盘式限矩型永磁耦合器的内转子及应用

技术领域

本发明涉及一种磁力耦合器，具体地说是涉及一种盘式限矩型永磁耦合器的内转子，特别是涉及一种永磁盘在方轴上滑动可靠与灵活的盘式限矩型永磁耦合器的内转子及应用。

背景技术

盘式限矩型永磁耦合器主要由外转子（主动端）和内转子（从动端）组成。内转子包括两个永磁盘、方轴以及从动联轴节，永磁盘可在方轴上作轴向滑移。在设备起动过程中或设备过载时，由于传动扭矩变化使盘式限矩型永磁耦合器的内、外转子间转速差发生变化，导致永磁盘与外转子上导电感应盘之间感生磁作用力的变化，必然导致内、外转子间轴向力的变化，正是这轴向力的变化使得永磁盘在方轴上移动，以改变永磁盘与外转子上导电感应盘之间空隙大小，从而自动调节盘式限矩型永磁耦合器所传递力矩的大小，从而起到过载限矩保护的作用或在起动过程中实现“软起动”的目的。

为避免漏滋和磁化，盘式限矩型永磁耦合器上的永磁盘和方轴均由硬铝合金制造，为提高接触强度及降低两者的摩擦系数，永磁盘方孔内镶嵌有钢质镶块，方轴表面也经过硬化工艺处理。但在实际应用时，无论是在起动过程中，还是在设备超载时，永磁盘与方轴之间存在很大作用力，由于接触面积小，使接触应力大，在极大的接触应力作用下方轴产生的表面弹性变形以及接触表面间较大的摩擦系数造成的摩擦阻力使得永磁盘在方轴上的滑移被阻滞形成严重的爬行，以致于严重影响永磁耦合器的性能发挥，导致相关技术参数（如过载系数）严重背离理想值，特别是经天长日久，永磁盘内钢质镶块会使方轴表面造成永久性变形，而形成压印印痕，严重的会使永磁耦合器丧失“限矩保护”特性。同时，在生产实践中，由于永磁耦合器两侧的空隙存在差异等原因，可能导致两永磁盘受到的轴向力和摩擦阻力也不相同，使两永磁盘在方轴上的滑移也很难同步，严重时会造成一侧永磁盘先行后移退出工作，使另一侧永磁盘负荷陡增反而后移困难，未能及时退出工作的永磁盘会使对应的导电感应盘电涡流剧增，进而导致其温度也急剧上升，严重时甚至导致铜质导电感应盘熔化造成事故。另外，永磁盘与方轴的安装是通过镶嵌在永磁盘方孔内的钢质镶块与方轴表面接触实现滑动配合，当配合过紧或过松，并在无润滑的情况下，永磁盘在方轴上很难灵活移动，且在长期运行过程中，粉尘附着在方轴表面也必然影响永磁盘的灵活移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁盘在方轴上滑动可靠与灵活的盘式限矩型永磁耦合器的内转子及应用。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种盘式限矩型永磁耦合器的内转子，它包括永磁盘、方轴，永磁盘上开有方孔套装在方轴上，方孔的四角上镶嵌有钢质镶块，方轴的四个角上沿轴向安装有角型硬质材料衬板，所述角型硬质材料衬板采用非可磁化材料制备并嵌装于永磁盘与方轴之间，轴向受方轴上台肩与轴端挡圈的限制以及永磁盘上方孔的包围而被约束。

本发明所述角型硬质材料衬板采用奥氏体不锈钢板制成。

本发明所述钢质镶块与角型硬质材料衬板之间的摩擦系数不大于0.10。

作为进一步改进，防止粉尘附着在方轴表面影响永磁盘的移动，本发明在两个永磁盘之间设有将方轴封闭的波纹管防尘罩。

作为进一步改进，使两个永磁盘在方轴上保持同步和平行移动，本发明所述方轴上安装有转轴，其位置位于两个永磁盘之间中央，转轴两端分别安装有摆臂曲拐联动机构，摆臂曲拐联动机构的两端分别与两个永磁盘活络联接，使两个永磁盘在方轴上保持同步移动。

本发明所述摆臂曲拐联动机构包括安装在转轴上的连接杆，连接杆两端分别与转动杆一端活络联接，转动杆的另一端与分别永磁盘活络联接。

作为进一步改进，防止粉尘附着在方轴表面影响永磁盘的移动，本发明在两个永磁盘之间设有将方轴及摆臂曲拐联动机构封闭的波纹管防尘罩。

本发明所述波纹管防尘罩通过螺钉、压条安装在永磁盘上。

一种如上所述的盘式限矩型永磁耦合器的内转子在盘式限矩型永磁耦合器中的应用。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其结构简单，角型硬质材料衬板的安装无需任何紧固件紧固，其轴向受方轴上台肩与轴端挡圈的限制，径向受永磁盘上方孔包围约束；同时，由于角型硬质材料衬板起到履带或滑雪板的作用，使方轴受到的压应力大为减少，消除了方轴表面的局部弹性变形，且降低了方轴与钢质镶块之间的摩擦系数，使永磁盘在方轴上滑动可靠与灵活，经实际应用，其技术效果和经济效果明显。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是图1的C-C剖面图。

图中：1.主动联轴节；2. 导磁铁盘；3.导电感应盘； 4. 永磁块；5.挡圈；6.永磁盘；7.钢质镶块；8.方轴；9.摆臂曲拐联动机构；10.转轴；11.角型硬质材料衬板；12.波纹管防尘罩；13.从动联轴节；14.螺钉；15.压条。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

盘式限矩型永磁耦合器主要包括与主动联轴节1联接的外转子I和与从动联轴节13联接的内转子II两大部分。外转子I主要包括导磁支撑盘2以及紧固于导磁铁盘2上的导电感应盘3，内转子II主要包括传递扭矩并起导轨作用的方轴8、套装于方轴8上并可在方轴8上作轴向滑动的两个永磁盘6，永磁块4嵌装于永磁盘6上。在静止或额定运行状态时，由于方轴8上的台肩和紧固于方轴8另一端的挡圈5的限制以及合适的安装调整，两永磁盘6与对应的导电感应盘3之间存有间隙△1和△2。在设备起动过程中或设备过载时，由于传动扭矩变化使盘式限矩型永磁耦合器的内、外转子间转速差发生变化，从而导致内转子II上永磁盘6与外转子I上导电感应盘3之间轴向力的变化，使得永磁盘6在方轴8上移动，间隙△1和△2逐渐增大。这样，永磁块4对导电感应盘3的磁化作用被迅速弱化，使得永磁耦合器传递的扭矩不再随主从动端的转速差增加而增加，起到限矩保护的作用或起动过程中自动调节扭矩实现“软起动”的目的。

永磁盘6上感生的扭矩力是通过其内孔镶嵌的钢质镶块7传递给方轴8，再通过与方轴8连接的从动联轴节13输出。由于钢质镶块7对方轴8的接触面积很小，使得钢质镶块7与方轴8的接触压应力很大。虽然，方轴8的表面经过硬化工艺处理，却犹如柔软的泥沼表面仅有一层硬土面一样，依然不能消除两者之间硬度差的影响而可能导致方轴8局部弹性变形。且两者间的摩擦系数为0.3，约为钢钢组合间摩擦系数（≈0.10）的3倍，局部弹性变形和极大的摩擦阻力无疑会阻滞永磁盘6在方轴8上的滑动而形成严重爬行，使得永磁耦合器的限矩保护和软起动性能得不到可靠发挥。历经天长日久，在极大接触压应力作用下，钢质镶块7会在铝质方轴8表面造成永久性变形而形成压印印痕，这种印痕定会以近乎刚性方式阻止永磁盘6在方轴8上滑动，让永磁耦合器的软起动特性与限矩保护特性丧失。实践中已有因永磁盘6不能及时退让，最终导致铜质导电感应盘3过热熔化的事故发生。

由图1、图3可知，一种盘式限矩型永磁耦合器的内转子，它包括永磁盘6、方轴8，永磁盘6上开有方孔套装在方轴8上，方孔的四角上镶嵌有钢质镶块7，方轴8的四个角上沿轴向安装有角型硬质材料衬板11，所述角型硬质材料衬板11采用非可磁化材料制备并嵌装于永磁盘6与方轴8之间，轴向受方轴8上台肩与轴端挡圈5的限制以及永磁盘6上方孔的包围而被约束。

本发明所述角型硬质材料衬板11采用奥氏体不锈钢板制成。

本发明所述钢质镶块7与角型硬质材料衬板11之间的摩擦系数不大于0.10。

本发明在方轴8的四个角上沿轴向安装角型硬质材料衬板11，材料采用奥氏体不锈钢板，轴向受方轴8上台肩与轴端挡圈5的限制，径向受永磁盘上方孔包围约束,安装无需任何紧固件紧固；同时，由于角型硬质材料衬板起到履带或滑雪板的作用，方轴8受到的压应力大为减少，消除了方轴8表面的局部弹性变形；尽管加装角型硬质材料衬板11增加了成本，但因免除方轴8表面硬化工艺而使产品实际成本有所降低；且降低了方轴8与钢质镶块5之间的摩擦系数（≈0.10），使永磁盘6在方轴8上滑动可靠与灵活，经实际应用，其技术效果和经济效果明显。

一种如上所述的盘式限矩型永磁耦合器的内转子在盘式限矩型永磁耦合器中的应用。

实施例2：

由图1、图2、图4可知，为防止粉尘附着在方轴8表面影响永磁盘6的移动，本发明在两个永磁盘6之间设有将方轴8封闭的波纹管防尘罩12。

本发明所述波纹管防尘罩12通过螺钉14、压条15安装在永磁盘6上。

作为进一步改进，防止粉尘附着在方轴8表面影响永磁盘6的移动，本发明结构简单，成本低廉。一是防止永磁耦合器在长期运行过程中，粉尘附着在方轴8表面影响永磁盘6的移动，二是有利于对方轴8实施油脂润滑，降低两者之间的摩擦系数，提高永磁盘6的移动可靠性，三是仅仅封闭方轴8，既隔绝粉尘，又能确保导电感应盘3、永磁盘6处于敞开空间，有利于散热和方便观察；同时，使永磁盘6温度相对于导电感应盘3始终存在30﹪～40﹪以上的温度差，有效地防止过载时永磁盘6上永磁块4的过热失磁。

一种如上所述的盘式限矩型永磁耦合器的内转子在盘式限矩型永磁耦合器中的应用。

余同实施例1。

实施例3：

为使两个永磁盘在方轴上保持同步和平行移动，本发明所述方轴8上安装有转轴10，其位置位于两个永磁盘6之间中央，转轴10两端分别安装有摆臂曲拐联动机构9，摆臂曲拐联动机构9的两端分别与两个永磁盘6活络联接，使两个永磁盘6在方轴8上保持同步移动。

本实施例的摆臂曲拐联动机构9包括安装在转轴10上的连接杆，连接杆两端分别与转动杆一端活络联接，转动杆的另一端与分别永磁盘6活络联接。

为防止粉尘附着在方轴8表面影响永磁盘6的移动，本发明在两个永磁盘6之间设有将方轴8及摆臂曲拐联动机构9封闭的波纹管防尘罩12。

本发明所述波纹管防尘罩12通过螺钉14、压条15安装在永磁盘6上。

作为进一步改进，本发明在两个永磁盘6之间安装摆臂曲拐联动机构9，使两个永磁盘6在方轴8上保持同步和平行移动，避免永磁盘6的卡阻，从而确保永磁耦合器软起动与限矩保护性能的可靠实现，避免了两永磁盘6动作不协调可能造成的事故。

一种如上所述的盘式限矩型永磁耦合器的内转子在盘式限矩型永磁耦合器中的应用。

余同实施例1、2。