一种永磁柔性调速器的制造方法_2

文档序号:9890835阅读:来源:国知局
5和调速机构,输入轴I与输出轴4连接,主动转子2与输入轴I连接,从动转子5与输出轴4可轴向往复滑动的连接,主动转子2与从动转子5同轴线设置,调速机构为平面凸轮调速机构,平面凸轮调速机构包括执行器(图中未示出)、凸轮轴7、平面凸轮6、推拉套9和滚轮11,执行器经由凸轮轴7、平面凸轮6、推拉套9、滚轮11与从动转子5连接,并依次传动,执行器用于带动从动转子5轴向往复滑动,其中,执行器通过调节主动转子2和从动转子5之间的耦合面积或气隙大小,从而调节负载转速,平面凸轮调速机构使用零件少,结构简单,运动链短,传动精度高,节能性好,可靠性高。
[0030]由于现有技术中输入轴与输出轴之间通过滚动轴承连接,而滚动轴承的振动和噪声较大,而且在载荷较大时,滚动轴承的极限转速较低,不能用于高转速、大功率的场合,因此,本发明的输入轴I通过轴间滑动轴承3与输出轴4连接,轴间滑动轴承3装设在输入轴I靠近输出轴4的一端或装设在输出轴4靠近输入轴I的一端,其中,轴间滑动轴承3相比滚动轴承噪声小,振动小,设计、制造容易,运行平稳;轴间滑动轴承3使输入轴I与输出轴4在一定程度内互相支撑、导向,并减小输入轴I和输出轴4的悬壁长度,降低转子和轴的径向振动,提高相关零部件的可靠性,且因滑动轴承与轴之间留有合适的间隙,对输入轴I和输出轴4之间的同轴度要求不是很高。
[0031]进一步的,现有技术中输入轴与输出轴之间滚动轴承的润滑困难,使用寿命短,并对输入轴1、输出轴4之间的同轴度要求较高,本发明的轴间滑动轴承3优选自润滑滑动轴承,自润滑滑动轴承的轴瓦为多孔性合金制品,孔隙间充满润滑油,当轴转动时,因轴颈转动的抽吸作用,以及轴与轴承的摩擦发热使金属与油受热膨胀而把油挤出孔隙,润滑油会从轴承的内径表面渗出,从而起润滑作用;当轴停止转动,轴承冷却后,油又回流到轴承内部的孔隙中,润滑油的消耗量少,可在不从外部补充润滑油的条件下长期运行,不需专门的供油机构,而且滑动轴承相比滚动轴承噪声小,振动小,运行平稳,运行费用很低,结构简单,设计、制造容易。
[0032]为了保证执行器能够更好驱动从动转子5沿轴向往复滑动,平面凸轮6与推拉套9连接,推拉套9可轴向往复滑动地装配在输出轴4上,推拉套9与滚轮11可相对转动地连接,滚轮11通过连接件12与从动转子5固定连接或可相对转动的连接,其中,连接件12可以为螺栓,也可以为销轴。
[0033]现有技术中调速器的调速机构结构复杂,传动链长,占用空间大,材料消耗多,加工难度大,装配要求高,滑动阻力大;使用了向心/推力滚动轴承,增加了振动和噪声,载荷较大时极限转速较低,不能用于高转速、大功率场合。本发明的调速机构为平面凸轮调速机构,执行器(图中未示出)经由凸轮轴7、平面凸轮6、推拉套9、滚轮11与从动转子5连接,并依次传动,带动从动转子5轴向往复滑动,调节主动转子2和从动转子5之间的耦合面积或气隙大小,从而调节负载转速。该调速机构结构简单,零件数量少,运动链短,传动精度高,加速度峰值小,而且该调速机构不使用较易损坏、载荷较大时极限转速较低的向心/推力滚动轴承,能够用于高转速、大功率的场合,可靠性高。
[0034]为了减小甚至避免推拉套9与输出轴4之间的摩擦、磨损,优选地,推拉套9与输出轴4之间设置有直线运动滚动轴承8,详细的,直线运动滚动轴承8与输出轴4构成的滚动直线导套副摩擦系数极小,其值只有0.001?0.004,仅为滑动直线导套副的1/40?1/100,节省动力,微量移动灵活、准确,低速时无蠕动爬行,精度高,移动速度快,具有自调整能力,可降低相配件的加工精度,维修、润滑简便;或者,优选推拉套9与输出轴4之间设置有润滑介质,详细的,当推拉套9装配在输出轴4上构成滑动直线导套副时,在推拉套9与输出轴4之间的配合面上均设置有自润滑材料或涂抹润滑剂,以便于延长调速机构的使用寿命。
[0035]推拉套9通过滚轮11与从动转子5连接,进而实现从动转子5轴向往复滑动,为了便于推拉套9带动从动转子5沿输出轴4做轴向往复滑动,优选推拉套9与滚轮11之间的配合面形状为矩形、燕尾槽形、V形或U形,当然也可以是其他形状且凹凸匹配的凹槽和凸起,以便增大滚轮11与推拉套9之间的接触面积;推拉套9与滚轮11之间的配合面均设置有自润滑材料或涂抹润滑剂,以便于减少磨损,提高推拉套9与滚轮11的可靠性。
[0036]在永磁柔性调速器的工作过程中,当电机或负载的轴向窜动量达到一定值后会引起主动转子2和从动转子5相互摩擦或碰撞,造成机器故障。为了使主动转子2和/或从动转子5的轴向运动受到限制,有效防止电机和/或负载的轴向窜动量达到一定值而引起主动转子2与从动转子5相互摩擦或碰撞的故障,本发明的永磁柔性调速器还包括滑动止推装置,滑动止推装置成对设置在主动转子2的两侧,或单独设置在主动转子2的一侧。
[0037]进一步地,滑动止推装置为止推滑动轴承或径向止推滑动轴承,该滑动止推装置的滑动轴承座13固定在设备基础或机架上;当滑动止推装置的润滑方式为液体润滑时,止推滑动轴承包括止推滑动轴承座、止推瓦14和润滑系统(图中未示出),径向止推滑动轴承包括径向止推滑动轴承座、止推瓦14、径向瓦15和润滑系统(图中未示出);当滑动止推装置的润滑方式为自润滑时,止推滑动轴承包括止推滑动轴承座、止推瓦14,径向止推滑动轴承包括径向止推滑动轴承座、止推瓦14、径向瓦15;与滚动轴承相比,滑动轴承具有结构简单、工作平稳、可靠、无噪声、承载能力强等特点,在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,并且油膜还具有一定的吸振能力。
[0038]进一步的,自润滑滑动止推装置(S卩自润滑止推滑动轴承或者自润滑径向止推滑动轴承)可在不从外部补充润滑油的条件下长期运行,不需专门的供油机构,结构简单,设计、制造容易,噪声比滚动轴承小,振动小,运行平稳,运行费用很低;液体润滑滑动止推装置(即液体润滑止推滑动轴承或者液体润滑径向止推滑动轴承)的抗冲击、振动能力较好,承载能力高,可用于中、高转速场合,运行平衡,摩擦功耗小。
[0039]永磁柔性调速器属于旋转机器,而旋转机器发生故障的重要特征是机器伴有异常的振动和噪声,其振动信号从幅值域、频率域和时间域实时地反映了机器故障信息,同时,旋转机器的绝大多数机械故障都与旋转元件直接相关,大约占70 %,而从其它地方能够发现的故障较少,在出现故障时,旋转元件上振动的变化比轴承座及外壳要敏感得多,监测旋转元件比测试轴承座或机壳的振动信息更为直接和有效,能够更加精确地为保护机器和预知维修提供机器运行状态的信息。因此,本发明的永磁柔性调速器还设置了振动测量装置,用于测量机器的振动信息,以有效监测机器的运行状态。振动测量装置包括振动传感器、信号适调器和指示仪表,其中,振动传感器包括径向振动传感器16和轴向振动传感器17,径向振动传感器16用于测量输入轴1、主动转子2、输出轴4、从动转子5等旋转元件的径向振动信息,轴向振动传感器17用于测量输入轴1、主动转子2、输出轴4、从动转子5等旋转元件的轴向位移信息,以监测电机、负载的轴向窜动情况,也就是主动转子2、从动转子5的轴向位移情况。
[0040]进一步的,振动传感器可以为非接触式传感器或接触式惯性传感器,也可以为非接触式传感器和接触式惯性传感器的组合;一般使用非接触式传感器测量旋转元件和结构元件(例如径向止推/止推滑动轴承座、支座)的相对运动;使用接触式惯性传感器测量旋转元件的绝对运动,或者把非接触式传感器和在结构元件(例如径向止推/止推滑动轴承座、支座)上安装的惯性传感器的输出结合在一起测量旋转元件的绝对运动,本发明优选使用非接触式传感器。
[0041]详细的,一般在同一径向平面上使用两个传感器测量旋转元件的径向振动,并且通常采用垂直和水平安装,或者采用与垂直和水平成±45°安装。
[0042]为了更好地保护机器,防止机器损坏,本发明提供的永磁柔性调速器还包括报警和停机系统,提供报警和停机形式对机器设定运行振动限值,其中,报警系统:警告已经达到规定的振动幅值或振动已经发生显著变化,需要采取补救措施,一般来说,如果报警情况发生,机器可继续运行一段时间,同时应进行研究以确定振动变化原因并制定出补救措施;停机系统:规定一振动幅值,超过该
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