CN101312321A

CN101312321A - 新型磁力离合器

Info

Publication number: CN101312321A
Application number: CNA2007100156274A
Authority: CN
Inventors: 陈伯恒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-26

Abstract

本发明是属于离心式离合器领域的一种新型磁力离合器，机构中具有输入轴1，其特征在于：在输入轴1上制有或固定装有与输入轴1同轴的沿径向制有多个T形槽的圆盘，在各T形槽中，分别活动装有形状及尺寸与T形槽对应的T形块6，在各T形块6中，沿输入轴1的轴向固定装有其磁场轴线方向与输入轴1的轴向相同的动磁铁5，在输入轴1上，通过轴承11同轴装有其上制有输出接口的阶梯圆盘形输出盘12，在输出盘12的与装在输入轴1上的动磁铁5的沿T形槽外端极限位置对应的位置处的平面处，分别对应固定装有其磁场轴线的方向与动磁铁5轴线方向平行的外端平面与动磁铁5外端平面对应并保持一定间隔的且对应面处的磁场极性与动磁铁5相同的定磁铁7。

Description

新型磁力离合器

一、技术领域

本发明是属于离合器领域的一种新型磁力离合器。

二、背景技术

在机械领域中，离合器是一个重要的机械部件，它主要是起到使机械***与动力***按要求及时的结合与分离的作用。

传统结构的离合器的种类很多，但主要有牙嵌离合器、摩擦离合器、离心式离合器、超越离合器、电磁离合器、安全离合器等几类(参见一般机械设计手册)，这些离合器的一个共同特点就是动力传递的元件间均是采用接触形式的，除牙嵌式离合器以外，其它离合器一般最后都是通过摩擦元件来完成动力的传递工作的，所以这些离合器所存在的一个共同问题就是摩擦元件的机械磨损问题。正是由于这些原因的存在，使得这些离合器在应用范围上受到了一定的限制。所以，设计一种非接触型的离合器从效果上说，应当是比较积极的。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种非接触型的采用永久磁铁作为传递动力的基本元件的适用范围相对较广、结构比较简单、对大型动力机械也较适用的新型磁力离合器的原理性技术方案。

本发明是这样实现的：机构中具有输入轴1，其特征在于：在输入轴1上制有或固定装有与输入轴1同轴的沿径向制有多个滑槽的圆盘，在各滑槽中，分别活动装有形状及尺寸与滑槽对应的滑块6，在各滑块6中，沿输入轴1的轴向固定装有其磁场轴线方向与输入轴1的轴向相同的动磁铁5，在输入轴1上，通过轴承11同轴装有其上制有输出接口的阶梯圆盘形输出盘12，在输出盘12的与装在输入轴1上的动磁铁5的沿滑槽外端极限位置对应的位置处的平面处，分别对应固定装有其磁场轴线的方向与动磁铁5轴线方向平行的外端平面与动磁铁5外端平面对应并保持一定间隔的且对应面处的磁场极性与动磁铁5相同的定磁铁7。

动磁铁5与定磁铁7的形状可以是圆柱形或圆柱端部倒角形或阶梯圆柱形或矩形或阶梯矩形，滑槽可制成T形槽或J形槽，滑块6可制成T形滑块或J形滑块。。

由定磁铁7与动磁铁5组成的磁铁组可制成相对于输入轴1对称分布的结构，这时，可将另一侧的定磁铁及定磁铁外套安装在一个中通过轴承与输出轴1做同轴联接上部与输出盘12做固定联接的圆盘形接盘2上。

在输入轴1上可安装多组对称的磁铁组。

可将动磁铁5沿径向分别固定在特定的工作位置上，将输入轴1上安装动磁铁5的圆盘制成通过滑键与输入轴1联结并通过液压或气压沿输入轴1的轴向运动的的结构。

可以采用多个磁铁组组合工作的机构，这时，分别装有动、定磁铁的盘状机构的组合及驱动方式可以借用标准的多片式摩擦离合器的机构中各摩擦片的组合及驱动方式。

具体工作时，例如当将新型磁力离合器用于大型机械设备时，可将新型磁力离合器的输入端与电动机联接，将其输出端与机械设备联接，这样一来，当电动机启动时，由于在一定的时间内转速是比较低的，所以这时机构中的动磁铁5在机构作用下产生的离心力是相对较小的，因此不足以起到带动定磁铁7一起转动的目的，所以这时机械设备是处于一个相对静止的状态，而电动机确可以在接近零负载的状态下逐步起动，当电动机的转速达到一定程度时，由于定磁铁7与动磁铁5是同极相对的，所以在离心力的作用下，当动磁铁5沿径向接近动磁铁7时，二者间必然要产生一个相互排斥的作用，由于这时动磁铁5是绕轴线转动的，所以，在相互位置的约束条件下，定磁铁7极其所在***也会开始随之产生转动趋势，这时，输出盘12开始对机械设备产生一个逐步加大的工作扭矩，因此，这个逐步加强的工作扭矩开始克服机械设备本身相关部件的惯性质量使设备平稳的完成起步的工作，当电动机达到额定工作转速时，机械设备也就进入了正常的工作状态了。当机械设备在工作过程中遇到负载的突然增大或卡滞现象时，由于动磁铁5在给定转速的条件下其能够传递的最大扭矩是根据设计要求决定的，所以在超载情况下，新型磁力离合器就会产生打滑现象，所以就有效的保护了电动机及设备的安全。从这个意义上看，新型磁力离合器是可以完成通常所说的大型机械设备的软启动工作的。

另外，由于本发明适用范围相对较广，且结构比较简单，制造成本相对较低，而且设计的灵活性比较强，例如：将新型磁力离合器用于大型机械设备的软启动工作及汽车离合器时均可以有效的起到节能的效果，所以，预计实施后可以产生积极的效果。

四、附图说明

本发明有2个附图，图1是新型磁力离合器的基本原理示意图，图2是图1的A-A剖视图。各图中：1、输入轴；2、接盘；3、螺栓；4、压紧螺母；5、动磁铁；6、滑块；7、定磁铁；8、挡圈；9、定磁铁外套；10、螺母；11、轴承；12、输出盘。

五、具体实施方式

下面，结合说明书附图对本发明提出的技术方案作进一步的说明：

在图1与图2中可以看到，机构中具有输入轴1，其特征在于：在输入轴1上制有或固定装有与输入轴1同轴的沿径向制有多个滑槽的圆盘，在各滑槽中，分别活动装有形状及尺寸与滑槽对应的滑块6，在各滑块6中，沿输入轴1的轴向固定装有其磁场轴线方向与输入轴1的轴向相同的动磁铁5，在输入轴1上，通过轴承11同轴装有其上制有输出接口的阶梯圆盘形输出盘12，在输出盘12的与装在输入轴1上的动磁铁5的沿滑槽外端极限位置对应的位置处的平面处，分别对应固定装有其磁场轴线的方向与动磁铁5轴线方向平行的外端平面与动磁铁5外端平面对应并保持一定间隔的且对应面处的磁场极性与动磁铁5相同的定磁铁7。可以看出，机构的基本工作原理是依靠动磁铁5在离心力的作用下沿径向运动并接近定磁铁，由于两磁铁间是同极相对的，所以就会产生排斥力，当这种合排斥力达到一定程度后，就可以达到带动机械设备的目的了。

动磁铁5与定磁铁7的形状可以是圆柱形或圆柱端部倒角形或阶梯圆柱形或矩形或阶梯矩形，滑槽可制成T形槽或J形槽，滑块6可制成T形滑块或J形滑块。具体设计时磁铁的形状可以根据具体的要求灵活的选择，其它形状的磁铁也是可以选择的。一般情况下，滑槽制成T形槽比较好，因为这样就可以采用标准刀具加工了。为了简化制造工艺，滑槽也可制成J形槽，但由于J形槽的底端比T形槽少一个凹进的边，所以制造相对简单一些，但定位功能稍微差一些。采用上述结构的目的是防止滑块6从滑槽中沿轴向脱出。

由定磁铁7与动磁铁5组成的磁铁组可制成相对于输入轴1对称分布的结构，这时，可将另一侧的定磁铁及定磁铁外套安装在一个中通过轴承与输出轴1做同轴联接上部与输出盘12做固定联接的圆盘形接盘2上。当定磁铁7的形状成阶梯圆柱形时，也可将其固定安装在一个外形成圆柱形的通过挡圈8固定在输出盘12对应平面上制有的孔中的定磁铁外套9中，动磁铁也可以通过压紧螺母4固定在滑块6中对应制有的孔中。具体设计时，对于动、定磁铁外套的选择时，一般情况下可考虑让每一个磁铁的磁力线都能单独的形成自己的回路，因为这样做容易形成合力。所以，在输出盘12及输入轴1上的圆盘采用材料的磁导率不同时，可以根据不同的情况结合试验来决定具体的设计方案，一般情况下，二者均可采用奥氏体不锈钢材料制成，这样，其制造的成本相对较低。

一般情况下，可考虑采用在磁铁的***加一个由奥氏体不锈钢材料制成的外套，也可考虑在磁铁的周围加双层或多层的外套，并利用磁轭使磁力线形成回路。必要时，也可考虑让各磁铁间形成一个组合回路，但是，由于一般情况下磁路的计算比较复杂，所以，具体设计时应考虑采用试验与经典的设计方法相结合的设计方法。当离心式磁力离合器的工作直径较大时，也可考虑使定磁铁的数量多于动磁铁数量的方案。

另外，当滑槽采用T形槽时，由于一般情况下机构中的各T形槽的下端都会制有一个直径与T形块直径对应的孔，所以，工作时T形块很容易从孔中掉出，所以，可以采用在孔中装一个螺栓3，并用螺母10固定在孔中的方法，来避免T形块掉出。可以看出，将离心式磁力离合器的驱动单元设计成对称结构的优点是一方面可以在机构的工作半径不变的情况下增加机构的扭矩容量，另一方面，由于其对称性的特点，可以有效的抵消机构产生的轴向推力。

在输入轴1上可安装多组对称的磁铁组，这样做的目的是可以有效的减小本发明直径方向上的尺寸，这一点对于大型的新型磁力离合器在设计上是比较方便的。

可将动磁铁5沿径向分别固定在特定的工作位置上，将输入轴1上安装动磁铁5的圆盘制成通过滑键与输入轴1联结并通过液压或气压沿输入轴1的轴向运动的的结构。输入轴1上的圆盘可制成相对于输出盘12及接盘2左右对称的结构，并可制成多组。这种结构实际上就是使动、定磁铁分别固定在特定的工作位置上，将输入轴1上安装磁铁的圆盘制成通过滑键联结的结构，并通过液压或气压机构来驱动圆盘，从而使输入轴1与输出盘12在动、定磁铁的作用下达到联结的目的。一般情况下这种机构中的圆盘可制成左右对称的多组结构，左右对称的目的是抵消机构在外力作用下产生的轴向力。

在其轴向力的作用不至于影响机构的正常运转的情况下，可以采用多个磁铁组组合工作的机构，采用多组圆盘的目的是可以增加机构的输出扭矩。采用这种结构时，可以使用多组圆盘沿同一方向运动的机构，这时，分别装有动、定磁铁的盘状机构的组合及驱动方式可以借用标准的多片式摩擦离合器的机构中各摩擦片的组合及驱动方式。这样做的目的是可以在一定程度上简化设计方案，这时，只需要将传统的圆片式主、从动摩擦片用分别装有动、定磁铁的圆盘来替换即可，其它结构基本上可以套用标准结构就行了。

由于这种传递扭矩的方式是通过液压或气压来实现的，所以机构启动的时间可以灵活的调节，在正常工作的状态下其输出扭矩也可以根据需要灵活的调节，因此可起到变扭矩的作用。但这种结构的制造工艺比较复杂，制造成本相对也比较高。

Claims

1、一种新型磁力离合器，具有输入轴(1)，其特征在于：在输入轴(1)上制有或固定装有与输入轴(1)同轴的沿径向制有多个滑槽的圆盘，在各滑槽中，分别活动装有形状及尺寸与滑槽对应的滑块(6)，在各滑块(6)中，沿输入轴(1)的轴向固定装有其磁场轴线方向与输入轴(1)的轴向相同的动磁铁(5)，在输入轴(1)上，通过轴承(11)同轴装有其上制有输出接口的阶梯圆盘形输出盘(12)，在输出盘(12)的与装在输入轴(1)上的动磁铁(5)的沿滑槽外端极限位置对应的位置处的平面处，分别对应固定装有其磁场轴线的方向与动磁铁(5)轴线方向平行的外端平面与动磁铁(5)外端平面对应并保持一定间隔的且对应面处的磁场极性与动磁铁(5)相同的定磁铁(7)。

2、根据权利要求1所述的新型磁力离合器，其特征在于：动磁铁(5)与定磁铁(7)的形状可以是圆柱形或圆柱端部倒角形或阶梯圆柱形或矩形或阶梯矩形，滑槽可制成T形槽或J形槽，滑块(6)可制成T形滑块或J形滑块。

3、根据权利要求1所述的新型磁力离合器，其特征在于：由定磁铁(7)与动磁铁(5)组成的磁铁组可制成相对于输入轴(1)对称分布的结构，这时，可将另一侧的定磁铁及定磁铁外套安装在一个中通过轴承与输出轴(1)做同轴联接上部与输出盘(12)做固定联接的圆盘形接盘(2)上。

4、根据权利要求6所述的新型磁力离合器，其特征在于：在输入轴(1)上可安装多组对称的磁铁组。

5、根据权利要求1所述的新型磁力离合器，其特征在于：可将动磁铁(5)沿径向分别固定在特定的工作位置上，将输入轴(1)上安装动磁铁(5)的圆盘制成通过滑键与输入轴(1)联结并通过液压或气压沿输入轴(1)的轴向运动的的结构。

6、根据权利要求6所述的新型磁力离合器，其特征在于：可以采用多个磁铁组组合工作的机构，这时，分别装有动、定磁铁的盘状机构的组合及驱动方式可以借用标准的多片式摩擦离合器的机构中各摩擦片的组合及驱动方式。