专利名称：一种平面磁力传动耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁耦合技术领域，尤其涉及一种平面磁力传动耦合器。
背景技术：
随着永磁材料性能的大幅提高，永磁材料的超距耦合特性已广泛应用在各种传动机构中，如磁力耦合器等。平面磁力传动耦合器是一种常见的磁力耦合器，以下对现有技术中的平面磁力耦合器进行简单介绍。请参看图1-图3，图1为现有技术中一种典型的平面磁力传动耦合器的结构示意图；图2为图1中从动磁盘的结构示意图；图3为图1中主动磁性盘的结构示意图。如图1-图3所示，该平面磁力传动耦合器包括主动磁性盘2’、从动磁性盘1’主动磁性盘2’与从动磁性盘1’相对设置，主动磁性盘2’、从动磁性盘1’的圆周方向的磁路 3为分散组合排列，分散组合排列的磁体的对数为6对；主动磁性盘2’与动力源连接，从动磁性盘1’负载连接，通过磁场耦合产生的耦合力带动从动磁性盘1’旋转面磁力传动耦合器可以实现无接触传动扭矩和力。这种结构的平面磁力传动耦合器的磁路受力情况如图4所示，当主动磁性盘 2’ (展开状态)在外力作用下沿着箭头方向移动时，因磁场耦合的作用，磁体②将对从动磁性盘1’(展开状态)上的磁体①产生如图所示的磁场作用力Fe，把Fe沿水平方向和垂直方向分角军成为F周向禾口 F轴向两个分力，F周向=F拉Xsina, F轴向=F拉Xcosa, a = arctgx/Lg, 主动磁性盘2’(展开状态)继续沿箭头方向的移动，χ的值不断增大，a角也同时增大，Fm 向=F拉Xsina也同时增大，F轴向=F拉X cosa相反减小，也就是说，周向对传递有用的力F ；^增大，而轴向对有害的作用力F_减小。另外，在如图1所示面积上，分散组合排列的磁体对数为6对，每一对耦合产生的有用力为F周向=F拉Xsina，每一对耦合产生的有害力为F轴向=F拉X cosa，所以整个面积上的有用力为6XF周向，有害的轴向力为6XF轴向。这种结构的平面磁力传动耦合器技术结构上无法去克服有害的轴向力，该轴向力将影响平面磁力传动耦合器的正常工作。而且这种结构的平面磁力传动耦合器的磁路排布为分散型组合，同样体积下产生的扭力或者力也比较小。因此，主动磁性盘在平移时，如何消除有害的轴向力，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种平面磁力传动耦合器，主动磁性盘在平移时，该平面磁力传动耦合器可以消除有害的轴向力。为了实现上述目的，本发明提供了一种平面磁力传动耦合器，包括相对设置的主动磁性盘、从动磁性盘，所述主动盘径向内到外依次设有主动悬浮磁路、主动周向扭力磁路，所述从动盘径向内到外依次设有从动悬浮磁路、从动周向扭力磁路，所述主动悬浮磁路、所述主动周向扭力磁路分别与所述从动悬浮磁路、所述从动周向扭力磁路对齐设置。优选的，述主动周向扭力磁路为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环；所述从动周向扭力磁路为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环。优选的，所述主动周向扭力磁路、所述从动周向扭力磁路均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘、所述从动磁性盘上。优选的，所述主动悬浮磁路为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环；所述从动悬浮磁路为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环，且所述主动悬浮磁路的多个磁体的磁极与所述从动悬浮磁路的磁体的磁极相同。优选的，所述主动悬浮磁路、所述从动悬浮磁路均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘、所述从动磁性盘上。优选的，所述主动悬浮磁路与所述主动周向扭力磁路之间设有主动安全环。优选的，所述从动悬浮磁路与所述从动周向扭力磁路之间设有从动安全环。本发明提供的平面磁力传动耦合器，包括相对设置的主动磁性盘、从动磁性盘，所述主动盘径向内到外依次设有主动悬浮磁路、主动周向扭力磁路，所述从动盘径向内到外依次设有从动悬浮磁路、从动周向扭力磁路，所述主动悬浮磁路、所述主动周向扭力磁路分别与所述从动悬浮磁路、所述从动周向扭力磁路对齐设置；主动悬浮磁路与从动悬浮磁路形成悬浮磁路，所述主动周向扭力磁路与所述从动周向扭力磁路形成周向扭力磁路。这种结构的平面磁力传动耦合器，在主动磁性盘、从动磁性盘上分别设置了排列为紧密推拉组合的悬浮磁路，主动磁性盘在平移时，该悬浮磁路可以克服周向扭力磁路在轴向产生的有害的轴向力，可使得主动磁性盘与从动磁性盘之间平稳地无接触传动扭矩和力。
图1为现有技术中一种典型的平面磁力传动耦合器的结构示意图；图2为图1中从动磁性盘的结构示意图；图3为图1中主动磁性盘的结构示意4为图1中平面磁力传动耦合器的磁路力学分析示意图；图5为本发明所提供的平面磁力传动耦合器的一种具体实施方式
的结构示意图；图6为图5中从动磁性盘的结构示意图；图7为图5中主动磁性盘的结构示意图；图8为图5中周向扭力磁路的力学分析示意图；图9为图5中悬浮磁路的力学分析示意图；其中，图1-图9中从动磁性盘1，、主动磁性盘2 ’、磁路3 ’ ；从动磁性盘1、从动悬浮磁路2、从动安全环3、从动周向扭力磁路4、主动周向扭力磁路5、主动安全环6、主动悬浮磁路7、主动磁性盘8。
具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参看图5-图7，图5为本发明所提供的平面磁力传动耦合器的一种具体实施方式
的结构示意图；图6为图5中从动磁性盘的结构示意图；图7为图5中主动磁性盘的结构示意图。如图5-图7所示，本发明提供的平面磁力传动耦合器，包括相对设置的主动磁性盘8、从动磁性盘1，所述主动盘径向内到外依次设有主动悬浮磁路7、主动周向扭力磁路5， 所述从动盘径向内到外依次设有从动悬浮磁路2、从动周向扭力磁路4，所述主动悬浮磁路 7、所述主动周向扭力磁路5分别与所述从动悬浮磁路2、所述从动周向扭力磁路4对齐设置；主动悬浮磁路7与从动悬浮磁路2形成悬浮磁路，所述主动周向扭力磁路5与所述从动周向扭力磁路4形成周向扭力磁路。优选的方案中，所述主动悬浮磁路7与所述主动周向扭力磁路5之间设有主动安全环6，所述从动悬浮磁路2与所述从动周向扭力磁路4之间设有从动安全环3。这种结构的平面磁力传动耦合器，在主动磁性盘8、从动磁性盘1上分别设置了排列为紧密推拉组合的悬浮磁路，主动磁性盘8在平移时，该悬浮磁路可以克服周向扭力磁路在轴向产生的有害的轴向力，可使得主动磁性盘8与从动磁性盘1之间平稳地无接触传动扭矩和力。具体的方案中，所述主动周向扭力磁路5为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环，本实施例中，主动周向扭力磁路5为由12对磁体按照N极、S极相间紧密偶数拼接而成的两个磁体环；所述从动周向扭力磁路4为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环，本实施例中，所述从动周向扭力磁路4为由12对磁体按照 N极、S极相间紧密偶数拼接而成的两个磁体环。具体的方案中，所述主动悬浮磁路7为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环；所述从动悬浮磁路2为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环，且所述主动悬浮磁路 的多个磁体的磁极与所述从动悬浮磁路2的磁体的磁极相同，可以同为N极，也可以同为S极。以下结合附图，对本发明所提供的平面磁力传动耦合器的受力情况进行简单介绍。请参看图8、图9，图8为图5中周向扭力磁路的力学分析示意图，图9为图5中悬浮磁路的力学分析示意图。周向扭力磁路力学分析如图8所示，当主动磁性盘8 (展开状态)在外力作用下沿着箭头方向移动时，因磁场耦合的作用，磁体①将同时受到磁体②和磁体③的共同作用力， 磁体②对磁体①产生F推，磁体③对磁体①产生F拉，将F推和F拉在周向和轴向同时进行力的分解，F推可分解为F推周向=F推X sina2与F推轴向=F推X cosa2 ；F拉可分解为 F 拉周向=F 拉 X sinal 与 F 拉轴向=F 拉 X cosal ；al = arctg (L_x) /Lg, a2 = arctgx/ Lg, (0^ x^ L/2)；从动磁性盘1上每一块磁体吸收主动磁性盘8给予的F总周向=F拉周向+F推周向=F拉X sinal+F推X sina20从动磁性盘1上每一块磁体吸收主动磁性盘8给予的F总轴向=IF拉轴向+F推轴向I = |F拉Xcosal+F推Xcosa2|。当移动距离χ = L/2时，al = a2，此时如图8中所示面积上从动磁性盘1上将有因磁场耦合产生的牵连磁力F总面积周向=12 X F总周向，F总面积轴向=12 X F总轴向。悬浮磁路力学分析如图9所示，当主动磁性盘8与从动磁性盘1的中心位置重合时，主动磁性盘8将对从动磁性盘1产生力F斥悬浮，为了消除径向不稳定有害力的影响， Ll < L2，其中，Ll为主动悬浮磁路7中磁体的宽度，L2为从动悬浮磁路2中磁体的宽度。 当主动磁性盘8沿箭头方向有微量的偏移距离χ发生时，(x < (L2-Ll)/2)，因L2 > Li，从动磁性盘1将对主动磁性盘8施加有用的回复力，能保证悬浮磁路在径向的稳定。与现有技术相比，在同体积或者同面积下能产生的扭力大小来看，图1中的平面磁力传动耦合器的F总面积周向=6XF周向，本发明的F总面积周向=12XF总周向，根据前叙可知，F总周向=F拉周向+F推周向=F拉Xsinal+F推Xsina2，当χ = L/2时，al =a2，因此F拉周向=F推周向，所以F总周向=2XF拉周向。F总面积周向=12X2XF 拉周向=MXF拉周向。根据以上分析可得出，在同体积或者同面积下图1中的平面磁力传动耦合器的产生的扭力是本发明扭力的1/4，本发明所提供平面磁力传动耦合器的扭力提高了 4倍。优选方案中，所述主动周向扭力磁路5、所述从动周向扭力磁路4可均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘8、所述从动磁性盘1上。优选方案中，所述主动悬浮磁路7、所述从动悬浮磁路2可均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘8、所述从动磁性盘1上。以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种平面磁力传动耦合器，包括相对设置的主动磁性盘、从动磁性盘，其特征在于， 所述主动盘径向内到外依次设有主动悬浮磁路、主动周向扭力磁路，所述从动盘径向内到外依次设有从动悬浮磁路、从动周向扭力磁路，所述主动悬浮磁路、所述主动周向扭力磁路分别与所述从动悬浮磁路、所述从动周向扭力磁路对齐设置。
2.根据权利要求1所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述主动周向扭力磁路为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环；所述从动周向扭力磁路为由多个磁体按照N极、S极相间偶数拼接而成的两个磁体环。
3.根据权利要求2所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述主动周向扭力磁路、 所述从动周向扭力磁路均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘、所述从动磁性盘上。
4.根据权利要求1所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述主动悬浮磁路为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环；所述从动悬浮磁路为由多个磁体的相同磁极拼接而成的磁体环，且所述主动悬浮磁路的多个磁体的磁极与所述从动悬浮磁路的磁体的磁极相同。
5.根据权利要求4所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述主动悬浮磁路、所述从动悬浮磁路均通过粘接的方式分别固定在所述主动磁性盘、所述从动磁性盘上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述主动悬浮磁路与所述主动周向扭力磁路之间设有主动安全环。
7.根据权利要求1-5任一项所述的平面磁力传动耦合器，其特征在于，所述从动悬浮磁路与所述从动周向扭力磁路之间设有从动安全环。
全文摘要
本发明涉及磁耦合技术领域，公开了平面磁力传动耦合器，包括相对设置的主动磁性盘、从动磁性盘，所述主动盘径向内到外依次设有主动悬浮磁路、主动周向扭力磁路，所述从动盘径向内到外依次设有从动悬浮磁路、从动周向扭力磁路，所述主动悬浮磁路、所述主动周向扭力磁路分别与所述从动悬浮磁路、所述从动周向扭力磁路对齐设置。这种结构的平面磁力传动耦合器，在主动磁性盘、从动磁性盘上分别设置了排列为紧密推拉组合的悬浮磁路，主动磁性盘在平移时，该悬浮磁路可以克服周向扭力磁路在轴向产生的有害的轴向力，可使得主动磁性盘与从动磁性盘之间平稳地无接触传动扭矩和力。
文档编号H02N15/00GK102355119SQ20111030092
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘挺, 崔国平, 殷春红, 豆耀峰 申请人:兰州海兰德泵业有限公司