一种磁性联轴器制造技术

本实用新型专利技术公开一种磁性联轴器，包括第一联接端和与第一联接端同轴且独立设置的第二联接端，第二联接端上设有与其同步转动的第二转子，第二转子与第一转子间隔对应设置，且两者之间留有工作气隙；第一转子或第二转子之一为永磁转子，另一转子为绕组转子，绕组转子的绕组短接。本实用新型专利技术的磁性联轴器具有过载保护功能，当负载转矩小于联轴器的最大转矩时，永磁转子随绕组转子转动，相互之间的转差很小；当出现过载，负载转矩超过联轴器的最大转矩时，绕组转子和永磁转子将打滑，联轴器不传递转矩。当故障排除，动力轴重新起动后联轴器恢复正常工作。本实用新型专利技术的磁性联轴器的各种状态的切换都自动完成，无需机械或电子控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机电传动装置
，具体涉及一种磁性联轴器。
技术介绍
联轴器广泛应用在各种通用机械上，用来联接两根轴使其一同旋转，以传递扭矩和运动。传统的联轴器皆为接触式联轴器，必须通过主动轴与从动轴的相互联结来传递扭矩，其结构复杂，制造精度高，超载时容易导致部件的破坏。特别是主动轴与从动轴工作在需要相互隔离的两种不同介质中时，必须使用密封元件进行动密封，这样就存在要么加大旋转阻力来保证密封可靠，要么密封不严产生泄漏的问题。另外，随着密封元件的磨损、老化，会加剧泄漏，尤其是在有害气体(有害液体)存在的系统中，一旦泄漏就会污染环境，危及生命。为了克服传统联轴器的上述缺陷，现有技术出现了磁力传动联轴器，磁力传动联轴器属非接触式联轴器，其最大的特点在于它打破传统联轴器的结构形式，采用全新的磁耦合原理，实现主动轴与从动轴之间不通过直接接触便能进行力与力矩的传递，并可将动密封化为静密封，实现零泄漏。因此它广泛应用于对泄漏有特殊要求的场合。目前，磁力传动联轴器分为同步磁力联轴器和异步磁力联轴器。其中，同步磁力联轴器主要有两种结构：平面磁联轴器和同轴传动联轴器；异步
磁力联轴器主要也是两种结构：永磁涡流联轴器和鼠笼式异步磁力联轴器。现有技术的磁力传动联轴器最大的缺陷是：不能在转差大或者打滑的状态下运行，否则会严重发热烧毁联轴器。例如，平面磁力联轴器，如图1所示，在两个相同直径的圆盘上，按照NS极交叉的方式安装磁铁。使用时，把两个圆盘分别安装到主动轴和从动轴上，中间留有一定气隙。由于A磁体的N极吸引对面B磁体的S极，同时排斥B磁体两侧的N极，从而保证在一定力矩范围内，从动轴与主动轴保持同步转动。在实际工作中，真正NS相对的状态，只存在于无力矩输出的状态下。只要有力矩产生，从动盘就会与主动盘存在一定的相位夹角。这种角向的错动，一直保持并增加到力矩足够大到N极与对面的N极相对，然后传动器发生“打滑”，两个转盘旋转错动，跳向下一对耦合状态。这种平面性传动器，结构简单，安装时对两个轴的同轴度要求不高。由于是采用平面相吸的原理，因此气隙越小，扭矩越大。但同时，在磁场的作用下，轴向力(互相吸引)也成正比变化。轴向力是这种平面磁力联轴器的主要缺点。另外，由于传递的扭矩大小与圆盘面积有关，因此，这种传动器的扭矩不能做的太大，否则会导致尺寸过大，安装困难。例如，同轴磁力联轴器，如图2所示，图中1表示输入轴；2表示机体；3表示内磁体；4表示内转子；5表示输出轴；6表示隔离套；7表示外转子；8表示外磁体；9表示密封圈；所述同轴磁力联轴器包括：外转子7，内转子4，隔离套6，轴承系统。其中，隔离套和轴承系统主要用于磁力传动密封的结构中。在内转子的外圆周部分，和外转子的内圆周部分，分别装上磁体3和磁体8。磁体为偶数极，按照NS交叉方式圆周排列。
内外转子之间有一定的气隙，用于隔离主动和从动部件。气隙的大小多在2mm-8mm之间。气隙越小，磁体的有效利用越高，同时隔离也越困难；气隙越大，越方便隔离，但是磁体磁场的有效利用越差。一般来说，此类传动器的工作扭矩为传动器最大扭矩的60％左右。当负载超过最大扭矩时，传动器开始“打滑”，即磁体从当前的偶合状态，圆周错动跳转到下一个耦合状态。在这种打滑过程中，气隙内的磁场迅速变化，内外转子的磁体同时被对方充退磁，产生热量。短时间内温度即可迅速上升到100摄氏度以上，从而导致磁体退磁，联轴器报废。例如，永磁涡流联轴器，如图3所示，是把同步异步磁力联轴器的从动部分的永磁材料，更换成导电性能良好的非铁磁性材料，如铜、铝材料，都可以实现涡流传动，采用是电磁感应原理。主动盘上，按照N、S交叉的方式安装高性能磁体。从动盘由导电性能良好的铜材制成。磁力线穿过铜盘，主动盘旋转，铜盘产生涡流带动从动盘跟随转动，主动盘与从动盘存在一定的转速差；由公式Pm＝sPm+(1-s)Pm式中：Pm为输入功率，sPm为转差功率，(1-s)Pm为输出功率可以看出，输入功率不变时，当转差率s越大，转差功率也越大，输出功率就变小。永磁涡流联轴器是由永磁转子和导体转子构成的，导体转子中的电流是一种涡流，则转差功率就会在导体转子中变成热能存在，当转差越大时，转差功率越大，发热越严重。另外，导体转子为铜盘，那么，导体中的电流会趋向导体表面，呈现集肤效应，这种效应相当于导体的有效截面积减
小了，使得导体电阻变大，越靠近导体表面电流密度越大。且频率越高，集肤深度越小，也就是说，频率越高，集肤效应越明显。基于以上两点分析，可以得出，永磁涡流联轴器在打滑时(转差率s＝1)，铜盘中的转差功率变大，同时由于转差频率变大，集肤效应增强，将热量集中在导体表面，有可能瞬间将铜盘或鼠笼导体熔化，联轴器报废。中国专利文献CN201478984U公开了一种高效的传动轴永磁耦合装置，其说明书内容部分公开了“永磁耦合装置由电枢绕组转子盘和与其相适配的电枢绕组盘联轴机构、永磁转子盘和与其相适配的永磁盘联轴机构以及对应的输入联轴器和输出联轴器构成，永磁转子盘由一组至少两个永磁体和装配永磁体安装盘的永磁体安装盘组成，电枢绕组转子盘与永磁转子盘之间设置有气隙间距，电枢绕组转子盘通过相适配的电枢绕组盘联轴机构与对应的输入联轴器或输出联轴器相联接，永磁转子盘通过相适配的永磁盘联轴机构与对应的输出联轴器或输入联轴器联接”。中国专利文献CN201478984U还公开了其电枢绕组具有以下几种推荐方案：①多匝型电枢绕组结构，每个多匝电枢绕组至少有两匝绝缘良导体绕制，呈矩形、扇形或梯形，并且首端和末端短接。②匝与匝独立绝缘型电枢绕组结构，匝与匝独立绝缘电枢绕组至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成，并扎成一束；匝与匝独立绝缘电枢绕组的特点是，由于电枢绕组所产生的磁扭矩是其每个独立线圈的总和，其中有一匝线圈断路或短路时，不会引发整组线圈彻底损坏而不能够不能够工作，可靠性较高。③多芯电枢绕组结构，多芯电枢绕组是用多股或多芯良导线制成的，是一种横截面积较大的、单圈闭环短路的矩形、
扇形或梯形电枢绕组，当然也可以采用横截面积相当的独体闭环短路的矩形、扇形或梯形制作成电枢绕组，只不过由于导体的集肤效应，相同横截面积的导体，其表面积越大，导电性越好、电阻率越低、发热量越少。④锅箅式电枢绕组结构及其制作方法，锅箅式电枢绕组的结构较简单、效率高，是本技术重点推荐的电枢绕组技术方案，它由嵌在电枢槽里的金属条组成，两端分别与外圆环和内圆环联成一体形成自身闭合的短接的回路。通过对电枢绕组的“多匝电枢绕组至少有两匝绝缘良导体的首端和尾端短接”、“两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈”、“单圈闭环短路的矩形、扇形或梯形电枢绕组”或者“外圆环和内圆环联成一体形成自身闭合的短接的回路的金属导条”这些文字描述，再结合上中国专利文献CN201478984U的说明书附图的图2、图5、图8以及图12，可以毫无疑义地得出CN201478984U公开的电枢绕组并不能称为绕组，其实质上是至少一匝首尾短接以形成闭环的线圈，线圈之间独立存在。在永磁耦合装置工作时，每个线圈通过电磁感应原理产生环形电流。该环形电流实质上与上述永磁涡流联轴器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性联轴器，包括第一联接端(4)，用于连接动力轴或负载轴之一，所述第一联接端(4)上设有与其同步转动的第一转子；第二联接端(5)，用于连接所述动力轴或所述负载轴中另一个，与所述第一联接端(4)同轴且独立设置，所述第二联接端(5)上设有与其同步转动的第二转子，所述第二转子与所述第一转子间隔对应设置，且两者之间留有工作气隙(3)；其特征在于，所述第一转子或所述第二转子之一为永磁转子(1)，另一转子为绕组转子(2)，所述绕组转子(2)的绕组(2b)端部短接。

【技术特征摘要】
1.一种磁性联轴器，包括第一联接端(4)，用于连接动力轴或负载轴之一，所述第一联接端(4)上设有与其同步转动的第一转子；第二联接端(5)，用于连接所述动力轴或所述负载轴中另一个，与所述第一联接端(4)同轴且独立设置，所述第二联接端(5)上设有与其同步转动的第二转子，所述第二转子与所述第一转子间隔对应设置，且两者之间留有工作气隙(3)；其特征在于，所述第一转子或所述第二转子之一为永磁转子(1)，另一转子为绕组转子(2)，所述绕组转子(2)的绕组(2b)端部短接。2.根据权利要求1所述的磁性联轴器，其特征在于，所述绕组(2b)为单相分布或三相分布或多相分布。3.根据权利要求1所述的磁性联轴器，其特征在于，所述绕组转子(2)的绕组(2b)直接短接或者通过熔断器短接。4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁性联轴器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，漆复兴，
申请(专利权)人：江苏磁谷科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32