专利名称：永磁涡流联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种联轴器，特别是一种能够将主动轴动力通过磁力的作用传递
给被动轴，从而带动被动轴异步步旋转，并可按工况要求限定最大传递转矩保护的永磁涡 流联轴器。
背景技术：
目前机械领域广泛使用的联轴器是机械式联轴器和液力耦合器，其中机械式联轴 器使用量约占93%以上。机械式联轴器是刚性联结、机械力传递转矩。联轴器安装时，一 方面存在轴向偏移误差将产生恢复力和力矩，从而增加了设备邻近部件(如轴、轴承)的 载荷；另一方面存在径向和角向偏移误差将产生交变载荷，从而引起设备的高频震动；刚 性联结还使原动机在启动瞬间产生冲击性过载。在失效的联轴器中，90%是因振动疲劳造 成，10%是因冲击性过载造成。电机启动的瞬时冲击电流即堵转电流，一般是其额定电流的 4 7倍；电机启动的瞬时电流峰值与是否负载启动基本无关；但负载启动时将延长电流峰 值的持续时间(即启动时间)，使电机迅速发热，影响电机的使用寿命，甚至有烧毁电机的 危险。为避免负载启动带来的不良后果，用户在对电机匹配选型时都尽可能增大功率余富 量，使机电设备中"大马拉小车"的现象较普遍，浪费了大量的能源。机械联轴器的过载保 护功能，也仅限于极限情况下，即以破坏性牺牲联轴器的方式来确保原动机和设备的安全。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服机械联轴器存在的安装精度要求高、刚性震动传递、 过载保护不可逆、启动冲击力大等不足，提供一种无机械链接、可实现缓冲启动、可逆过载 保护、降低了安装精度要求的联轴器。
本实用新型的技术方案为一种永磁涡流联轴器，包括装于被动轴上的导电旋转
体和主动轴上的永磁旋转体，所述的导电旋转体包括两片固装于被动轴上的且相互平行的
圆环形驱动板，圆环形驱动板相对面上固装有环形导电体，两片圆环形驱动板之间通过支
撑板连接，所述的驱动板、支撑板形成一个磁感应腔，环形导电体的两个相对面为磁感应工
作面；所述的永磁旋转体位于磁感应腔内，并与磁感应腔同轴设置，永磁旋转体包括驱动
轴，套装于驱动轴上的两组磁驱动体、与磁驱动体相接的永磁体安装架以及位于永磁体安
装架上的永磁体，所述的安装架与导电体相对面的同一圆周上嵌装有永磁体，且永磁体的
磁极面按照"N-S-N"相间隔的顺序排列成多级磁环。 优选的是所述的永磁体为扇形。
优选的是所述的导电旋转体的圆环形驱动板为磁极的正面磁轭。 优选的是所述的永磁体的相对面上设置有环形衬板，环形衬板为磁极的背面磁轭。 优选的是所述的环形衬板上安装有限矩器，所述的限矩器包括底座、支动体以及 扭簧，静态时，支动体在扭簧的作用下与底座垂直。[0009] 优选的是所述的导电旋转体的圆环形驱动板通过输入轴套和输入胀紧套固装于 被动轴上。 优选的是所述的驱动轴的截面为多边形，驱动轴通过输出轴套和输出胀紧套与 主动轴相接。
优选的是所述的驱动板的外侧安装有散热片。
优选的是所述的永磁体安装架为铝质。
优选的是所述的导电体设置为铜环。 本实用新型的有益效果为本实用新型结构简单、安装简便、可实现缓冲启动、可 逆完全过载保护。
图1为本实用新型联轴器的结构示意图 图2为本实用新型可与被动轴连接的导电旋转体部分的结构示意图 图3图2A-A的剖视结构示意图 图4为本实用新型可与主动轴连接的永磁旋转体的结构示意图 图5为本实用新型图4中B向的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
—种永磁涡流联轴器，包括装于被动轴1上的导电旋转体和主动轴2上的永磁旋 转体，所述的导电旋转体包括两片固装于被动轴1上的且相互平行的圆环形驱动板3，圆环 形驱动板3相对面上固装有环形导电体4，两片圆环形驱动板3之间通过支撑板5连接，所 述的驱动板3、支撑板5形成一个磁感应腔6，环形导电体4的两个相对面为磁感应工作面； 所述的永磁旋转体位于磁感应腔6内，并与磁感应腔6同轴设置，永磁旋转体包括驱动轴 12，套装于驱动轴12上的两组磁驱动体7、与磁驱动体7相接的永磁体安装架9以及位于 永磁体安装架9上的永磁体8，所述的安装架9与导电体4相对面的同一圆周上嵌装有永 磁体8，且永磁体8的磁极面按照"N-S-N"相间隔的顺序排列成多级磁环。所述的永磁体8 为扇形。所述的导电旋转体的圆环形驱动板3为磁极的正面磁轭。所述的永磁体8的相对 面上设置有环形衬板16，环形衬板16为磁极的背面磁轭。所述的环形衬板16上安装有限 矩器，所述的限矩器包括底座17、支动体18以及扭簧19，静态时，支动体18在扭簧19的作 用下与底座17垂直。所述的导电旋转体的圆环形驱动板3通过输入轴套10和输入胀紧套 11固装于被动轴1上。所述的驱动轴12的截面为多边形，驱动轴12通过输出轴套13和输 出胀紧套14与主动轴相接。所述的驱动板3的外侧安装有散热片15。所述的永磁体安装 架9为铝质。所述的导电体4设置为铜环。 工作时，将永磁旋转体和导电旋转体分别装入主动轴1和被动轴2上，调整永磁体 8极面与导电体4铜环平面之间的间距即"气隙"，通过无键联结胀套各自固定于轴上，此时 联轴器的主、被动端可相对独立转动，二者之间无任何机械联结，当永磁旋转体和导电旋转 体之间存在相对转动时，导电旋转体端面上的多级磁环就会在铜环表面上感应出多个涡电 流环，各涡电流环又将感应出多个感生磁场并与各级永磁磁场相互作用，从而驱使导电旋转体与永磁旋转体异步同向转动，实现转矩的传递。
缓冲启动过程 本实用新型联轴器的永磁旋转体与电机联接、导电旋转体与负载联接。电机通电 瞬间，定子旋转磁场即刻达到了同步转速，而转子因惯性力的作用静止未动，因此联轴器二 个旋转体的相对转速差为零，通过联轴器作用于电机转子的负载阻转矩也为零。而普通机 械联轴器，此时作用于电机轴的阻转矩等于负载的静阻转矩，且略大于电机的额定转矩； 随着电机转子的加速，其电磁转矩迅速增大，同时联轴器二个旋转体的转速差逐 渐增大开始传递永磁转矩作用于负载；当联轴器传递的永磁转矩大于负载静阻转矩时，负 载开始启动加速，而电机转子的电磁转矩此时已接近其最大值且继续加速。电机转子的电 磁转矩达到最大值后开始减小，逐渐与负载转矩平衡在额定工作点，开始稳定运行，启动过 程结束。 由上述过程可知，本实用新型联轴器缓冲启动的实质是在电机启动瞬间可延迟负 载转矩作用于电机转子，从而使电机能在轻载下迅速启动进入稳定工作状态。
限矩器的作用过程如下 本实用新型联轴器在静态时，永磁体与导电体之间的间隙称为初始气隙t。。限矩 器由座体、支动体和扭簧组成，座体底面安装固定在其中一只永磁转动体的背面，静态时支 动体在扭簧作用下与座体底面呈90。夹角，支撑在两只永磁转动体之间，并留有一定的间 隙h。 当电机在启动或运行时过载至限定转矩时(略大于额定转矩)；本实用新型联轴 器二个永磁旋转体在达到设定的限矩转速差时，可自动增大气隙至(t。+h)，此时传递的最 大永磁转矩被限定在略大于额定转矩，电机仍可正常运转。 当电机运行在大于限矩转速时，限矩器的支动体在离心力作用下克服扭簧力与座 体底面呈约30°夹角状态；如果负载突然严重过载或卡死，负载转速将在瞬间突降或为零 速，联轴器的转速差也将在瞬间增大，二个永磁旋转体将自动轴向移动靠拢，使气隙迅速增 大至传递永磁转矩为零，电机得到完全保护。 电机停机后，二个永磁旋转体自动复位至初始气隙位置；限矩器支动体在扭簧作 用下重新与座体底面呈90。夹角；联轴器自动恢复重启动状态。
权利要求一种永磁涡流联轴器，包括装于被动轴上的导电旋转体和主动轴上的永磁旋转体，其特征在于所述的导电旋转体包括两片固装于被动轴上的且相互平行的圆环形驱动板，圆环形驱动板相对面上固装有环形导电体，两片圆环形驱动板之间通过支撑板连接，所述的驱动板、支撑板形成一个磁感应腔，环形导电体的两个相对面为磁感应工作面；所述的永磁旋转体位于磁感应腔内，并与磁感应腔同轴设置，永磁旋转体包括驱动轴，套装于驱动轴上的两组磁驱动体、与磁驱动体相接的永磁体安装架以及位于永磁体安装架上的永磁体，所述的安装架与导电体相对面的同一圆周上嵌装有永磁体，且永磁体的磁极面按照“N-S-N”相间隔的顺序排列成多级磁环。
2. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的永磁体为扇形。
3. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的导电旋转体的圆环形驱 动板为磁极的正面磁轭。
4. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的永磁体的相对面上设置 有环形衬板，环形衬板为磁极的背面磁轭。
5. 如权利要求4所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的环形衬板上安装有限矩 器，所述的限矩器包括底座、支动体以及扭簧，静态时，支动体在扭簧的作用下与底座垂直。
6. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的导电旋转体的圆环形驱 动板通过输入轴套和输入胀紧套固装于被动轴上。
7. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的驱动轴的截面为多边形， 驱动轴通过输出轴套和输出胀紧套与主动轴相接。
8. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的驱动板的外侧安装有散 热片。
9. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的永磁体安装架为铝质。
10. 如权利要求1所述的永磁涡流联轴器，其特征在于所述的导电体设置为铜环。
专利摘要本实用新型涉及一种永磁涡流联轴器，包括装于被动轴上的导电旋转体和主动轴上的永磁旋转体，所述的导电旋转体包括两片固装于被动轴上的且相互平行的圆环形驱动板，圆环形驱动板相对面上固装有环形导电体，两片圆环形驱动板之间通过支撑板连接，所述的驱动板、支撑板形成一个磁感应腔，环形导电体的两个相对面为磁感应工作面；所述的永磁旋转体位于磁感应腔内，并与磁感应腔同轴设置，永磁旋转体包括驱动轴，套装于驱动轴上的两组磁驱动体、与磁驱动体相接的永磁体安装架以及位于永磁体安装架上的永磁体，所述的安装架与导电体相对面的同一圆周上嵌装有永磁体，且永磁体的磁极面按照“N-S-N”相间隔的顺序排列成多级磁环。本实用新型结构简单、安装简便、可实现缓冲启动、可逆完全过载保护。
文档编号H02K51/00GK201550013SQ20092027096
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者崔立春, 李宾, 祝玉生 申请人:青岛博远船舶机械有限公司