辐射环式智能保护型永磁联轴器的制造方法
【专利摘要】辐射环式智能保护型永磁联轴器，包括导体外转子、永磁内转子和智能保护装置，导体外转子包括外旋转盘和通过螺钉固定在外旋转盘上的外钢环与内钢环，外铜环、内铜环分别通过螺钉与外钢环、内钢环连接，电机轴连接套与外旋转盘通过螺钉连接，电机轴通过电机轴键条与电机轴连接套连接，电机轴胀套将电机轴固定在电机轴连接套上；永磁内转子包括辐射式整体磁环和与辐射式整体磁环通过粘胶粘连接的内旋转盘，负载轴连接套通过螺钉与内旋转盘连接，负载轴通过负载轴键条与负载轴连接套连接，负载轴胀套将负载轴固定在负载轴连接套上，智能保护装置与负载轴键条连接。本实用新型解决了现有联轴器不同时具备对中安装误差大、软启动和过载滑差保护的问题。
【专利说明】辐射环式智能保护型永磁联轴器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种联轴器，具体涉及一种辐射环式智能保护型永磁联轴器。
【背景技术】
[0002]联轴器是机械系统动力传输过程中经常使用的部件，广泛应用于石油化工、动力工业、采矿和船舶、航空航天、钢铁工业、造纸等行业。随着科学技术的不断发展，联轴器应用领域不断扩大，技术也在不断发展，新产品新技术层出不穷。
[0003]联轴器的类型较多，通常根据有无补偿相对位移的能力，划分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器具有结构简单、传递效率高的优点，也有不能过载保护、不能缓冲减震、无法补偿两轴相对位移及提供软启动功能的缺点。挠性联轴器包括无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器，前者缓冲减震能力差，后者的传递效率则较低。挠性联轴器属于接触式联轴器，对中安装误差小且很难保证，往往由于对中安装问题导致振动并缩短密封件和轴承的寿命，使设备温度升高、传递效率降低。虽然部分挠性联轴器允许在较大的对中误差条件下运行，但却会在电机和负载轴上产生周期性附加载荷，没有从根本上解决问题。另外重载机械设备必须具有“软启动和过载保护”的工作能力，以避免对设备造成很大的损害和易发生人身事故，同时减小对电网的冲击。大部分挠性联轴器无软启动和过载保护功能。虽然个别挠性联轴器能提供软启动和过载保护功能但要求对中安装误差要小，否则直接影响动力传递的效果甚至出现生产事故。现有挠性联轴器都不同时具备对中安装误差大、软启动和过载滑差保护三项功能。
[0004]在实际中，系统运行情况是复杂多变的，无论怎样严格保证两轴的对中，设备运行一段时间后都会产生振动，从而加速磨损、缩短设备寿命。为了提高旋转设备的可靠性，消除电机轴和负载轴之间联轴器的刚性联接，使得电机和负载之间振动隔离、互不影响；容许更大的对中误差，当设备受到大冲击、过载时保护设备；并能提供软启动功能，是未来联轴器发展的必然趋势。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种辐射环式智能保护型永磁联轴器，解决了现有联轴器不同时具备对中安装误差大、软启动和过载滑差保护功能的问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，辐射环式智能保护型永磁联轴器，包括导体外转子、永磁内转子和智能保护装置，导体外转子包括外旋转盘和通过螺钉固定在外旋转盘上的外钢环与内钢环，外铜环与外钢环通过螺钉连接，内铜环与内钢环通过螺钉连接，电机轴连接套与外旋转盘通过螺钉连接，电机轴通过电机轴键条与电机轴连接套连接，电机轴胀套将电机轴固定在电机轴连接套上；永磁内转子包括辐射式整体磁环和与辐射式整体磁环通过粘胶粘连接的内旋转盘，负载轴连接套通过螺钉与内旋转盘连接，负载轴通过负载轴键条与负载轴连接套连接，负载轴胀套将负载轴固定在负载轴连接套上；智能保护装置与负载轴键条连接。[0007]本实用新型的特点还在于，
[0008]导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙。
[0009]外旋转盘上设有侧面散热片，外环散热片和内环散热片分别通过螺钉与外钢环和内钢环连接。
[0010]智能保护装置包括信号检测轴和与信号检测轴通过螺钉连接的信号码盘，信号检测轴与负载轴键条连接，转速传感器与信号码盘连接，信号处理器与转速传感器通过电源线连接。
[0011]本实用新型的有益效果是，
[0012]1.本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器，采用径向气隙大小固定的双圆环式感应装置和辐射环式整体磁环结构及高效散热系统，辅以智能保护系统，通过磁力耦合作用实现电机与负载之间无接触的扭矩传递，利用高效散热，确保系统磁力工作稳定，在负载过载时通过智能保护系统实现对电机、负载设备和辐射环式智能保护型永磁联轴器的自动保护。
[0013]2.本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器为非接触式联轴器，隔振，容许较大的对中误差、安装简单，能实现软启动和过载保护，运行可靠，免维护，传递效率高，节能10?30%，大大降低了系统运行费用并延长了设备的使用寿命；还可缩小电机容量，消除“大马拉小车”现象且符合国家的“节能减排”政策。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器导体外转子的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器永磁内转子的结构示意图；
[0017]图4是本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器智能保护装置的结构示意图。
[0018]图中，1.电机轴胀套，2.电机轴连接套，3.外旋转盘，4.外钢环，5.外铜环，6.负载轴胀套，7.负载轴连接套，8.内旋转盘，9.内钢环，10.内铜环，11.侧面散热片，12.外环散热片，13.内环散热片，14.粘胶，15.辐射环式整体磁环，16.信号检测轴，17.信号码盘，18.转速传感器，19.信号处理器，20.电机轴，21.电机轴键条，22.负载轴，23.负载轴键条。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0020]辐射环式智能保护型永磁联轴器，如图1所示，包括导体外转子、永磁内转子和智能保护装置，导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙，如图2所示，导体外转子包括外旋转盘3和通过螺钉固定在外旋转盘3上的外钢环4与内钢环9，外铜环5与外钢环4通过螺钉连接，内铜环10与内钢环9通过螺钉连接，外旋转盘3上设有侧面散热片11，外环散热片12和内环散热片13分别通过螺钉与外钢环4和内钢环9连接，电机轴连接套2与外旋转盘3通过螺钉连接，电机轴20通过电机轴键条21与电机轴连接套2连接，电机轴胀套I将电机轴20固定在电机轴连接套2上；如图3所示，永磁内转子包括辐射式整体磁环15和与福射式整体磁环15通过粘胶14粘连接的内旋转盘8,负载轴连接套7通过螺钉与内旋转盘8连接，负载轴22通过负载轴键条23与负载轴连接套7连接，负载轴胀套6将负载轴22固定在负载轴连接套7上；如图4所示，智能保护装置包括信号检测轴16和与信号检测轴16通过螺钉连接的信号码盘17，信号检测轴16与负载轴键条23连接，转速传感器18与信号码盘17连接，信号处理器19与转速传感器18通过电源线连接。
[0021]工作时由电机轴20带动导体外转子高速旋转外铜环5和内铜环10以径向固定气隙切割辐射式整体磁环15的磁力线并在外铜环5和内铜环10上产生涡流，同时涡流产生感应磁场，永磁内转子中的辐射式整体磁环15的永磁场受到导体外转子内铜环5和外铜环10中的内、外感应磁场的相互作用使得内旋转盘8旋转，并由负载轴22和负载轴键条23将电机的输出扭矩输入给负载；在负载过载(负载失速)时，信号检测轴16会及时传递负载同步转速变化，利用信号码盘17、转速传感器18和信号处理器19系统工作，快速切断电机电源，使电机停转，实现对电机、负载设备和辐射环式智能保护型永磁联轴器的全自动保护。
[0022]智能保护装置的工作原理是检测负载转速变化，当负载转速降低到0-4r/min时，转速传感器18给信号处理器19 一个过程信号，经过信号处理器19判定后再给电机电源一个控制信号，立即切断电机电源，使电机停转，阻止辐射环式智能保护型永磁联轴器在高速滑差时，系统温度升高，严重时融化铜环、烧毁电机、损坏负载设备。通过智能保护装置实现在负载过载时对电机、负载设备和辐射环式智能保护型永磁联轴器的全自动保护。
[0023]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器导体外转子采用双圆环式结构，根据传递功率不同，改变内铜环10和外铜环5几何尺寸，来设计不同规格的辐射环式智能保护型永磁联轴器。
[0024]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器永磁内转子采用辐射取向环式整体磁环结构一单圆环式结构并置于内铜环和外铜环中间，根据传递功率不同，改变辐射式整体磁环15几何尺寸和充磁极数多少而设计不同规格的辐射环式智能保护型永磁联轴器，实现不同规格的辐射环式智能保护型永磁联轴器的扭矩传递。
[0025]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器的工作过程如下:
[0026]电机起动时，导体外转子与电机同步高速旋转，由于导体外转子与永磁内转子为非接触式联轴，永磁内转子并不能立即旋转。电机转动过程中，导体外转子双圆环感应体中的内铜环10和外铜环5与永磁内转子的辐射式整体磁环15产生相对转动，交变磁场通过气隙在内铜环10和外铜环5上产生涡流，同时涡流产生感应磁场与辐射式整体磁环15的永磁场相互作用，由于负载转矩作用，被动永磁内转子仍处于静止，当主动导体外转子转过一个角度后，其内铜环10和外铜环5中的感应磁场和从动永磁内转子的永磁场之间存在一定的转差角，根据磁极同性相斥、异性相吸的原理，从而使得静止的平衡状态被打破，主动导体外转子所转过的角度的大小取决于负载转矩的大小，此时从动永磁内转子会受到电磁力矩的作用，电磁转矩随着主动导体外转子与从动永磁内转子的转差角的增加而增大；当电磁转矩超过负载转矩时，从动永磁内转子开始转动。此后，在电动机的驱动下，主动导体外转子将与从动永磁内转子保持一定的转差角度同步运行，从而带动永磁内转子沿着与导体外转子相同的方向旋转，结果在负载侧输出轴上产生转矩，从而带动负载做旋转运动，实现动力的无接触传递，实现电机与负载之间的扭矩传递，当负载变载时辐射环式智能保护型永磁联轴器自动调节转差角，确保扭矩传递顺利。
[0027]整个电机起动过程电流大约为正常工作电流的2倍，实现了电机软起动，减少电动机的起动电能消耗以及避免造成较大的电压冲击，尤其适用于电机频繁起动及负载变载频繁的工况下电机与负载的联接。同时利用高效散热装置，降低外铜环5、内铜环10和辐射式整体磁环15的温度，保证系统磁力工作稳定。
[0028]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器所能承受的最大负载转矩由静转矩特性的峰值转矩决定，当负载转矩值超过该峰值大小时，将会产生失步现象。由于滑差原理，电机不出现堵转，导体外转子中的外铜环5和内铜环10仍会保持电机转速不变以径向固定气隙切割永磁外转子中的辐射式整体磁环15的磁力线，同时电机过载工作。此时智能保护装置中的转速传感器18会在信号码盘17上采集一个过程信号传递给信号处理器19，经过信号处理器19单片机处理，然后给电机电源一个控制信号，切断电源使电机停转，阻止辐射环式智能保护型永磁联轴器在高速滑差时，系统升温过高而产生负面影响。实现对电机、负载设备和辐射环式智能保护型永磁联轴器的全自动保护。在负载过载消除后，重新起动电机实现下一个过程的扭矩传递，为远程电机控制提供了保证。
[0029]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器整套装置实现了无接触动力传递和过载保护动作的自动完成，节能环保。
[0030]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器，采用径向气隙大小固定的双圆环式感应装置和辐射环式整体磁环结构及高效散热系统，辅以智能保护系统，通过磁力耦合作用实现电机与负载之间无接触的扭矩传递，利用高效散热，确保系统磁力工作稳定，在负载过载时通过智能保护系统实现对电机、负载设备和辐射环式智能保护型永磁联轴器的自动保护。
[0031]本实用新型辐射环式智能保护型永磁联轴器为非接触式联轴器，隔振，容许较大的对中误差、安装简单，能实现软启动和过载保护，运行可靠，免维护，传递效率高，节能10?30%，大大降低了系统运行费用并延长了设备的使用寿命；还可缩小电机容量，消除“大马拉小车”现象且符合国家的“节能减排”政策。
【权利要求】
1.辐射环式智能保护型永磁联轴器，其特征在于，包括导体外转子、永磁内转子和智能保护装置，所述导体外转子包括外旋转盘(3)和通过螺钉固定在所述外旋转盘(3)上的外钢环(4)与内钢环(9)，外铜环(5)与所述外钢环(4)通过螺钉连接，内铜环(10)与所述内钢环(9)通过螺钉连接，电机轴连接套(2)与所述外旋转盘(3)通过螺钉连接，电机轴(20)通过电机轴键条(21)与所述电机轴连接套(2 )连接，电机轴胀套(I)将所述电机轴(20 )固定在所述电机轴连接套(2)上；所述永磁内转子包括辐射式整体磁环(15)和与所述辐射式整体磁环(15)通过粘胶(14)粘连接的内旋转盘(8)，负载轴连接套(7)通过螺钉与所述内旋转盘(8)连接，负载轴(22)通过负载轴键条(23)与所述负载轴连接套(7)连接，负载轴胀套(6)将所述负载轴(22)固定在所述负载轴连接套(7)上；所述智能保护装置与所述负载轴键条(23)连接。
2.根据权利要求1所述的辐射环式智能保护型永磁联轴器，其特征在于，所述智能保护装置包括信号检测轴(16)和与所述信号检测轴(16)通过螺钉连接的信号码盘(17)，所述信号检测轴(16 )与所述负载轴键条(23 )连接，转速传感器(18 )与所述信号码盘(17 )连接，信号处理器(19 )与所述转速传感器(18 )通过电源线连接。
3.根据权利要求1或2所述的辐射环式智能保护型永磁联轴器，其特征在于，所述导体外转子与所述永磁内转子之间径向有固定的空气间隙。
4.根据权利要求3所述的辐射环式智能保护型永磁联轴器，其特征在于，所述外旋转盘(3)上设有侧面散热片(11)，外环散热片(12)和内环散热片(13)分别通过螺钉与所述外钢环(4)和所述内钢环(9)连接。
【文档编号】H02K11/00GK203398974SQ201320404691
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】赵克中 申请人:宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司