本實用新型涉及機(jī)械動力傳動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁渦流柔性傳動的軟啟動與限矩型帶輪驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

帶式傳動以張緊在至少兩輪上的膠帶作為中間撓性件，靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運(yùn)動與動力。它雖有緩沖、吸振、過載保護(hù)作用，但緩沖吸振是有限的，打滑使帶壽命縮短，與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象。

有些設(shè)備要求帶負(fù)荷啟動，較大的負(fù)載和慣性力的沖擊易損壞傳動帶與傳動機(jī)構(gòu)或縮短其使用壽命，因此安全可靠的啟動特性對工作機(jī)和電動機(jī)的保護(hù)相當(dāng)重要。

為了解決上述問題，傳動中采用了限矩型液力耦合器作為軟啟動裝置（例如CN201073191Y）。但由于該液力耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，現(xiàn)場維護(hù)較為困難；安裝不同心時易發(fā)生異常噪音，會使電機(jī)與減速器的振動大，同時造成軸承、密封圈的損壞；傳動效率低，不穩(wěn)定，影響皮帶輸送能力；液力耦合器漏油時需要定期加油，更換密封、軸承，現(xiàn)場難以準(zhǔn)確控制充液量，使皮帶輸送機(jī)功率不可控。

CN 203398973 U 內(nèi)輻射環(huán)式靜態(tài)調(diào)速帶輪型永磁聯(lián)軸器，盡管從原理上解決了軟啟動、過載滑差保護(hù)與停機(jī)調(diào)速問題；但是，帶輪遠(yuǎn)離電機(jī)使電機(jī)軸產(chǎn)生很大的彎矩，傳動會導(dǎo)致不可行。

CN 202790213 U 抽油機(jī)軟啟動耦合器，四塊離心塊其外圓面上貼有摩擦片，主動輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時離心塊在離心力的作用下靠向耦合鼓輪，與耦合鼓輪發(fā)生摩擦傳遞扭矩；該結(jié)構(gòu)離心力不易掌握控制，可靠性存在問題。

加裝變頻器，通過改變拖動裝置的電特性來達(dá)到較好的軟啟動效果，但是該方案也存在電氣復(fù)雜、可靠性降低、啟動轉(zhuǎn)矩不足問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種永磁渦流柔性傳動的軟啟動與限矩型帶輪驅(qū)動裝置

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種軟啟動與限矩型帶輪驅(qū)動裝置，它包括有主動部件與從動部件，主動部件含與電機(jī)連接的電機(jī)輸出軸、漲緊連接件、軸套、永磁轉(zhuǎn)子，從動部件含通過腹板支撐的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體、小帶輪、軸承，其特征在于：軸套通過漲緊連接件連接在電機(jī)輸出軸上，軸套上安裝有永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子外緣設(shè)置有永磁體；小帶輪設(shè)置在靠近電機(jī)的電機(jī)輸出軸處，并由一對滾動軸承支撐在該電機(jī)輸出軸上。

上述的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體內(nèi)緣固定有筒型導(dǎo)電體，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體上的腹板與小帶輪用螺釘連為一體。

如上所述的漲緊連接件為漲緊套。

為了便于散熱，在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體外緣處設(shè)置有散熱溝槽；另外，在軸套上設(shè)置有對產(chǎn)生渦流熱量進(jìn)行冷卻的葉輪風(fēng)扇，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體上的腹板還開有通風(fēng)孔。

本結(jié)構(gòu)的主動部件從動部件之間由滾動軸承支撐分離，相互獨(dú)立運(yùn)動；永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間通過一筒型空氣隙分開，當(dāng)永磁體與導(dǎo)電體做相對運(yùn)動時，在導(dǎo)電體中就產(chǎn)生渦電流及感應(yīng)磁場。由于永磁磁場與電磁場的相互作用，產(chǎn)生了傳動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了原動機(jī)與負(fù)載之間的無接觸轉(zhuǎn)矩傳輸。本實用新型為磁力柔性連接，可實現(xiàn)軟啟動、減振與過載保護(hù)。

本實用新型的特點(diǎn)是小帶輪靠近原動機(jī)，帶傳動的壓軸力對電機(jī)軸產(chǎn)生的彎矩減小。小帶輪由一對滾動軸承支撐在電動機(jī)的輸出軸上，與電機(jī)軸相互獨(dú)立

運(yùn)動。

導(dǎo)體轉(zhuǎn)子外緣加工有散熱溝槽，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子腹板開有通風(fēng)孔，軸套上裝有風(fēng)扇葉輪對產(chǎn)生的渦流熱量進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明可帶來以下有益效果：

延遲啟動時間，減少啟動電流的峰值與持續(xù)時間，在電動機(jī)的選型上將可以選用容量較小的電動機(jī)。

在發(fā)生過載時，能迅速脫離耦合，對電機(jī)、傳動件與膠帶不會造成損害，延長了電機(jī)、傳動件的使用壽命

傳動平穩(wěn)，減少振動和噪音，系統(tǒng)的能耗減少。與液力耦合器相比，能耗上會降低2％—3％。

傳動效率在96％以上；縮短平均故障時間。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖2為本實用新型的傳動轉(zhuǎn)矩與滑動速度(轉(zhuǎn)差)的關(guān)系曲線圖。

附圖中的主要部件說明：1為電機(jī)輸出軸，2為漲緊套，3為軸套，4為鍵，5為永磁轉(zhuǎn)子體，6為永磁體，7為葉輪風(fēng)扇，8為螺母，9為筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體，10為筒型導(dǎo)電銅板，11為螺釘，12為小帶輪，13為軸承，14為散熱溝槽，15為通風(fēng)孔。

具體實施方式

如圖1-2所示，本實用新型具體結(jié)構(gòu)與裝配方案如下:

主動部件為電機(jī)連接的電機(jī)輸出軸1，漲緊套2、軸套、永磁轉(zhuǎn)子體5；從動部件為通過腹板支撐的筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9，小帶輪12，軸承13；軸套3通過漲緊套連接在電機(jī)輸出軸1上，軸套3上安裝有永磁轉(zhuǎn)子體5，永磁轉(zhuǎn)子體5外緣設(shè)置有永磁體6；小帶輪12設(shè)置在靠近電機(jī)輸出軸1處，并由一對滾動軸承13支撐在該電機(jī)輸出軸1上。在筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9內(nèi)緣固定有筒型導(dǎo)電銅板，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9上的腹板與小帶輪12用螺釘11連為一體。

另外，在筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9外緣處設(shè)置有散熱溝槽14；在軸套3上設(shè)置有對產(chǎn)生渦流熱量進(jìn)行冷卻的葉輪風(fēng)扇7，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9上的腹板還開有通風(fēng)孔15。

具體地說，電機(jī)輸出軸1通過漲緊套2與軸套3連接，軸套3通過鍵4與永磁轉(zhuǎn)子體5連接，永磁轉(zhuǎn)子體的外緣黏結(jié)永磁體6，并用防護(hù)套保護(hù)，磁體N、S極交替排列。筒型導(dǎo)電銅板10用螺釘固定在筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9的內(nèi)緣，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體的腹板與小帶輪12用螺釘11連接為一體。小帶輪軸孔與一對滾動軸承13外環(huán)配合，滾動軸承內(nèi)環(huán)與軸套3配合。這樣，輸入、輸出運(yùn)動共用同一根軸，兩種運(yùn)動相互獨(dú)立。

本實用新型的傳動方式是永磁渦流柔性傳動。永磁轉(zhuǎn)子體5為主動，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體9為從動，二者之間通過一筒型固定空氣隙分開。當(dāng)電機(jī)帶動永磁體高速旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)相對運(yùn)動原理，導(dǎo)電體銅板切割磁力線，在導(dǎo)電體中就產(chǎn)生渦電流，渦電流又產(chǎn)生感應(yīng)磁場。由于永磁磁場與感應(yīng)磁場的相互作用，產(chǎn)生了傳動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了電機(jī)與小帶輪之間的無接觸轉(zhuǎn)矩傳輸。在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度的大小取決于帶輪負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小，此時永磁轉(zhuǎn)子會受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用，電磁轉(zhuǎn)矩隨著導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子的滑差不斷調(diào)整，維持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

本實用新型的軟啟動過程如下：

電機(jī)啟動時，永磁轉(zhuǎn)子體與電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，由于筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體上的筒型導(dǎo)電銅板10與永磁轉(zhuǎn)子的磁體有固定的氣隙，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體與小帶輪并不能立即旋轉(zhuǎn)，即電機(jī)空載啟動。電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體的筒型導(dǎo)電銅板10與永磁體產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，在交變磁場作用下產(chǎn)生渦電流，渦電流產(chǎn)生感應(yīng)磁場與永磁場復(fù)合作用，使筒型導(dǎo)體轉(zhuǎn)子體與小帶輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。圖2為某軟啟動與限矩型帶輪驅(qū)動裝置的傳動轉(zhuǎn)矩與滑動速度（轉(zhuǎn)差）的關(guān)系曲線。隨著滑動速度的增加，轉(zhuǎn)矩很快達(dá)到最大值500Nm，電機(jī)達(dá)額定轉(zhuǎn)速，此滑動速度200r/min為最佳工作點(diǎn)。此過程的時間比帶輪直接驅(qū)動要長，就是說延長了啟動時間（延時啟動）。與此同時，啟動電流大為減少，實現(xiàn)了軟啟動。

本實用新型的限矩功能：

通過圖2可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)差在0～200r/min區(qū)間時，輸出轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)差的增大而增大，屬于磁力耦合器的正常工作范圍，輸出扭矩的最大值為500 Nm，把它作為限制轉(zhuǎn)矩（限矩）。而在轉(zhuǎn)差大于200r/min時，輸出轉(zhuǎn)矩值在達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩后逐漸回落，隨著負(fù)載的增加，輸出轉(zhuǎn)速降低，隨著轉(zhuǎn)差增大，電動機(jī)的輸入功率也小于電動機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩時的功率，這明顯體現(xiàn)出永磁渦流柔性傳動的過載保護(hù)能力。當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時，電動機(jī)輸入功率小于最大轉(zhuǎn)矩時電動機(jī)的輸入功率，也就是說在系統(tǒng)工作過程中一旦出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大于限制轉(zhuǎn)矩時，電動機(jī)的輸人功率不但不會增加反而減小，電機(jī)可以空載運(yùn)行或停機(jī)，從而保護(hù)電機(jī)、傳動件和膠帶，完全實現(xiàn)了過載保護(hù)。

當(dāng)然準(zhǔn)確計算永磁渦流柔性傳動的限制轉(zhuǎn)矩，使其大于電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，才能實現(xiàn)限矩功能。

永磁渦流柔性傳動是靠轉(zhuǎn)差來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞，轉(zhuǎn)差越大，聯(lián)軸器傳遞力矩越大，產(chǎn)生的渦流熱也大。本實用新型屬于限矩型永磁渦流柔性傳動，正常運(yùn)轉(zhuǎn)滑動率不超過5%，渦流熱量通過轉(zhuǎn)子上裝有風(fēng)扇葉輪旋轉(zhuǎn)強(qiáng)制風(fēng)冷。