一種永磁耦合調(diào)速器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種永磁耦合調(diào)速器，包括底座以及設(shè)于底座上的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上平行設(shè)置有兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤的外緣水平連接有連接桿，轉(zhuǎn)軸上還設(shè)有位于兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤之間的力矩轉(zhuǎn)盤，力矩轉(zhuǎn)盤上對稱分布有三組連桿機構(gòu)，力矩轉(zhuǎn)盤和連桿機構(gòu)之間連接有第一彈性元件，所述的連桿機構(gòu)包括一根設(shè)有中心孔的長連桿，長連桿兩端通過銷軸連接有短連桿，短連桿上連接有連接板，連接板上連接有永磁轉(zhuǎn)盤，永磁轉(zhuǎn)盤上安裝有永磁體，長連桿上設(shè)有用于安裝第一彈性元件的固定孔，所述的第一彈性元件為螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧；本實用新型利用機械式的彈性元件提供彈性力矩或作用力，以補償永磁耦合調(diào)速器由永磁體產(chǎn)生的軸向吸引力，使磁力與機械彈力相互轉(zhuǎn)換。
【專利說明】一種永磁耦合調(diào)速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于機械傳動領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)節(jié)隙的盤式永磁耦合技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 盤式永磁耦合器，采用電磁感應(yīng)原理，使導(dǎo)體盤與永磁盤產(chǎn)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生力 矩，從而實現(xiàn)無接觸的傳動，這與感應(yīng)電機的原理相同，采用滑差的方式，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。 為了實現(xiàn)可調(diào)節(jié)的力矩輸出，人們從電磁原理著手，對耦合的磁場進行調(diào)節(jié)：一種是采用變 面積的方式在不改變磁密的情況下改變磁通量的大小，一種是采用變氣隙的方法改變磁阻 從而改變磁場的大小。前者多為圓筒式永磁耦合調(diào)速器，后者多為盤式永磁耦合器調(diào)速器。
[0003] 盤式永磁耦合調(diào)速器具有加工簡單，安裝方便，體積小，重量輕等諸多技術(shù)優(yōu) 勢，因此一些相關(guān)的技術(shù)專利應(yīng)運而生，具有代表性的如中國專利CN1140042C，美國專利 US6005317。
[0004] 然而，由于永磁體的存在，導(dǎo)體盤與永磁盤之間產(chǎn)生了軸向磁拉力，即使在轉(zhuǎn)盤不 工作時，這一磁拉力也存在。盤式永磁耦合調(diào)速器就必須克服這一阻力才能對氣隙進行自 由的調(diào)節(jié)，這導(dǎo)致氣隙調(diào)節(jié)機構(gòu)(執(zhí)行器）需要提供較大的力矩。
[0005] 同時考慮到現(xiàn)有技術(shù)的氣隙調(diào)節(jié)機構(gòu)一般設(shè)置于設(shè)備外部，并不隨轉(zhuǎn)軸一同旋 轉(zhuǎn)，還必須把這一阻力由軸承傳遞出來，這又導(dǎo)致了軸承需要承受較大的軸向負載，即必須 具有止推功能，在現(xiàn)有軸承技術(shù)的情況下，高速旋轉(zhuǎn)的止推功能是困難的，因而制約了調(diào)節(jié) 盤式永磁耦合調(diào)速器朝大容量高轉(zhuǎn)速方向的發(fā)展。
[0006] 為了選用能承受更大載荷的軸承，設(shè)計者不得不選用尺寸更大的軸承，這又導(dǎo)致 軸承占用了導(dǎo)體盤的空間，減少了導(dǎo)體散熱面積，設(shè)計者不得不在各種技術(shù)問題之間進行 反復(fù)的對比選擇。一種可在一定范圍內(nèi)替代的方法是，減小永磁體的用量，以減少永磁軸向 吸引力，然而這勢必降低磁能密度，增大永磁耦合調(diào)速器的體積和成本。 實用新型內(nèi)容
[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種高速大容量的永磁耦合調(diào)速 器技術(shù)解決方案，該技術(shù)能有效克服永磁體產(chǎn)生的軸向吸引力，減小調(diào)節(jié)負荷，并使永磁耦 合調(diào)速器結(jié)構(gòu)緊湊。
[0008] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種永磁耦合調(diào)速器，包括底 座以及設(shè)于底座上的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上平行設(shè)置有兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤的外緣水平連接 有連接桿，轉(zhuǎn)軸上還設(shè)有位于兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤之間的力矩轉(zhuǎn)盤，力矩轉(zhuǎn)盤上對稱分布有三組連 桿機構(gòu)，力矩轉(zhuǎn)盤和連桿機構(gòu)之間連接有第一彈性元件，所述的連桿機構(gòu)包括一根設(shè)有中 心孔的長連桿，長連桿兩端通過銷軸連接有短連桿，短連桿上連接有連接板，連接板上連接 有永磁轉(zhuǎn)盤，永磁轉(zhuǎn)盤上安裝有永磁體，長連桿上設(shè)有用于安裝第一彈性元件的固定孔，所 述的第一彈性元件為螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧。
[0009] 所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其永磁體上連接有可沿轉(zhuǎn)軸滑動的移動調(diào)節(jié)總成， 所述的移動調(diào)節(jié)總成包括套設(shè)于轉(zhuǎn)軸上的移動坐套，移動坐套上設(shè)有第一軸承，第一軸承 上設(shè)有移動外套筒。
[0010] 所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其轉(zhuǎn)軸上設(shè)有第二軸承，第二軸承上安裝有支撐單 元，支撐單元上設(shè)有套裝于轉(zhuǎn)軸上的第二彈性元件。
[0011] 所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其第二彈性元件包括壓縮彈簧以及連接在壓縮彈簧 兩端的固定環(huán)和滑移環(huán)。
[0012] 所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有散熱器。
[0013] 本實用新型的有益效果是：利用機械式的彈性元件提供彈性力矩或作用力，以補 償永磁耦合調(diào)速器由永磁體產(chǎn)生的軸向吸引力，使磁力與機械彈力相互轉(zhuǎn)換，與現(xiàn)有技術(shù) 相比，彈性補償元件大輻度地抵消了永磁軸向磁力，減了小軸承軸向負荷，從而使永磁耦合 調(diào)速器軸承尺寸大幅減小，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性上升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實用新型連桿機構(gòu)的立體圖；
[0016] 圖3是本實用新型移動調(diào)節(jié)總成的縱剖圖；
[0017] 圖4是本實用新型第一彈性元件的裝配立體示意圖；
[0018] 圖5是本實用新型第二彈性元件的立體圖。
[0019] 各附圖標記為：1 一導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，2-連接桿，3-永磁轉(zhuǎn)盤，4一永磁體，5-散熱器， 6-移動調(diào)節(jié)總成，7-第一軸承，8-移動外套筒，9一支撐單兀，10-轉(zhuǎn)軸，11 一底座，12- 氣隙，13-力矩轉(zhuǎn)盤，14 一第一彈性元件，15-連桿機構(gòu)，16-第二彈性元件，17-第二軸 承，18-移動坐套，19一長連桿，20-連接板，21-短連桿，22-銷軸，23-固定孔，24-中心 孔，26-固定環(huán)，27-壓縮彈簧，28-滑移環(huán)。

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0021] 參照圖1所示，本實用新型公開了一種永磁耦合調(diào)速器，包括底座11以及設(shè)于底 座11上的轉(zhuǎn)軸10,轉(zhuǎn)軸10上平行設(shè)置有兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1，導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1上還設(shè)有散熱器5， 兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1的外緣水平連接有連接桿2,轉(zhuǎn)軸10上還設(shè)有位于兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1之間的力矩 轉(zhuǎn)盤13,如圖4所示，力矩轉(zhuǎn)盤13上對稱分布有三組連桿機構(gòu)15,力矩轉(zhuǎn)盤13和連桿機構(gòu) 15之間連接有第一彈性元件14,如圖2所示，所述的連桿機構(gòu)15包括一根設(shè)有中心孔24的 長連桿19,長連桿19通過中心孔24可繞轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)，長連桿19兩端通過銷軸22連接有 短連桿21，短連桿21可繞銷軸22自由旋轉(zhuǎn)，短連桿21上連接有連接板20,連接板20上設(shè) 有銷孔，連接板20上通過銷孔連接有永磁轉(zhuǎn)盤3,永磁轉(zhuǎn)盤3上安裝有永磁體4,長連桿19 上設(shè)有用于安裝第一彈性元件14的固定孔23,通過長連桿19與短連桿21的旋轉(zhuǎn)運動，可 將永磁轉(zhuǎn)盤3的對向或反向的平移運動轉(zhuǎn)化為兩連桿的旋轉(zhuǎn)運動，或相反，所述的第一彈 性元件14為螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧，這樣兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1之間就相對設(shè)置有兩組永磁轉(zhuǎn)盤3,導(dǎo)體轉(zhuǎn) 盤1旋轉(zhuǎn)可帶動永磁轉(zhuǎn)盤3旋轉(zhuǎn)，永磁體4與導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1間隔一定距離，稱為氣隙12,連桿 機構(gòu)15兩端分別連接永磁轉(zhuǎn)盤3以后可實現(xiàn)永磁轉(zhuǎn)盤3相向或背向的移動，其中一側(cè)的永 磁體4上連接有可沿轉(zhuǎn)軸10滑動的移動調(diào)節(jié)總成6,移動調(diào)節(jié)總成6沿轉(zhuǎn)軸10軸線滑動并 最終帶動永磁轉(zhuǎn)盤3 -起滑動，從而調(diào)節(jié)氣隙12的大小，三組連桿機構(gòu)15和螺旋式扭轉(zhuǎn)彈 簧呈對稱分布，以保證與連桿機構(gòu)15連接的永磁轉(zhuǎn)盤3的平行移動，當永磁轉(zhuǎn)盤3與導(dǎo)體 盤1之間的氣隙12較小時，永磁體4產(chǎn)生的軸向吸引力較大，而同時第一彈性元件14的扭 轉(zhuǎn)角度較大，能提供較大的扭轉(zhuǎn)力矩，通過連桿機構(gòu)15,作用于永磁轉(zhuǎn)盤3上，用于補償永 磁吸引力，這樣可以實現(xiàn)大幅度的永磁吸引力的補償，使其作用力不會進一步向外傳遞至 移動調(diào)節(jié)總成6,所述的移動調(diào)節(jié)總成6包括套設(shè)于轉(zhuǎn)軸10上的移動坐套18,如圖3所示， 移動坐套18跟隨轉(zhuǎn)軸10同步旋轉(zhuǎn)，移動外套筒8轉(zhuǎn)速為零，移動坐套18上設(shè)有第一軸承 7,第一軸承7上設(shè)有移動外套筒8,第一軸承7支撐移動坐套18與移動外套筒8,并在移動 調(diào)節(jié)總成6移動時為兩者傳遞必要的作用力。
[0022] 考慮到第一彈性元件的空間的限制，還可設(shè)置第二彈性元件16進一步補償。所述 的轉(zhuǎn)軸10上設(shè)有第二軸承17,第二軸承17上安裝有支撐單元9,支撐單元9能支撐轉(zhuǎn)軸10， 支撐單元9上設(shè)有套裝于轉(zhuǎn)軸10上的第二彈性元件16,如圖5所示，所述的第二彈性元件 16包括壓縮彈簧27以及連接在壓縮彈簧27兩端的固定環(huán)26和滑移環(huán)28,其一端固定于 轉(zhuǎn)軸10上，另一端自由，當移動調(diào)節(jié)總成6與之接觸并進一步靠近，第二彈性元件16可沿 軸線壓縮，并提供與壓縮方向相反的作用力，通過這一作用關(guān)系，使永磁吸力轉(zhuǎn)化為內(nèi)力， 而不通過軸承向外傳遞，減小了軸承所受的軸向力，從而降低軸承尺寸，為導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤1與散 熱器5讓出空間，可配置更多永磁體4和散熱器5,因此是一種高速大功率的永磁耦合調(diào)速 器的有效解決方案。
[0023] 所述的第一彈性元件14和第二彈性元件16可根據(jù)需要進行配置，兩元件可省去 其中之一，一般情況下，應(yīng)優(yōu)選配置第一彈性元件14。
[0024] 上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，以及部分運用的實施例， 對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種永磁耦合調(diào)速器，包括底座（11)以及設(shè)于底座（11)上的轉(zhuǎn)軸（10)，轉(zhuǎn)軸（10)上 平行設(shè)置有兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤（1)，兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤（1)的外緣水平連接有連接桿（2)，其特征在于： 轉(zhuǎn)軸（10)上還設(shè)有位于兩導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤（1)之間的力矩轉(zhuǎn)盤（13)，力矩轉(zhuǎn)盤（13)上對稱分布 有三組連桿機構(gòu)（15)，力矩轉(zhuǎn)盤（13)和連桿機構(gòu)（15)之間連接有第一彈性元件（14)，所述 的連桿機構(gòu)（15)包括一根設(shè)有中心孔（24)的長連桿（19)，長連桿（19)兩端通過銷軸（22) 連接有短連桿（21)，短連桿（21)上連接有連接板（20 )，連接板（20 )上連接有永磁轉(zhuǎn)盤（3 )， 永磁轉(zhuǎn)盤（3)上安裝有永磁體（4)，長連桿（19)上設(shè)有用于安裝第一彈性元件（14)的固定 孔（23)，所述的第一彈性元件（14)為螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其特征在于，所述的永磁體（4)上連接 有可沿轉(zhuǎn)軸（10)滑動的移動調(diào)節(jié)總成（6)，所述的移動調(diào)節(jié)總成（6)包括套設(shè)于轉(zhuǎn)軸（10) 上的移動坐套（18)，移動坐套（18)上設(shè)有第一軸承（7)，第一軸承（7)上設(shè)有移動外套筒 (8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)軸（10)上設(shè)有 第二軸承（17 )，第二軸承（17 )上安裝有支撐單元（9 )，支撐單元（9 )上設(shè)有套裝于轉(zhuǎn)軸（10 ) 上的第二彈性元件（16)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其特征在于，所述的第二彈性元件 (16 )包括壓縮彈簧（27 )以及連接在壓縮彈簧（27 )兩端的固定環(huán)（26 )和滑移環(huán)（28 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種永磁耦合調(diào)速器，其特征在于，所述的導(dǎo)體 轉(zhuǎn)盤（1)上還設(shè)有散熱器（5 )。
【文檔編號】H02K49/10GK203896170SQ201420285844
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】楊高, 李爭光, 李琨 申請人:中國船舶重工集團公司第七一二研究所