CN105896881A - 滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器 - Google Patents
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Abstract
滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器可划归动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动领域，其利用滚珠丝杠和回转支承组成的调速机构，分为八大系列：风冷THA/B型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHA/B系列)、液冷THA/B型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTHA/B系列)、风冷TIA/B型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIA/B系列)、液冷TIA/B型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTIA/B系列)。本发明为动设备的调速节能找到了一种经济可行的方法。
Description
技术领域
动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动。
背景技术
从人类利用地磁驱动发明罗盘开始，磁场能量的利用研究便一直没有停止过。伴随着现代磁学理论的发展，磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷，磁力泵、磁力轴承、磁力耦合器、磁力齿轮等等。限于磁性材料的制约，磁力驱动技术发展缓慢，直到1983年，中国发明了高性能永磁材料钕铁硼，磁力驱动产品才得到快速发展应用。
磁力耦合器从磁力泵等磁力驱动产品中独立出来作为单独的分支发展以来，出现了形形色色的产品。筒式磁力耦合器作为磁耦家族中的一种类型，因其结构方面的原因，在使用安全性、可靠性等方面稍逊一筹，但在一些局部领域中，筒式磁力耦合器也是一种不错的传动装置，有其独到之处。
节能减排是目前迫切需求，目前普遍应用液力偶合器进行动力传动，传动效率相对磁耦较低。变频调速在调速效率上虽然和磁耦相差不多，但变频器的使用寿命和维护性与磁耦相比相去甚远。
发明内容
本发明重在找到一种筒式磁力耦合器调速的技术方法，伴随着这种技术方法而引伸出八大系列滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器：风冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHA系列)、液冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTHA系列)、风冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHB系列)、液冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTHB系列)、风冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIA系列)、液冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTIA系列)、风冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIB系列)、液冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTIB系列)。
THA型与THB型区别在于调速机构联结的位置不同，THA型为内转子，THB型为外转子，其调速原理一样。TIA型与TIB型区别在于调速机构联结的位置不同，TIA型为内转子，TIB型为外转子，其调速原理一样。THA/B型与TIA/B型区别在于滚珠丝杠的动作不同，THA/B型为丝杠转动螺母移动，TIA/B型为螺母转动丝杠移动，其调速原理一样。
附图说明
图1为风冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHA系列)。
图13为液冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTHA系列)。
图4为风冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHB系列)。
图14为液冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTHB系列)。
图7为风冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIA系列)。
图15为液冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTIA系列)。
图10为风冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIB系列)。
图16为液冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TYTIB系列)。
图3为风冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHA系列)的电动调速驱动方案示意图，可将齿轮13改为手轮手动调速。
图6为风冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTHB系列)的电动调速驱动方案示意图，可将齿轮13改为手轮手动调速。
图9为风冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIA系列)的电动调速驱动方案示意图，可将齿轮13改为手轮手动调速。
图12为风冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁耦(TFTIB系列)的电动调速驱动方案示意图，可将齿轮13改为手轮手动调速。
八大系列滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器，都包含如下几个部分：感应筒6、磁块固定筒8、磁块7、屏蔽筒5、外盖板2、内盖板3和9、内中心传动轴16、外中心传动轴1、丝杠12、丝杠螺母11、中心齿轮13、回转支承10、止转筒20(液冷型中，图示止转筒20和壳体42合二为一)等。液冷型中，图中标号40为右盖板，43为左盖板，41为密封，42为壳体。
八大系列滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器中，磁块固定筒8、磁块7，内盖板3和9、内中心传动轴16等联结组成内转子，感应筒6、屏蔽筒5、外盖板2、外中心传动轴1等联结组成外转子，滚珠丝杠(丝杠12、丝杠螺母11和钢珠等组成)和回转支承10(其内、外圈和滚珠丝杠及磁耦转子的联结可灵活使用，图中所示均为内圈与磁耦转子联结，也可用外圈与磁耦转子联结)组成调速机构，回转支承可根据实际应用需求选用不同结构的类型以满足转速、负荷等要求。内中心传动轴16、外中心传动轴1与负载及原动机的中心传动轴联接使用键联接，也可采用胀套联结。
磁耦转动时，由回转支承隔断磁耦转子高速旋转的影响，保持滚珠丝杠静止不动。当调速时，止转筒20(固定静止不动，可采用键导向或半轴导向等)保证回转支承沿轴向运动，手动或电动驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠拉动与回转支承直接联结的磁耦转子(内转子或外转子)沿轴向移动，从而改变感应筒和磁块固定筒之间的耦合面积，以达到调速节能的目的(磁场耦合面积的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化，也就是输入输出转速的变化)。
图2、图5、图8、图11所示为TFTHA系列、TFTHB系列、TFTIA系列、TFTIB系列磁耦取下内、外转子之间定位支承轴承的结构示意，传动轴之间联结采用胀套，其它系列(TYTHA系列、TYTHB系列、TYTIA系列、TYTIB系列)也可这样做，但这种方案仅可用在低载情况和轴窜很微小的情况，原因如下：内外转子互不接触，但由于装配时很难保证感应筒与磁块固定筒之间的同轴度，所以会对电机中心轴轴承支承处和负载传动轴轴承支承处造成交变应力(磁场耦合附加弯矩的作用)，以致于轴过度磨损失效。此外，轴窜的影响会造成不稳定运转，严重时会造成事故。总的来说，此种方案要慎用。
具体实施方式
滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造。滚珠丝杠、回转支承、齿轮、磁块、轴承均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可。
滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器作为一种动设备，其成品要想成功应用，必须具备以下两个条件：(1)功率标定——建立完备的测试台架(各功率扭矩区间)，以完成系列化产品的标定。(2)动平衡检测——旋转设备必须达到相关标准规定的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性。
Claims (10)
1.筒式磁力耦合器利用滚珠丝杠和回转支承组成的调速机构调速的技术方法——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合应用，磁耦转动时，由回转支承隔断磁耦转子高速旋转的影响，保持滚珠丝杠静止不动，当调速时，手动或电动驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠拉动与回转支承直接联结的磁耦转子(内转子或外转子)沿轴向移动，从而改变感应筒和磁块固定筒之间的耦合面积，以达到调速节能的目的(磁场耦合面积的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化，也就是输入输出转速的变化)。
2.风冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TFTHA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时丝杠转动，驱动磁耦内转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位。
3.风冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TFTHB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时丝杠转动，驱动磁耦外转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位。
4.风冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TFTIA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时滚珠丝杠的螺母转动，驱动磁耦内转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位。
5.风冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TFTIB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时滚珠丝杠的螺母转动，驱动磁耦外转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位。
6.液冷THA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TYTHA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时丝杠转动，驱动磁耦内转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。
7.液冷THB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TYTHB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时丝杠转动，驱动磁耦外转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。
8.液冷TIA型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TYTIA系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时滚珠丝杠的螺母转动，驱动磁耦内转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。
9.液冷TIB型滚珠丝杠回转支承组合调速筒式磁力耦合器(TYTIB系列)的结构方案——其特征是滚珠丝杠和回转支承组合的调速机构，调速时滚珠丝杠的螺母转动，驱动磁耦外转子沿轴向移动，内、外转子利用轴承支承定位，调速用的调速驱动齿轮装配于壳体内部。
10.各系列(TFTHA系列、TYTHA系列、TFTHB系列、TYTHB系列、TFTIA系列、TYTIA系列、TFTIB系列、TYTIB系列)去除内、外转子之间定位支承轴承的结构方案。
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| CN101997391A (zh) * | 2009-08-11 | 2011-03-30 | 林贵生 | 可调节磁扭矩的传动轴永磁耦合传动和调速装置 |
| CN103904860A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-07-02 | 东北大学 | 一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器 |
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