CN102966716B - 用于皮带传动的永磁偶合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于皮带传动的永磁偶合器，包括导体转子、永磁转子、皮带轮、输入轴套和输出轴承座，所述永磁转子固定在输入轴套的外圆柱面上，所述皮带轮固定在输出轴承座的外圆柱面，所述输出轴承座与导体转子固定连接，输出轴承座通过轴承支承在输入轴套的外圆柱面上。本发明具有软启动功能和更好的减振性能，能提高电机功率利用率，结构更加紧凑，轴向刚性好，能够承受较大的负载。<!--1-->

Description

用于皮带传动的永磁偶合器

技术领域

本发明涉及一种永磁偶合器，具体涉及一种用于皮带传动的永磁偶合器装置。

背景技术

传统皮带传动主要由电机、皮带和负载组成，在电机的输出端和负载的输入端各安装有皮带轮，通过皮带和皮带轮的联接使电机的输出传递给负载。皮带传动具有以下特点：1）结构简单，适用于两轴中心距较大的传动场合；2）传动平稳无噪声，能缓冲、吸振；3）过载时皮带将会在带轮上打滑，可防止薄弱零部件损坏，起到保护作用，所以得到广泛的运用。

但是，传统皮带联接传动也存在着较多的问题，主要体现在以下方面：

一、传统电机采用硬启动方式，启动时的大电流对电网冲击较大，影响电网供电质量；伤害电机绝缘，降低电机寿命；在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会造成电机紧死，线圈变形，鼠笼条断裂等故障。

二、电机在启动时，皮带所受张力突然加大，缩短了皮带的使用寿命。

三、电机与负载间是通常的机械连接，故负载的振动会被传递到电机上，影响电机使用寿命。

四、电机功率利用率低，为确保可以应对不同工况，电机选型时往往大于实际所需功率，而工作时电机又常处于轻载状态，电机的恒扭矩运行势必造成电能浪费。

上述问题限制了皮带传动在要求较高场合的应用。磁力偶合器在皮带传动中的应用，则可以较好地解决上述问题。

中国发明专利申请CN201110210707.1公开了一种带有皮带轮的磁力偶合器，包括输入组件和输出组件，输出组件通过轴承支承在输入组件上，输入组件包括电机轴套和连接在电机轴套上的铜转子，输出组件包括磁转子、轴套和皮带轮，轴承安装在输入组件的电机轴套和输出组件的轴套之间。在这种结构中，铜转子作为输入组件与电机相连接，皮带轮作为输出组件与磁转子相连接，使整个结构的刚性较差，传动时在皮带的拉力作用下，结构变形较大，影响传动效率和使用寿命。

中国发明专利申请CN201110161199.2公开了一种皮带式磁滞偶合器，包括输出轴、设置在输出轴上的散热外壳和设置在散热外壳内的永磁盘，散热外壳的一端设置有皮带轮，皮带轮通过皮带与驱动源连接，且驱动源通过皮带及皮带轮驱动散热外壳旋转；散热外壳的另一端内壁设置有磁钢；永磁盘设置在散热外壳内腔输出轴上，且永磁盘与磁钢对应安装，两者之间设置有调节螺母，通过调节螺母调整永磁盘与磁钢之间的距离以改变磁场感应强度。输出轴设置在散热外壳中部，输出轴的内端与永磁盘固定连接为一体，输出轴的外端连接减速机及输出法兰。但是，这种结构适用于负载侧的皮带轮，不适合安装在电机侧的皮带轮上，并不能很好地克服电机启动时所产生的冲击。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、刚性好的用于皮带传动的永磁偶合器，可提供软启动特性，可驱动较高的启动惯量，能承受周期性负载堵转（滑差），提高皮带的使用寿命和提高电机功率利用率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于皮带传动的永磁偶合器，包括导体转子、永磁转子、皮带轮、输入轴套和输出轴承座，所述永磁转子固定在输入轴套的外圆柱面上，所述皮带轮固定在输出轴承座的外圆柱面，所述输出轴承座与导体转子固定连接，输出轴承座通过轴承支承在输入轴套的外圆柱面上。

优选地，所述输入轴套的一端设有轴套法兰，所述永磁转子套在输入轴套的外圆柱面上，并通过螺钉与轴套法兰固定连接。

进一步地，所述输入轴套的内孔为锥形孔。

进一步地，所述输入轴套的另一端固定有轴承压板和圆螺母，所述圆螺母的一部分***输入轴套的内孔中。

进一步地，所述轴承压板通过螺钉固定在输入轴套的端面上，所述圆螺母上设有法兰边并通过紧固螺钉固定在轴承压板上。

进一步地，所述紧固螺钉上套有单耳止动垫片。

优选地，所述导体转子包括左、右两个导体盘，所述永磁转子位于左、右两个导体盘之间，永磁转子的两侧各设有磁极与左、右两个导体盘相对。

进一步地，所述左、右两个导体盘各包括一个外盘片和一个内盘片，内盘片通过螺钉固定在外盘片上。

进一步地，所述输出轴承座的一端设有连接法兰，所述连接法兰通过螺钉与右导体盘的外盘片固定连接。

进一步地，所述左、右两个导体盘之间设有多个气隙套管，连接螺钉穿过所述气隙套管将左、右两个导体盘连接在一起。

与现有技术相比，本发明所采用的技术方案具有以下优点：

（1）有软启动功能：安装本发明永磁偶合器的电机启动时，永磁转子和导体转子之间有明显滑差，在电机转速从0升到最大值时，该滑差逐渐在几秒之内减至最小。可有效减少对动力传动***的冲击，同时对***设备也起到保护作用。

（2）可驱动启动转矩较高的设备：采用本发明方案后，在选择电机时可最大限度地选择较小启动转矩的电机，极大地节省采购成本。

（3）减少传动皮带磨损：由于本发明采用的是软启动方式，故在电机启动时使皮带所受张力减小，有效延长了皮带的使用寿命。

（4）更好的减振性能：本发明是通过磁场效应传递力矩，是一种无机械接触的联接方式，使负载端的振动得到有效隔离，延长了电机的使用寿命。

（5）能承受周期性负载堵转：当负载突然堵转甚至卡死时，负载轴减慢转速甚至停转，此时电机轴仍可按原有的转速继续旋转，这样就可以有效地保护电机***，避免因瞬间内部电流过大而烧坏。

（6）提高电机功率利用率：采用本发明后，将使电机输出功率根据现场实际工况合理匹配输出，输出扭矩随负载的工况而改变，从而节约电能，提高电机功率合理利用率。

（7）本发明采用永磁转子与电机相连接、而导体转子与输出带轮相连接的方式，使永磁偶合器的结构更加紧凑，轴向刚性好，能够承受较大的负载。

附图说明

图1是本发明用于皮带传动的永磁偶合器的结构剖视图。

图2是本发明用于皮带传动的永磁偶合器的结构分解示意图。

图3是本发明中一种导体转子的结构分解示意图。

图4是本发明用于皮带传动的永磁偶合器的立体示意图。

图5本发明在皮带传动中的一种应用实例示意图。

图中：1、导体转子2、永磁转子3、输入轴套4、输出轴承座

5a/5b、轴承6a/6b/6c/6d、螺钉6e、紧固螺钉

7、轴承压板8、皮带轮9、圆螺母10、单耳止动垫片

11、外盘片12、内盘片13、内盘片14、外盘片

15、连接螺钉16、螺钉17、气隙套管18、螺钉

19、螺母21、永磁体31、轴套法兰32、内孔

41、连接法兰81、带轮法兰91、法兰边121/131、缺口

100、电机200、本发明永磁偶合器300、皮带400、负载装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，本领域技术人员由此可以更清楚地了解本发明的其他优点及功效。

需要说明的是，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，仅用以配合具体实施方式，供本领域技术人员更清楚地了解本发明的构思，并非用以限制本发明的保护范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明的功效及目的达成的情况下，均应仍落在本发明的保护范围之内。为了便于描述，各部件的相对位置关系是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是根据说明书附图的布图方向来确定的。

如图1、图2所示，本发明是一种用于皮带传动的永磁偶合器，包括导体转子1、永磁转子2、输入轴套3、输出轴承座4和皮带轮8，在输入轴套3的左端（靠近电机的一端）设有轴套法兰31，永磁转子2套在输入轴套3的外圆柱面上，并通过螺钉6b与轴套法兰31固定连接。输出轴承座4的一端设有连接法兰41，连接法兰41通过螺钉6a与导体转子1固定连接。皮带轮8的左端设有带轮法兰81，皮带轮8套在输出轴承座4的外圆柱面上，并通过带轮法兰81、螺钉6c与输出轴承座4固定连接。输出轴承座4通过位于两端的轴承5a、5b支承在输入轴套3的外圆柱面上。

输入轴套3上设有与电机轴相连接的内孔32，该内孔32优选为锥形孔，锥形孔的优选锥度为1：10。

在输入轴套3的右端（远离电机的一端）固定有轴承压板7和圆螺母9，轴承压板7通过螺钉6d固定在输入轴套3的右端面上，用于压紧轴承5b的内圈。所述圆螺母9的一部分***输入轴套的内孔32中，圆螺母9上设有法兰边91并通过紧固螺钉6e固定在轴承压板7上，紧固螺钉6e上还可以套有单耳止动垫片10，以防止螺钉松动。当电机轴***输入轴套的内孔32中时，圆螺母9可以与电机轴端部的螺纹相配合，将本发明的永磁偶合器固定在电机轴上。

在本发明的一种优选实施例中，导体转子1包括左、右两个导体盘，永磁转子2位于左、右两个导体盘之间，永磁转子2上镶嵌有多块永磁体21，沿圆周方向永磁体按N、S极***错排列，永磁体21两侧的磁极分别与左、右两个导体盘相对。

进一步地，如图3所示，左导体盘由一个外盘片11和一个内盘片12构成，内盘片12通过螺钉16固定在外盘片11上；右导体盘由一个外盘片14和一个内盘片13构成，内盘片13通过螺钉18固定在外盘片14上。外盘片11、14可以由钢材料制成，而内盘片12、13可以由铜或铝材料制成。在左、右两个导体盘之间还设有多个气隙套管17，连接螺钉15穿过所述气隙套管17将左、右两个导体盘连接在一起，由螺母19紧固。气隙套管17用于使左、右两个导体盘之间保持合适的距离，从而使永磁转子2与左、右两个导体盘之间保持合适的气隙。所述外盘片11、14和内盘片12、13可以采用相同直径的圆盘，但在内盘片12、13的边缘最好设有容置气隙套管17的缺口121、131，从而使气隙套管17的两端直接顶在外盘片11、14的内侧面上。在图1中，所述输出轴承座4端部的连接法兰41通过螺钉6a与右导体盘的外盘片固定连接。

如图5所示，用于皮带传动时，本发明的永磁偶合器200安装在电机100的输出轴上，本发明中的皮带轮与负载装置400上的皮带轮之间通过皮带300相连接，从而实现传动，并具有软启动特性，大大降低传动时的机械和电气冲击，提高电机功率的利用率。

本发明不仅具有传统皮带传动结构简单、传动平稳、过载打滑、易于安装等优点，而且兼具永磁偶合器的软启动、防止堵转、减小振动、节约能源等优点，可广泛地应用于对带传动要求较高的场合。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于皮带传动的永磁偶合器，包括导体转子（1）、永磁转子（2）、皮带轮（8）、输入轴套（3）和输出轴承座（4），其特征是，所述永磁转子（2）固定在输入轴套（3）的外圆柱面上，所述皮带轮（8）固定在输出轴承座（4）的外圆柱面，所述输出轴承座（4）与导体转子（1）固定连接，输出轴承座（4）通过轴承（5a，5b）支承在输入轴套（3）的外圆柱面上。

2.根据权利要求1所述的永磁偶合器，其特征是，所述输入轴套（3）的一端设有轴套法兰（31），所述永磁转子（2）套在输入轴套（3）的外圆柱面上，并通过螺钉与轴套法兰（31）固定连接。

3.根据权利要求2所述的永磁偶合器，其特征是，所述输入轴套的内孔（32）为锥形孔。

4.根据权利要求3所述的永磁偶合器，其特征是，所述输入轴套（3）的另一端固定有轴承压板（7）和圆螺母（9），所述圆螺母（9）的一部分***输入轴套的内孔（32）中。

5.根据权利要求4所述的永磁偶合器，其特征是，所述轴承压板（7）通过螺钉固定在输入轴套（3）的端面上，所述圆螺母（9）上设有法兰边（91）并通过紧固螺钉（6e）固定在轴承压板（7）上。

6.根据权利要求5所述的永磁偶合器，其特征是，所述紧固螺钉（6e）上套有单耳止动垫片（10）。

7.根据权利要求1所述的永磁偶合器，其特征是，所述导体转子（1）包括左、右两个导体盘，所述永磁转子（2）位于左、右两个导体盘之间，永磁转子（2）的两侧各设有磁极与左、右两个导体盘相对。

8.根据权利要求7所述的永磁偶合器，其特征是，所述左、右两个导体盘各包括一个外盘片和一个内盘片，内盘片通过螺钉固定在外盘片上。

9.根据权利要求8所述的永磁偶合器，其特征是，所述输出轴承座（4）的一端设有连接法兰（41），所述连接法兰（41）通过螺钉与右导体盘的外盘片固定连接。

10.根据权利要求8所述的永磁偶合器，其特征是，所述左、右两个导体盘之间设有多个气隙套管（17），连接螺钉（15）穿过所述气隙套管（17）将左、右两个导体盘连接在一起。