专利名称：一种异步永磁耦合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种联接装置，尤其涉及一种联轴器，特别涉及一种通过磁力实现联接目的的一种异步永磁耦合器。
背景技术：
联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)，并使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两个部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。目前，在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，通过机械力传递转矩。这种机械式联轴器往往存在以下问题(I)对安装精度要求高。这是因为，一旦安装精度不到位，会产生轴向偏移误差，产生了恢复力和力矩，增加了设备邻近部件(如轴、轴承)的载荷；另外，·还可能产生径向和角向偏移误差，产生了交变载荷，从而引起设备的高频震动。(2)由于通过刚性联结，容易造成原动机在启动瞬间产生冲击性过载，造成联轴器失效。(3)启动冲击力大，过载保护不可逆。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。虽然电机启动的瞬时电流峰值与负载是否启动基本无关，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，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针对现有机械联轴器存在的上述问题，提供了一种异步永磁耦合器，所述异步永磁耦合器无机械联结，实现了缓冲启动和可逆过载保护，并降低了对安装精度的要求。本实用新型的技术方案是一种异步永磁耦合器，包括安装在被动轴上的导电旋转体和安装在主动轴上的永磁旋转体；所述导电旋转体包括支撑柱、两片圆环形驱动板和两片磁轭环板，所述两片圆环形驱动板通过支撑柱连接并固定在支撑柱上，所述磁轭环板穿在支撑柱上并沿支撑柱滑动，所述环形驱动板和磁轭环板相互平行；所述两片磁轭环板和支撑柱形成磁感应腔F ;所述两片磁轭环板相对的一侧设有环形导电体；所述永磁旋转体位于磁感应腔F内，并与磁感应腔F同轴；所述永磁旋转体包括载磁盘和永磁体,所述永磁体嵌装在载磁盘与环形导电体相对的一侧。优选的是，所述圆环形驱动板上设有限矩器，所述限矩器包括底座、扭簧和支动体，所述底座固定在环形驱动板上。优选的是，所述永磁体为矩形，所述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。[0008]优选的是，所述导电旋转体的圆环形驱动板通过输出轴套和输入胀紧套固定在被动轴上；所述永磁旋转体的载磁盘通过输入轴套和输入胀紧套固定在主动轴上。优选的是，所述的载磁盘为铝质，所述环形导电体为铜质。优选的是，所述磁轭环板与支撑柱间设有可滑行的铜套，所述磁轭环板通过挡圈固定在铜套上。优选的是，所述限矩器在静态时，所述支动体在扭簧的作用下与底座和磁轭环板垂直。本实用新型的工作原理工作时，将永磁旋转体和导电旋转体分别装入主动轴和被动轴上，调整永磁体9与导电体10之间的间距即“气隙”，此时耦合器的主、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的永磁旋转体与电机联结，导电旋转体与负载联结。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，永磁旋转体与导电旋转体的相对转速差为零，通过耦合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，永磁旋转体与导电旋转体的转速差也逐渐增大，并开始传递永磁转矩作用于负载；当耦合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，本实用新型在电机启动瞬间可延迟负载转矩作用于电机转子，使电机能在轻载下迅速启动进入稳定工作状态，实现了缓冲启动。限矩器的作用过程本实用新型在静态时，永磁旋转体与导电旋转体之间的间隙称为初始气隙to。限矩器4的底座4a安装、固定在两片圆环形驱动板3、12上，静态时支动体4c在扭簧4b作用下与底座4a呈90°角，支撑着磁轭环板7，但留有一定的间隙h。电机在启动瞬间即达到或超过负载的额定静阻转矩，但负载因惯性力尚未启动，滑差迅速增大至启动限定转矩；对普通联轴器而言，此时负载将受到一个较大的启动冲击力；本实用新型的磁轭环板7在达到该设定的限矩转速差时，可自动增大气隙至(tO+h)，此时作用于负载的永磁转矩可在较大的滑差下逐渐达到或大于额定转矩，从而使负载免受冲击力的作用即缓冲启动。当电机正常运行，限矩器4的支动体4c在离心力作用下克服扭簧4b的作用力与底座4a呈约100°的夹角，不再支撑磁轭环板7 ;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，耦合器的转速差也将在瞬间增大，磁轭环板7将自动的沿支撑柱5移动分开，使气隙迅速增大至设定的最大间距，使永磁转矩为零，电机仍可正常运行而得到完全保护。电机停机后，磁轭环板7在永磁力吸引下自动复位至初始气隙位置；限矩器4的支动体4c在扭簧4b的作用下重新与底座4a呈90°角；耦合器自动恢复重启动状态。本实用新型的有益效果为[0018](I)永磁旋转体和导电旋转体分别固定在入主动轴和被动轴上，二者可以相对独立转动，无任何机械联结，安装精度要求低，安装简单；(2)本实用新型在电机启动瞬间可延迟负载转矩作用于电机转子，使电机能在轻载下迅速启动进入稳定工作状态,实现了缓冲启动；(3)在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，耦合器的转速差也将在瞬间增大，磁轭环板7将自动的沿支撑柱5移动分开，使气隙迅速增大至设定的最大间距，使永磁转矩为零，电机仍可正常运行，实现了可逆完全过载保护。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型导电旋转体的结构示意图；图3为图2中A-A的结构示意图；图4为本实用新型永磁旋转体的结构示意图；图5为图4中B向的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。一种异步永磁耦合器，包括安装在被动轴上的导电旋转体和安装在主动轴上的永磁旋转体。所述导电旋转体包括支撑柱5、两片圆环形驱动板3，12和两片磁轭环板7，所述两片圆环形驱动板3，12通过支撑柱5连接并固定在支撑柱5上，所述磁轭环板7穿在支撑柱5上并沿支撑柱5滑动，所述环形驱动板3，12和磁轭环板7相互平行。所述磁轭环板7与支撑柱5间设有可滑行的铜套6，所述磁轭环板7通过挡圈11固定在铜套6上。所述两片磁轭环板7相对的一侧设有环形导电体10 (铜质)。所述两片磁轭环板7和支撑柱5形成磁感应腔F ;所述永磁旋转体位于磁感应腔F内，并与磁感应腔F同轴。所述永磁旋转体包括载磁盘8 (招制)和永磁体9,所述永磁体9嵌装在载磁盘8与环形导电体10相对的一侦U。所述永磁体9为矩形，所述永磁体9的磁极面按照“N-S-N”相间隔的顺序排列成多级磁环。所述圆环形驱动板3，12上设有限矩器4，所述限矩器包括底座4a、扭簧4b和支动体4c，所述底座4a固定在圆环形驱动器3，12上。所述限矩器4在静态时，所述支动体4c在扭簧4b的作用下与底座4a垂直。所述导电旋转体的圆环形驱动板3通过输出轴套2和输入胀紧套I固定在被动轴上；所述永磁旋转体的载磁盘8通过输入轴套13和输入胀紧套I固定在主动轴上。
权利要求1.一种异步永磁耦合器，其特征在于包括安装在被动轴上的导电旋转体和安装在主动轴上的永磁旋转体；所述导电旋转体包括支撑柱(5)、两片圆环形驱动板(3，12)和两片磁轭环板(7)，所述两片圆环形驱动板(3，12)通过支撑柱(5)连接并固定在支撑柱(5)上，所述磁轭环板(7)穿在支撑柱(5)上并沿支撑柱(5)滑动，所述环形驱动板(3，12)和磁轭环板(7)相互平行；所述两片磁轭环板(7)和支撑柱(5)形成磁感应腔F ;所述两片磁轭环板(X)相对的一侧设有环形导电体(10);所述永磁旋转体位于磁感应腔F内，并与磁感应腔F同轴；所述永磁旋转体包括载磁盘(8)和永磁体(9),所述永磁体(9)嵌装在载磁盘(8)与环形导电体(10)相对的一侧。
2.根据权利要求I所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述圆环形驱动板(3，12)上设有限矩器(4)，所述限矩器包括底座(4a)、扭簧(4b)和支动体(4c)，所述底座(4a)固定在环形驱动板(3，12)上。
3.根据权利要求I所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述永磁体(9)为矩形，所述永磁体(9)的磁极面按照“N-S-N”相间隔的顺序排列成多级磁环。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述导电旋转体的圆环形驱动板(3)通过输出轴套(2)和输入胀紧套(I)固定在被动轴上；所述永磁旋转体的载磁盘(8)通过输入轴套(13)和输入胀紧套(I)固定在主动轴上。
5.根据权利要求I所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述的载磁盘(8)为铝质，所述环形导电体(10)为铜质。
6.根据权利要求I所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述磁轭环板(7)与支撑柱(5)间设有可滑行的铜套￠)，所述磁轭环板(7)通过挡圈(11)固定在铜套(6)上。
7.根据权利要求2所述的一种异步永磁耦合器，其特征在于所述限矩器(4)在静态时，所述支动体(4c)在扭簧(4b)的作用下与底座(4a)和磁轭环板(7)垂直。
专利摘要一种异步永磁耦合器，包括安装在被动轴上的导电旋转体和安装在主动轴上的永磁旋转体；所述导电旋转体包括支撑柱、两片圆环形驱动板和两片磁轭环板，所述两片圆环形驱动板通过支撑柱连接并固定在支撑柱上，所述磁轭环板穿在支撑柱上并沿支撑柱滑动；所述两片磁轭环板相对的一侧设有环形导电体；所述两片磁轭环板和支撑柱形成磁感应腔F；所述永磁旋转体位于磁感应腔F内所述永磁旋转体包括载磁盘和永磁体，所述永磁体嵌装在载磁盘与环形导电体相对的一侧。所述圆环形驱动板上设有限矩器，所述限矩器包括底座、扭簧和支动体，所述底座固定在环形驱动板上。本实用新型的有益效果无任何机械联结，安装简单，实现了缓冲启动和可逆完全过载保护。
文档编号H02K51/00GK202696447SQ201220326978
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者崔立春, 王远 申请人:崔立春, 王远