第二聯接端(5)上設有與其同步轉動的第二轉子，所述第二轉子與所述第一轉子間隔對應設置，且兩者之間留有工作氣隙(3)；其特征在于，所述第一轉子或所述第二轉子之一為永磁轉子(1)，另一轉子為繞組轉子(2)，所述繞組轉子(2)的繞組(2b)端部短接。2.根據權利要求1所述的磁性聯軸器，其特征在于，所述繞組(2b)為單相分布或三相分布或多相分布。3.根據權利要求1所述的磁性聯軸器，其特征在于，所述繞組轉子(2)的繞組(2b)直接短接或者通過熔斷器短接。4.根據權利要求1-3中任一項所述的磁性聯軸器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳超，漆復興，
申請(專利權)人：江蘇磁谷科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32