一种永磁偶合器

1.本实用新型涉及一种机械传动装置，具体地说是一种永磁偶合器。


背景技术：

2.永磁偶合器（或永磁联轴器）是依靠稀土永磁材料的磁力实现轴间的非接触传动，同步永磁偶合器由于在传动过程中无温升发热等问题，目前在机械传动系统中有较多应用，其中尤以筒式结构永磁偶合器应用最为广泛。
3.现有常规的筒式结构永磁偶合器普遍为永磁磁钢径向参与磁偶合，内部磁路无论选择halbach阵列或n-s交替排列结构，磁钢一般选取强磁性材料，且磁钢截面均采用瓦形结构，然而不同的瓦形截面磁钢具有不同的半径，因此，很难通过固定的模具进行成型，为此，在实际生产中往往是通过预先制成矩形截面磁钢，然后再制成瓦形截面磁钢，众所周知，稀土永磁材料价格昂贵，现有的这种加工方式浪费了大量的稀土永磁材料，造成了材料成本的浪费；另外，当矩形截面磁钢在制成瓦形截面磁钢时还要耗费大量的加工工时，对磁钢的加工成本也较高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种不但能够节约材料成本和加工成本，而且还能够有效保证磁钢工作过程中定位可靠的永磁偶合器。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型的永磁偶合器，包括具有外转子载体和外转子磁钢的外转子组件以及具有内转子磁钢和内转子载体的内转子组件，外转子组件和内转子组件同轴设置，外转子磁钢为矩形截面结构并且沿所述外转子载体的内表面均匀排布，相邻的外转子磁钢之间所形成的楔形空间内填充有外填充物，内转子磁钢大致呈矩形截面结构并且沿所述内转子载体的外表面均匀排布，相邻的内转子磁钢之间所形成的楔形空间内填充有内填充物并且通过一个环形截面结构的内转子磁钢固定件对各块内转子磁钢进行固定，所述外转子磁钢和内转子磁钢固定件之间具有间隙。
6.各块所述内转子磁钢均具有与内转子磁钢固定件相配合的外侧圆弧面。
7.所述外转子载体的内表面由若干个相同大小且相互衔接的内表平面所构成，各个所述内表平面与各个所述外转子磁钢的外侧平面贴合。
8.所述内转子载体的外表面由若干个相同大小且相互衔接的外表平面所构成，各个所述外表平面与各个所述内转子磁钢的内侧平面贴合。
9.各个所述内表平面之间采用圆弧面或者平面作为衔接部分进行衔接过渡，各个所述外表平面相交连接。
10.所述内转子磁钢固定件采用非导磁性材料制成，所述内转子磁钢固定件与内转子磁钢的外侧圆弧面紧密接触配合。
11.所述外转子磁钢的外侧平面与外转子载体的内表平面采用胶水粘接。
12.所述内转子磁钢的内侧平面与内转子载体的外表平面亦采用胶水粘接。
13.所述外转子磁钢与内转子磁钢采用强磁性材料制成，磁路结构采用halbach阵列或者n-s交替排列结构。
14.本实用新型的优点在于：
15.（1）采用矩形截面结构的外转子磁钢以及具有一个外侧圆弧面的大致呈矩形截面结构的内转子磁钢，取代了瓦形截面磁钢，大大节省了稀土永磁材料的用量，降低了稀土永磁材料成本，同时也节省了磁钢的加工工时，降低了磁钢加工成本，从而解决了现有技术中因永磁偶合器内部采用瓦形截面磁钢而浪费大量永磁材料和加工工时的技术问题。
16.（2）在相邻的外转子磁钢之间以及相邻的内转子磁钢之间所构成的楔形空间内分别填充有胶类填充物，使得外转子磁钢与外转子载体、内转子磁钢与内转子载体均成为整体结构，该结构对磁钢起了良好的周向和径向固定作用，保证磁钢工作过程中定位可靠。
17.（3）外转子磁钢与外转子载体之间、内转子磁钢与内转子载体之间均为平面胶接，相比现有技术，即配合面由圆弧面改为平面，加工相对简单，加工精度更高，磁钢粘接更加牢固可靠，同时内转子磁钢的外侧面依然选用圆弧面，便于采用高强度材料对其进行径向固定，能够有效防止因内转子组件高速转动时产生过大的离心力而导致内转子磁钢“甩飞”的问题。
18.（4）其磁路结构可以采用halbach阵列或者n-s交替排列结构，使其磁路结构简单，可靠性高，易于实现。
附图说明
19.图1为本实用新型中实施例一的结构示意图；
20.图2为实施例一中外转子载体与内转子载体的结构示意图；
21.图3为实施例一中外转子磁钢与内转子磁钢的结构示意图；
22.图4为本实用新型中实施例二的结构示意图；
23.图5为实施例二中外转子磁钢与内转子磁钢的结构示意图；
24.图6为实施例二中的验证对比示意图；
25.其中：1、外转子组件；2、内转子组件；3、间隙；4、外侧平面；5、外侧圆弧面；6、内侧平面；7、外表平面；8、内表平面；9、衔接部分；11、外转子载体；12、外转子磁钢；13、外填充物；21、内转子载体；22、内转子磁钢；23、内填充物；24、内转子磁钢固定件。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例一：
28.如图1-3所示，本实施例的永磁偶合器，包括同轴设置的外转子组件1和内转子组件2，所说的外转子组件1包括外转子磁钢12、用于径向支撑固定外转子磁钢12的外转子载体11及用于固定外转子磁钢12的外填充物13，如图1所示，外转子磁钢12为矩形截面结构，外转子载体11为环形截面结构，各块外转子磁钢12均匀排布在外转子载体11的内表面，由
于外转子磁钢12为矩形截面结构，因此使得相邻的外转子磁钢12之间形成如图1所示的楔形空间，在所形成的楔形空间内填充有上述的外填充物13。
29.所说的内转子组件2包括内转子磁钢22、用于径向支撑固定内转子磁钢22的内转子载体21、用于固定内转子磁钢22的内填充物23及用于径向固定内转子磁钢22的内转子磁钢固定件24，如图1所示，内转子磁钢22大致呈矩形截面结构，内转子载体21和内转子磁钢固定件24均为环形截面结构，各块内转子磁钢22均匀排布在内转子载体21的外表面，其中，对于内转子磁钢22的具体形状来说，它是由一块矩形结构的稀土永磁为坯料并且在该坯料的外侧加工出外侧圆弧面5所构成的仅仅具有外侧圆弧面5的类似矩形的截面结构，即：内转子磁钢22除了外侧圆弧面5外，其余面均为平面，该外侧圆弧面5的表面弧度大小与内转子磁钢固定件24相适应，由此可以使内转子磁钢固定件24与内转子磁钢22的外侧圆弧面5紧密接触配合，由于内转子磁钢22大致呈矩形截面结构，因此使得相邻的内转子载体21之间形成如图1所示的楔形空间，在所形成的楔形空间内填充有上述的内填充物23，环形截面结构的内转子磁钢固定件24安置在各块均匀排布并且填充有内填充物23的内转子磁钢22外围实现对各块内转子磁钢22进行固定，由此通过特别设计的外侧圆弧面5便于采用内转子磁钢固定件24对其进行径向固定，能够有效防止因内转子组件2高速转动时产生过大的离心力而导致内转子磁钢22“甩飞”的问题。
30.本实施例中所说的外填充物13和内填充物23可以优选选用胶类物质，通过外填充物13和内填充物23的填充使得外转子磁钢12与外转子载体11之间以及内转子磁钢22与内转子载体21之间均成为整体结构，对外转子磁钢12和内转子磁钢22起了良好的周向和径向固定作用，保证工作过程中磁钢定位可靠，另外，安装后使外转子磁钢12和内转子磁钢固定件24之间具有间隙3，本实施例中，外转子磁钢12与内转子磁钢22采用强磁性材料制成，优先选用钕铁硼材质，外转子组件1和内转子组件2所具有的磁路结构优先采用halbach阵列结构。
31.进一步地，为了进一步提高其可靠性，还可以对其具体结构进行优化，本实施例中，将外转子载体11的内表面设计为由多个内表平面8以及衔接在各个内表平面8之间的衔接部分9构成，其中，各个内表平面8具有的相同尺寸，各个相邻的内表平面8之间可以采用圆弧面或者平面作为衔接部分9进行衔接过渡，通过该结构设计可以使各个内表平面8与各个外转子磁钢12的外侧平面4紧密贴合；同时将内转子载体21的外表面设计为由若干个相同大小且相互衔接的外表平面7（各个外表平面7相交连接）所构成，各个外表平面7与各个内转子磁钢22的内侧平面6紧密贴合。
32.再进一步地，所说的内转子磁钢固定件24采用非导磁性材料制成，优先选用玻璃纤维、碳纤维复合材料，内转子磁钢固定件24与内转子磁钢22的外侧圆弧面5紧密接触配合，外转子磁钢12的外侧平面4与外转子载体11的内表平面8可以采用胶水粘接，内转子磁钢22的内侧平面6与内转子载体21的外表平面7亦可以采用胶水粘接，胶水沾接的平面加工起来相对简单，精度更高，外转子磁钢12和内转子磁钢22的粘接更加牢固可靠。
33.实施例二：
34.如图4和图5所示，本实施例的永磁偶合器与实施例一大致相同，其不同之处在于，其磁路结构选用n-s交替排列磁路结构，该种结构也能够实现本实用新型的目的，同时为了验证本实用新型的效果结合结合图6，以外转子磁钢12为例说明外转子磁钢的节省情况，如
图所示，本实施例中的外转子磁钢12截面为矩形abcd，当选用瓦形磁钢时，瓦形磁钢截面是由弧线段he、直线段ef、弧线段fg及直线段gh所围成的扇形，那么该扇形的最小包络面为矩形预充磁磁钢的截面，即预充磁磁钢截面为矩形a’b’c’d’，可见本实用新型的永磁偶合器选用外转子磁钢12时，能够实现大大节省磁钢材料和加工工时的目的。
35.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。