一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的制造方法
一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的制造方法
【专利摘要】一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，属于永磁涡流传动【技术领域】。本发明能够自动保证安装与运行过程中的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量，运行中能够将永磁涡流联轴器所受的重力和外作用力直接传递给电动机定子，避免电动机转轴系统承受附加外力。本发明包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和轴承座组成，所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成。
【专利说明】一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器
【技术领域】
[0001]本发明属于永磁涡流传动【技术领域】，特别涉及一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器。
【背景技术】
[0002]永磁涡流传动技术的基本工作原理是:当永磁体转子与涡流环转子作相对旋转运动时，永磁体转子上磁极方向交替排布的永久磁铁会在由导电材料制成的润流环内产生交变磁场，进而在其内感生出交变的涡流电流，该涡流电流又在涡流环中产生出感生磁场，感生磁场与永磁体转子上的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而达到传递运动和扭矩的作用。永磁涡流传动装置的结构形式目前主要有套筒型和平盘型两种，其应用领域主要包括永磁涡流联轴器(传动器)和永磁涡流调速器。其中套筒式永磁涡流联轴器，具有结构小巧、重量轻便、振动小、永磁材料能效高、涡流损耗小等结构特点，在要求柔性启动、防堵转、限转矩及减震隔振等工作场合得到成功应用。
[0003]但是，现有的永磁涡流传动专利技术，普遍对永磁体转子和涡流环转子的定位连接方式关注不够，现有的同轴套筒式永磁涡流联轴器产品，通常是采用如下两种方式之一来实现二个转子安装定位的:一种是将转子体利用连接轴套直接套装在原动机或负载的驱动转轴之上；另一种是设置专门的支架将两个转子分别支撑起来，再利用联轴器部件，将原动机和负载的转轴与两个转子的转轴连接起来。这两种连接方式都存在明显的不足:前一种连接方式将转子所有的重量和受力都直接施加于原动机或负载的转轴之上，尤其是在直接安装皮带轮或齿轮时存在较大的径向作用力，大大增加了原动机或负载转轴支撑轴承的受力，从而导致其工作状况的恶劣，振动噪音的增大，有效工作寿命的降低；后一种连接方式由于增加了一或二套支架，使原动机、负载和支架间保证转轴的同轴定位更加困难，给安装作业带来很大不便，同时也给系统运行时带来更多的激振源和不确定有害因素。因此，开发出更为合理的永磁涡流联轴器定位连接结构，具有明确的市场需求。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，与普通的同轴套筒式永磁涡流联轴器相比，本发明的同轴套筒式永磁涡流联轴器直接安装在电动机的前端面定位凸缘上，能够自动保证安装与运行过程中的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量，运行中能够将永磁涡流联轴器所受的重力和外作用力直接传递给电动机定子，避免电动机转轴系统承受附加外力。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的内部相连通；所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；从动转子体设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴设置在从动转子体的外端面上，端盖轴由端盖和固定在端盖中部的从动轴或从动轴套组成，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动转子体的外侧壁上。
[0007]所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动转子体上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在从动转子体的外侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动转子体的外侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的内侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
[0008]在所述主动转子体的中支板上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述主动转子体的中支板外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口 一一对应；引流罩的开口朝向主动转子体旋转时的迎风方向。
[0009]一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为内转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的间隙相连通；所述从动转子作为外转子，由从动转子体、端盖轴和固定设置在端盖轴上的涡流环或永久磁铁层组成，从动转子体为圆筒型结构，设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴由从动外衬筒、端盖和固定在端盖上的从动轴或从动轴套组成，从动外衬筒同轴固定在端盖上、位于主动转子体的外衬筒外部，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的外侧壁上，所述永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动外衬筒的内侧壁上。
[0010]所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动外衬筒上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的外侧壁上，永久磁铁层固定在从动外衬筒的内侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的外侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。[0011]在所述端盖上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述端盖外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向端盖旋转时的迎风方向。
[0012]在所述永久磁铁层的外部表面设置有磁铁包封，磁铁包封由耐腐蚀无磁金属材料制成，磁铁包封与涡流环之间留有间隙。
[0013]所述永久磁铁层由偶数块永久磁铁块采用分立式磁路结构组成，或由偶数组永久磁铁组采用聚磁式磁路结构组成。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]由于本发明联轴器采用了端面定位结构，使端面定位盘通过台阶型止口与B35机型电动机前端凸缘相配合，并利用螺栓固定在电动机定子上，在与电动机转轴直接相连的空芯轴外设置有定位轴承，从而使作用于本发明联轴器上的全部重力和附加作用力，都传递给所配用电动机的前端定位机座上，避免了电动机转轴系统承受附加外力；同时能够从结构上自动保证安装与运行过程的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的实施例一的结构示意图；
[0017]图2是图1的A-A剖视图；
[0018]图3是本发明的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的实施例二的结构示意图；
[0019]图4是图3的B-B剖视图；
[0020]图中，I—电动机,11—电动机转轴，12—主动轴键,2—端面定位座，21—端面定位盘，22—轴承座，23—螺栓，24—定位轴承，25—轴承座油杯，26—台阶型止口，27—轴承座油路，3—主动转子，31—空芯轴，32—中支板，33—外衬筒，34—涡流环，35—冷却进气口，36—引流罩，37—旋转方向指示箭头，38—主动转子体，4—从动转子，41—从动转子体，42—永久磁铁层，43—磁铁包封，44—过渡轴承，45—端盖油路，46—永久磁铁块，47—非导磁隔尚垫，5—端盖轴,51—从动轴，52—端盖,53—连接螺钉，54—端盖油杯，55—从动外衬筒，56—从动轴套，6—负载皮带轮，7—负载转轴，8—永久磁铁组，81—0°角永久磁铁，82—25°角永久磁铁。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0022]实施例一:
[0023]如图1、图2所示，一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的端面定位座2、主动转子3及从动转子4 ;主动转子3作为外转子，由主动转子体38和固定在主动转子体38上的涡流环34组成；主动转子体38由空芯轴31、外衬筒33及中支板32组成，空芯轴31为圆筒型结构，设置在主动转子体38中心处，中支板32为圆盘型结构，同轴固定在空芯轴31外侧壁的中部；外衬筒33为薄壁圆筒型结构，由导磁材料制成，固定在中支板32 —侧，外衬筒33与空芯轴31同轴设置；在空芯轴31的内侧壁上设置有键槽，键槽与设置在B35机型电动机I的电动机转轴11上的主动轴键12相配合，空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所述B35机型电动机I设置在远离外衬筒33的空芯轴31外端；端面定位座2设置在空芯轴31的外侧壁上、位于中支板32与B35机型电动机I端面之间，端面定位座2由同轴设置的圆盘型端面定位盘21和圆筒型轴承座22组成，轴承座22固定在端面定位盘21上、位于端面定位盘21与中支板32之间；在端面定位盘21的外端面上设置有台阶型止口 26，用于与B35机型电动机I的前端凸缘相配合，且端面定位盘21通过螺栓23固定在电动机I定子上；轴承座22与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个定位轴承24相连接，定位轴承24的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，定位轴承24的外圈固定安装于轴承座22的内侧壁上，使轴承座22与主动转子3同轴连接；在轴承座22上设置有轴承座油杯25，轴承座油杯25通过设置在轴承座22侧壁上的轴承座油路27与定位轴承24的内部相连通，为定位轴承24提供润滑油。
[0024]所述从动转子4作为内转子，由端盖轴5、圆筒型的从动转子体41和设置在从动转子体41上的永久磁铁层42组成；从动转子体41为厚壁圆筒型结构，由导磁材料制成，设置在设置在主动转子体38的空芯轴31与外衬筒33之间，在永久磁铁层42的外部表面设置有磁铁包封43，磁铁包封43将永久磁铁层42完全包覆，磁铁包封43由耐腐蚀无磁金属材料制成；端盖轴5设置在从动转子4的外端面上,端盖轴5由端盖52和固定在端盖52外端面中心的从动轴51组成，端盖52与从动轴51同轴设置，端盖52为圆盘型结构，通过连接螺钉53固定在从动转子体41上；从动轴51与主动转子体38上的空芯轴31同轴设置，所述从动轴51采用实心轴结构，用于安装负载皮带轮6 ;从动转子体41与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个过渡轴承44相连接，过渡轴承44的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，过渡轴承44的外圈固定安装于从动转子体41的内侧壁上，使从动转子4与主动转子3同轴连接；在端盖52上设置有端盖油杯54，端盖油杯54通过设置在从动转子体41和端盖52上的端盖油路45与过渡轴承44的内部相连通，为过渡轴承44提供润滑油。
[0025]所述主动转子3作为涡流环转子，涡流环34同轴固定在主动转子体38的外衬筒33的内侧壁上，所述涡流环34为圆环形，由铜制成；从动转子4作为永磁体转子，永久磁铁层42同轴固定在从动转子体41的外侧壁上；永久磁铁层42与涡流环34相对应，设置在永久磁铁层42上的磁铁包封43与涡流环34之间留有间隙，作为运动间隙和冷却气体流动通道；在所述主动转子体38的中支板32上设置有若干个与所述间隙相对应的冷却进气口35 ;在中支板32的外壁上设置有引流罩36和旋转方向指示箭头37，引流罩36与冷却进气口 35—一对应，引流罩6的开口朝向主动转子体38旋转时的迎风方向，旋转方向指示箭头37标示出主动转子体38的旋转方向。
[0026]所述永久磁铁层42由十二组永久磁铁组8采用聚磁式磁路结构组成，十二组永久磁铁组8沿圆周方向均匀分布在从动转子体41的外侧壁上；每组永久磁铁组8均由三块横截面为瓦块形的条形永久磁铁组成，每组永久磁铁组8中的中间磁铁为0°角永久磁铁81，其充磁方向与从动转子体41的径向方向相同，此径向为穿过0°角永久磁铁81中心的从动转子体41的直径方向；设置在0°角永久磁铁81左、右两侧的磁铁均为25°角永久磁铁82，其充磁方向与从动转子体41的径向形成的锐角均为25°，此径向分别为穿过25°角永久磁铁82中心的从动转子体41的直径方向，两侧磁铁的充磁方向的交点设置在永久磁铁组8的外侧；同一组永久磁铁组8内的磁铁的充磁极性方向相同，相邻两组永久磁铁组8的充磁极性方向相反；同一组永久磁铁组8内相邻磁铁之间均紧密接触，相邻两组永久磁铁组8之间留有间隙，并在间隙内填充由非导磁材料制成的非导磁隔离垫47 ;所述永久磁铁层42的内径相同、外径相同、轴向长度相同且端面对齐，涡流环34两端面超出永久磁铁层42两端面，且超出两端面的长度相等。
[0027]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次使用过程:
[0028]如图1、图2所示，本发明联轴器在工作时，电动机转轴11首先通过主动轴键12带动主动转子3做旋转运动，而从动转子4此时尚未运动；由于从动转子体41上相邻两组永久磁铁组42的充磁极性方向均相反，因此当主动转子3与从动转子4作相对旋转运动时，从动转子体41上的永久磁铁组42会在主动转子体38上的涡流环34内形成交变磁场；由于涡流环34是由导电材料铜制成，永久磁铁组42产生的交变磁场会在其内感生出交变的涡流电流，进而该涡流电流又在涡流环34中产生出感生磁场；感生磁场与从动转子体41上永久磁铁组42的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而带动从动转子4做与主动转子3方向相同的旋转运动；此后，在从动轴51输出力矩一定时，主动转子3与从动转子4之间保持一定的转速差，主动转子3始终比从动转子4转速快，二者间始终保持作相对旋转运动，从而始终维持着上述耦合作用过程，两转子间达到传递运动动力的目的。
[0029]工作过程中，负载皮带轮6有可能受到不同方向的作用力和力矩，该作用力和力矩经从动轴51和端盖52传给从动转子体41，再通过过渡轴承44传递给主动转子体38的空芯轴31的一端，由于空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所以空芯轴31所承受的外力主要传递给安装在空芯轴31另一端的定位轴承24，最后经轴承座22和端面定位盘21传递至B35机型电动机I的前端凸缘机座之上。
[0030]实施例二:
[0031]如图3、图4所示，一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的端面定位座2、主动转子3及从动转子4 ;主动转子3作为内转子，由主动转子体38和设置在主动转子体38上的永久磁铁层42组成；主动转子体38由空芯轴31、外衬筒33及中支板32组成，空芯轴31为圆筒型结构，设置在主动转子体38中心处；中支板32为圆盘型结构，同轴固定在空芯轴31的外侧壁中部；外衬筒33为薄壁圆筒型结构，由导磁材料制成，固定设置在中支板32的一侧，且外衬筒33与空芯轴31同轴设置；在空芯轴31的内侧壁上设置有键槽，键槽与设置在B35机型电动机I的电动机转轴11上的主动轴键12相配合，空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所述电动机I设置在远离外衬筒33的空芯轴31外端；端面定位座2设置在空芯轴31上、位于中支板32与B35机型电动机I端面之间，端面定位座2由同轴设置的圆盘型端面定位盘21和圆筒型轴承座22组成，轴承座22固定在端面定位盘21上、位于端面定位盘21与中支板32之间；在端面定位盘21的外端面上设置有台阶型止口 26，用于与B35机型电动机I的前端凸缘相配合，且端面定位盘21通过螺栓23固定在电动机I定子上；轴承座22与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个定位轴承24相连接，定位轴承24的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，定位轴承24的外圈固定安装于轴承座22的内侧壁上，使轴承座22与主动转子3同轴连接；在轴承座22上设置有轴承座油杯25，轴承座油杯25通过设置在轴承座22侧壁上的轴承座油路27与定位轴承24的间隙相连通，为定位轴承24提供润滑油。[0032]所述从动转子4作为外转子，由从动转子体41、端盖轴5和固定在端盖轴5上的涡流环34组成，涡流环34为圆环形，由铜制成；从动转子体41为厚壁圆筒型结构，由导磁材料制成，设置在主动转子体38的空芯轴31与外衬筒33之间，端盖轴5由同轴设置的从动外衬筒55、端盖52和从动轴套56组成，从动外衬筒55同轴固定在端盖52上、位于主动转子体38的外衬筒33外部,从动外衬筒55由导磁材料制成；端盖52为圆盘型结构,通过连接螺钉53固定在从动转子体41的外端面上；从动轴套56固定设置在端盖52的外端面中心，与主动转子体38的空芯轴31同轴设置，从动轴套56采用空心套筒结构，用于安装负载转轴7 ;从动转子体41与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个过渡轴承44相连接，过渡轴承44的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，过渡轴承44的外圈固定安装于从动转子体41的内侧壁上，使从动转子4与主动转子3同轴连接；在端盖52上设置有端盖油杯54,端盖油杯54通过设置在从动转子体41和端盖52上的端盖油路45与过渡轴承44的内部相连通，为过渡轴承44提供润滑油。
[0033]所述主动转子3作为永磁体转子，永久磁铁层42同轴固定在主动转子体38的外衬筒33的外侧壁上；在永久磁铁层42的外部表面设置有磁铁包封43,磁铁包封43将永久磁铁层42完全包覆，磁铁包封43由耐腐蚀无磁金属材料制成；从动转子4作为涡流环转子，涡流环34同轴固定在从动外衬筒55的内侧壁上；涡流环34与永久磁铁层42相对应，设置在永久磁铁层42上的磁铁包封43与涡流环34之间留有间隙，作为运动间隙和冷却气体流动通道；在所述端盖52上设置有若干个与所述间隙相对应的冷却进气口 35，在端盖52外壁上设置有引流罩36和旋转方向指示箭头37，引流罩36与冷却进气口 35 —一对应；弓丨流罩36的开口朝向端盖52旋转时的迎风方向，旋转方向指示箭头37标示出端盖52的旋转方向。
[0034]所述永久磁铁层42由二十四个永久磁铁块46采用分立式磁路结构组成；二十四个永久磁铁块46沿圆周方向均匀分布在主动转子体38的外衬筒33的外侧壁上；每个永久磁铁块46均为横截面为瓦块形的条形永久磁铁，每块永久磁铁块46的充磁方向均与外衬筒33的径向相同，此径向为穿过每块永久磁铁块46中心的外衬筒33的直径方向；相邻两块永久磁铁块46的充磁极性方向相反，且相邻两块永久磁铁块46之间留有间隙，并在间隙内填充由非导磁材料制成的非导磁隔离垫47。所述永久磁铁层42的内径相同、外径相同、轴向长度相同且端面对齐，涡流环34两端面超出永久磁铁层42两端面，且超出两端面的长度相等。
[0035]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次使用过程:
[0036]如图3、图4所示，本发明联轴器在工作时，电动机转轴11首先通过主动轴键12带动主动转子3做旋转运动，而从动转子4此时尚未运动；由于主动转子体38上相邻两块永久磁铁块46的充磁极性方向均相反，因此当主动转子3与从动转子4作相对旋转运动时，主动转子体38上的永久磁铁块46会在从动外衬筒55上的涡流环34内形成交变磁场；由于涡流环34是由导体材料铜制成，永久磁铁块46产生的交变磁场会在其内感生出交变的涡流电流，进而该涡流电流又在涡流环34中产生出感生磁场；感生磁场与主动转子体38上的永久磁铁块46的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而带动从动转子4做与主动转子3方向相同的旋转运动；此后，在从动轴套56输出力矩一定时，主动转子3与从动转子4之间保持一定的转速差，主动转子3始终比从动转子4转速快，二者间始终保持作相对旋转运动，从而始终维持着上述耦合作用过程，两转子间达到传递运动动力的目的。
[0037]工作过程中，负载转轴7有可能受到不同方向的作用力和力矩，该作用力和力矩经从动轴套56和端盖52传给从动转子体41，再通过过渡轴承44传递给主动转子体38的空芯轴31的一端，由于空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所以空芯轴31所承受的外力主要传递给安装在空芯轴31另一端的定位轴承24，最后经轴承座22和端面定位盘21传递至B35机型电动机I的前端凸缘机座上。
【权利要求】
1.一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的内部相连通；所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；从动转子体设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴设置在从动转子体的外端面上，端盖轴由端盖和固定在端盖中部的从动轴或从动轴套组成，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动转子体的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动转子体上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在从动转子体的外侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动转子体的外侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的内侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述主动转子体的中支板上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述主动转子体的中支板外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向主动转子体旋转时的迎风方向。
4.一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为内转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的间隙相连通；所述从动转子作为外转子，由从动转子体、端盖轴和固定设置在端盖轴上的涡流环或永久磁铁层组成，从动转子体为圆筒型结构，设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴由从动外衬筒、端盖和固定在端盖上的从动轴或从动轴套组成，从动外衬筒同轴固定在端盖上、位于主动转子体的外衬筒外部，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的外侧壁上，所述永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动外衬筒的内侧壁上。
5.根据权利要求4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动外衬筒上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的外侧壁上，永久磁铁层固定在从动外衬筒的内侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的外侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
6.根据权利要求5所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述端盖上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述端盖外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向端盖旋转时的迎风方向。
7.根据权利要求1或4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述永久磁铁层的外部表面设置有磁铁包封，磁铁包封由耐腐蚀无磁金属材料制成，磁铁包封与涡流环之间留有间隙。
8.根据权利要求1或4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述永久磁铁层由偶数块永久磁铁块采用分立式磁路结构组成，或由偶数组永久磁铁组采用聚磁式磁路结构组 成。
【文档编号】H02K51/00GK103904860SQ201410095375
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】张世伟, 边帅, 赵克中, 王德喜 申请人:东北大学
【专利摘要】一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，属于永磁涡流传动【技术领域】。本发明能够自动保证安装与运行过程中的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量，运行中能够将永磁涡流联轴器所受的重力和外作用力直接传递给电动机定子，避免电动机转轴系统承受附加外力。本发明包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和轴承座组成，所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成。
【专利说明】一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器
【技术领域】
[0001]本发明属于永磁涡流传动【技术领域】，特别涉及一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器。
【背景技术】
[0002]永磁涡流传动技术的基本工作原理是:当永磁体转子与涡流环转子作相对旋转运动时，永磁体转子上磁极方向交替排布的永久磁铁会在由导电材料制成的润流环内产生交变磁场，进而在其内感生出交变的涡流电流，该涡流电流又在涡流环中产生出感生磁场，感生磁场与永磁体转子上的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而达到传递运动和扭矩的作用。永磁涡流传动装置的结构形式目前主要有套筒型和平盘型两种，其应用领域主要包括永磁涡流联轴器(传动器)和永磁涡流调速器。其中套筒式永磁涡流联轴器，具有结构小巧、重量轻便、振动小、永磁材料能效高、涡流损耗小等结构特点，在要求柔性启动、防堵转、限转矩及减震隔振等工作场合得到成功应用。
[0003]但是，现有的永磁涡流传动专利技术，普遍对永磁体转子和涡流环转子的定位连接方式关注不够，现有的同轴套筒式永磁涡流联轴器产品，通常是采用如下两种方式之一来实现二个转子安装定位的:一种是将转子体利用连接轴套直接套装在原动机或负载的驱动转轴之上；另一种是设置专门的支架将两个转子分别支撑起来，再利用联轴器部件，将原动机和负载的转轴与两个转子的转轴连接起来。这两种连接方式都存在明显的不足:前一种连接方式将转子所有的重量和受力都直接施加于原动机或负载的转轴之上，尤其是在直接安装皮带轮或齿轮时存在较大的径向作用力，大大增加了原动机或负载转轴支撑轴承的受力，从而导致其工作状况的恶劣，振动噪音的增大，有效工作寿命的降低；后一种连接方式由于增加了一或二套支架，使原动机、负载和支架间保证转轴的同轴定位更加困难，给安装作业带来很大不便，同时也给系统运行时带来更多的激振源和不确定有害因素。因此，开发出更为合理的永磁涡流联轴器定位连接结构，具有明确的市场需求。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，与普通的同轴套筒式永磁涡流联轴器相比，本发明的同轴套筒式永磁涡流联轴器直接安装在电动机的前端面定位凸缘上，能够自动保证安装与运行过程中的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量，运行中能够将永磁涡流联轴器所受的重力和外作用力直接传递给电动机定子，避免电动机转轴系统承受附加外力。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的内部相连通；所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；从动转子体设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴设置在从动转子体的外端面上，端盖轴由端盖和固定在端盖中部的从动轴或从动轴套组成，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动转子体的外侧壁上。
[0007]所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动转子体上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在从动转子体的外侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动转子体的外侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的内侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
[0008]在所述主动转子体的中支板上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述主动转子体的中支板外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口 一一对应；引流罩的开口朝向主动转子体旋转时的迎风方向。
[0009]一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为内转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的间隙相连通；所述从动转子作为外转子，由从动转子体、端盖轴和固定设置在端盖轴上的涡流环或永久磁铁层组成，从动转子体为圆筒型结构，设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴由从动外衬筒、端盖和固定在端盖上的从动轴或从动轴套组成，从动外衬筒同轴固定在端盖上、位于主动转子体的外衬筒外部，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的外侧壁上，所述永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动外衬筒的内侧壁上。
[0010]所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动外衬筒上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的外侧壁上，永久磁铁层固定在从动外衬筒的内侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的外侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。[0011]在所述端盖上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述端盖外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向端盖旋转时的迎风方向。
[0012]在所述永久磁铁层的外部表面设置有磁铁包封，磁铁包封由耐腐蚀无磁金属材料制成，磁铁包封与涡流环之间留有间隙。
[0013]所述永久磁铁层由偶数块永久磁铁块采用分立式磁路结构组成，或由偶数组永久磁铁组采用聚磁式磁路结构组成。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]由于本发明联轴器采用了端面定位结构，使端面定位盘通过台阶型止口与B35机型电动机前端凸缘相配合，并利用螺栓固定在电动机定子上，在与电动机转轴直接相连的空芯轴外设置有定位轴承，从而使作用于本发明联轴器上的全部重力和附加作用力，都传递给所配用电动机的前端定位机座上，避免了电动机转轴系统承受附加外力；同时能够从结构上自动保证安装与运行过程的同轴定位，大大简化了安装难度和减少了工作量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的实施例一的结构示意图；
[0017]图2是图1的A-A剖视图；
[0018]图3是本发明的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器的实施例二的结构示意图；
[0019]图4是图3的B-B剖视图；
[0020]图中，I—电动机,11—电动机转轴，12—主动轴键,2—端面定位座，21—端面定位盘，22—轴承座，23—螺栓，24—定位轴承，25—轴承座油杯，26—台阶型止口，27—轴承座油路，3—主动转子，31—空芯轴，32—中支板，33—外衬筒，34—涡流环，35—冷却进气口，36—引流罩，37—旋转方向指示箭头，38—主动转子体，4—从动转子，41—从动转子体，42—永久磁铁层，43—磁铁包封，44—过渡轴承，45—端盖油路，46—永久磁铁块，47—非导磁隔尚垫，5—端盖轴,51—从动轴，52—端盖,53—连接螺钉，54—端盖油杯，55—从动外衬筒，56—从动轴套，6—负载皮带轮，7—负载转轴，8—永久磁铁组，81—0°角永久磁铁，82—25°角永久磁铁。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0022]实施例一:
[0023]如图1、图2所示，一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的端面定位座2、主动转子3及从动转子4 ;主动转子3作为外转子，由主动转子体38和固定在主动转子体38上的涡流环34组成；主动转子体38由空芯轴31、外衬筒33及中支板32组成，空芯轴31为圆筒型结构，设置在主动转子体38中心处，中支板32为圆盘型结构，同轴固定在空芯轴31外侧壁的中部；外衬筒33为薄壁圆筒型结构，由导磁材料制成，固定在中支板32 —侧，外衬筒33与空芯轴31同轴设置；在空芯轴31的内侧壁上设置有键槽，键槽与设置在B35机型电动机I的电动机转轴11上的主动轴键12相配合，空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所述B35机型电动机I设置在远离外衬筒33的空芯轴31外端；端面定位座2设置在空芯轴31的外侧壁上、位于中支板32与B35机型电动机I端面之间，端面定位座2由同轴设置的圆盘型端面定位盘21和圆筒型轴承座22组成，轴承座22固定在端面定位盘21上、位于端面定位盘21与中支板32之间；在端面定位盘21的外端面上设置有台阶型止口 26，用于与B35机型电动机I的前端凸缘相配合，且端面定位盘21通过螺栓23固定在电动机I定子上；轴承座22与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个定位轴承24相连接，定位轴承24的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，定位轴承24的外圈固定安装于轴承座22的内侧壁上，使轴承座22与主动转子3同轴连接；在轴承座22上设置有轴承座油杯25，轴承座油杯25通过设置在轴承座22侧壁上的轴承座油路27与定位轴承24的内部相连通，为定位轴承24提供润滑油。
[0024]所述从动转子4作为内转子，由端盖轴5、圆筒型的从动转子体41和设置在从动转子体41上的永久磁铁层42组成；从动转子体41为厚壁圆筒型结构，由导磁材料制成，设置在设置在主动转子体38的空芯轴31与外衬筒33之间，在永久磁铁层42的外部表面设置有磁铁包封43，磁铁包封43将永久磁铁层42完全包覆，磁铁包封43由耐腐蚀无磁金属材料制成；端盖轴5设置在从动转子4的外端面上,端盖轴5由端盖52和固定在端盖52外端面中心的从动轴51组成，端盖52与从动轴51同轴设置，端盖52为圆盘型结构，通过连接螺钉53固定在从动转子体41上；从动轴51与主动转子体38上的空芯轴31同轴设置，所述从动轴51采用实心轴结构，用于安装负载皮带轮6 ;从动转子体41与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个过渡轴承44相连接，过渡轴承44的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，过渡轴承44的外圈固定安装于从动转子体41的内侧壁上，使从动转子4与主动转子3同轴连接；在端盖52上设置有端盖油杯54，端盖油杯54通过设置在从动转子体41和端盖52上的端盖油路45与过渡轴承44的内部相连通，为过渡轴承44提供润滑油。
[0025]所述主动转子3作为涡流环转子，涡流环34同轴固定在主动转子体38的外衬筒33的内侧壁上，所述涡流环34为圆环形，由铜制成；从动转子4作为永磁体转子，永久磁铁层42同轴固定在从动转子体41的外侧壁上；永久磁铁层42与涡流环34相对应，设置在永久磁铁层42上的磁铁包封43与涡流环34之间留有间隙，作为运动间隙和冷却气体流动通道；在所述主动转子体38的中支板32上设置有若干个与所述间隙相对应的冷却进气口35 ;在中支板32的外壁上设置有引流罩36和旋转方向指示箭头37，引流罩36与冷却进气口 35—一对应，引流罩6的开口朝向主动转子体38旋转时的迎风方向，旋转方向指示箭头37标示出主动转子体38的旋转方向。
[0026]所述永久磁铁层42由十二组永久磁铁组8采用聚磁式磁路结构组成，十二组永久磁铁组8沿圆周方向均匀分布在从动转子体41的外侧壁上；每组永久磁铁组8均由三块横截面为瓦块形的条形永久磁铁组成，每组永久磁铁组8中的中间磁铁为0°角永久磁铁81，其充磁方向与从动转子体41的径向方向相同，此径向为穿过0°角永久磁铁81中心的从动转子体41的直径方向；设置在0°角永久磁铁81左、右两侧的磁铁均为25°角永久磁铁82，其充磁方向与从动转子体41的径向形成的锐角均为25°，此径向分别为穿过25°角永久磁铁82中心的从动转子体41的直径方向，两侧磁铁的充磁方向的交点设置在永久磁铁组8的外侧；同一组永久磁铁组8内的磁铁的充磁极性方向相同，相邻两组永久磁铁组8的充磁极性方向相反；同一组永久磁铁组8内相邻磁铁之间均紧密接触，相邻两组永久磁铁组8之间留有间隙，并在间隙内填充由非导磁材料制成的非导磁隔离垫47 ;所述永久磁铁层42的内径相同、外径相同、轴向长度相同且端面对齐，涡流环34两端面超出永久磁铁层42两端面，且超出两端面的长度相等。
[0027]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次使用过程:
[0028]如图1、图2所示，本发明联轴器在工作时，电动机转轴11首先通过主动轴键12带动主动转子3做旋转运动，而从动转子4此时尚未运动；由于从动转子体41上相邻两组永久磁铁组42的充磁极性方向均相反，因此当主动转子3与从动转子4作相对旋转运动时，从动转子体41上的永久磁铁组42会在主动转子体38上的涡流环34内形成交变磁场；由于涡流环34是由导电材料铜制成，永久磁铁组42产生的交变磁场会在其内感生出交变的涡流电流，进而该涡流电流又在涡流环34中产生出感生磁场；感生磁场与从动转子体41上永久磁铁组42的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而带动从动转子4做与主动转子3方向相同的旋转运动；此后，在从动轴51输出力矩一定时，主动转子3与从动转子4之间保持一定的转速差，主动转子3始终比从动转子4转速快，二者间始终保持作相对旋转运动，从而始终维持着上述耦合作用过程，两转子间达到传递运动动力的目的。
[0029]工作过程中，负载皮带轮6有可能受到不同方向的作用力和力矩，该作用力和力矩经从动轴51和端盖52传给从动转子体41，再通过过渡轴承44传递给主动转子体38的空芯轴31的一端，由于空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所以空芯轴31所承受的外力主要传递给安装在空芯轴31另一端的定位轴承24，最后经轴承座22和端面定位盘21传递至B35机型电动机I的前端凸缘机座之上。
[0030]实施例二:
[0031]如图3、图4所示，一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，包括同轴设置的端面定位座2、主动转子3及从动转子4 ;主动转子3作为内转子，由主动转子体38和设置在主动转子体38上的永久磁铁层42组成；主动转子体38由空芯轴31、外衬筒33及中支板32组成，空芯轴31为圆筒型结构，设置在主动转子体38中心处；中支板32为圆盘型结构，同轴固定在空芯轴31的外侧壁中部；外衬筒33为薄壁圆筒型结构，由导磁材料制成，固定设置在中支板32的一侧，且外衬筒33与空芯轴31同轴设置；在空芯轴31的内侧壁上设置有键槽，键槽与设置在B35机型电动机I的电动机转轴11上的主动轴键12相配合，空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所述电动机I设置在远离外衬筒33的空芯轴31外端；端面定位座2设置在空芯轴31上、位于中支板32与B35机型电动机I端面之间，端面定位座2由同轴设置的圆盘型端面定位盘21和圆筒型轴承座22组成，轴承座22固定在端面定位盘21上、位于端面定位盘21与中支板32之间；在端面定位盘21的外端面上设置有台阶型止口 26，用于与B35机型电动机I的前端凸缘相配合，且端面定位盘21通过螺栓23固定在电动机I定子上；轴承座22与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个定位轴承24相连接，定位轴承24的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，定位轴承24的外圈固定安装于轴承座22的内侧壁上，使轴承座22与主动转子3同轴连接；在轴承座22上设置有轴承座油杯25，轴承座油杯25通过设置在轴承座22侧壁上的轴承座油路27与定位轴承24的间隙相连通，为定位轴承24提供润滑油。[0032]所述从动转子4作为外转子，由从动转子体41、端盖轴5和固定在端盖轴5上的涡流环34组成，涡流环34为圆环形，由铜制成；从动转子体41为厚壁圆筒型结构，由导磁材料制成，设置在主动转子体38的空芯轴31与外衬筒33之间，端盖轴5由同轴设置的从动外衬筒55、端盖52和从动轴套56组成，从动外衬筒55同轴固定在端盖52上、位于主动转子体38的外衬筒33外部,从动外衬筒55由导磁材料制成；端盖52为圆盘型结构,通过连接螺钉53固定在从动转子体41的外端面上；从动轴套56固定设置在端盖52的外端面中心，与主动转子体38的空芯轴31同轴设置，从动轴套56采用空心套筒结构，用于安装负载转轴7 ;从动转子体41与主动转子体38的空芯轴31之间通过两个过渡轴承44相连接，过渡轴承44的内圈固定安装于主动转子体38的空芯轴31的外侧壁上，过渡轴承44的外圈固定安装于从动转子体41的内侧壁上，使从动转子4与主动转子3同轴连接；在端盖52上设置有端盖油杯54,端盖油杯54通过设置在从动转子体41和端盖52上的端盖油路45与过渡轴承44的内部相连通，为过渡轴承44提供润滑油。
[0033]所述主动转子3作为永磁体转子，永久磁铁层42同轴固定在主动转子体38的外衬筒33的外侧壁上；在永久磁铁层42的外部表面设置有磁铁包封43,磁铁包封43将永久磁铁层42完全包覆，磁铁包封43由耐腐蚀无磁金属材料制成；从动转子4作为涡流环转子，涡流环34同轴固定在从动外衬筒55的内侧壁上；涡流环34与永久磁铁层42相对应，设置在永久磁铁层42上的磁铁包封43与涡流环34之间留有间隙，作为运动间隙和冷却气体流动通道；在所述端盖52上设置有若干个与所述间隙相对应的冷却进气口 35，在端盖52外壁上设置有引流罩36和旋转方向指示箭头37，引流罩36与冷却进气口 35 —一对应；弓丨流罩36的开口朝向端盖52旋转时的迎风方向，旋转方向指示箭头37标示出端盖52的旋转方向。
[0034]所述永久磁铁层42由二十四个永久磁铁块46采用分立式磁路结构组成；二十四个永久磁铁块46沿圆周方向均匀分布在主动转子体38的外衬筒33的外侧壁上；每个永久磁铁块46均为横截面为瓦块形的条形永久磁铁，每块永久磁铁块46的充磁方向均与外衬筒33的径向相同，此径向为穿过每块永久磁铁块46中心的外衬筒33的直径方向；相邻两块永久磁铁块46的充磁极性方向相反，且相邻两块永久磁铁块46之间留有间隙，并在间隙内填充由非导磁材料制成的非导磁隔离垫47。所述永久磁铁层42的内径相同、外径相同、轴向长度相同且端面对齐，涡流环34两端面超出永久磁铁层42两端面，且超出两端面的长度相等。
[0035]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次使用过程:
[0036]如图3、图4所示，本发明联轴器在工作时，电动机转轴11首先通过主动轴键12带动主动转子3做旋转运动，而从动转子4此时尚未运动；由于主动转子体38上相邻两块永久磁铁块46的充磁极性方向均相反，因此当主动转子3与从动转子4作相对旋转运动时，主动转子体38上的永久磁铁块46会在从动外衬筒55上的涡流环34内形成交变磁场；由于涡流环34是由导体材料铜制成，永久磁铁块46产生的交变磁场会在其内感生出交变的涡流电流，进而该涡流电流又在涡流环34中产生出感生磁场；感生磁场与主动转子体38上的永久磁铁块46的恒定磁场相互作用，便在两个转子之间产生耦合力矩，从而带动从动转子4做与主动转子3方向相同的旋转运动；此后，在从动轴套56输出力矩一定时，主动转子3与从动转子4之间保持一定的转速差，主动转子3始终比从动转子4转速快，二者间始终保持作相对旋转运动，从而始终维持着上述耦合作用过程，两转子间达到传递运动动力的目的。
[0037]工作过程中，负载转轴7有可能受到不同方向的作用力和力矩，该作用力和力矩经从动轴套56和端盖52传给从动转子体41，再通过过渡轴承44传递给主动转子体38的空芯轴31的一端，由于空芯轴31与电动机转轴11之间为有运动间隙的动配合，所以空芯轴31所承受的外力主要传递给安装在空芯轴31另一端的定位轴承24，最后经轴承座22和端面定位盘21传递至B35机型电动机I的前端凸缘机座上。
【权利要求】
1.一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为外转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的内部相连通；所述从动转子作为内转子，由端盖轴、圆筒型的从动转子体和固定设置在从动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；从动转子体设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴设置在从动转子体的外端面上，端盖轴由端盖和固定在端盖中部的从动轴或从动轴套组成，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动转子体的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动转子体上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在从动转子体的外侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动转子体的外侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的内侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述主动转子体的中支板上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述主动转子体的中支板外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向主动转子体旋转时的迎风方向。
4.一种端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于包括同轴设置的主动转子、从动转子和端面定位座；主动转子作为内转子，由主动转子体和固定设置在主动转子体上的涡流环或永久磁铁层组成；主动转子体由空芯轴、外衬筒及中支板组成，空芯轴为圆筒型结构，设置在主动转子体中心处，中支板固定设置在空芯轴的外侧壁中部；外衬筒为圆筒型结构，固定设置在中支板上，且与空芯轴同轴设置；所述端面定位座设置在空芯轴上，端面定位座由端面定位盘和固定在端面定位盘上的轴承座组成，在端面定位盘的外端面上设置有台阶型止口，轴承座与主动转子体的空芯轴之间通过定位轴承相连接；在轴承座上设置有轴承座油杯，轴承座油杯通过设置在轴承座侧壁上的轴承座油路与定位轴承的间隙相连通；所述从动转子作为外转子，由从动转子体、端盖轴和固定设置在端盖轴上的涡流环或永久磁铁层组成，从动转子体为圆筒型结构，设置在主动转子体的空芯轴与外衬筒之间，端盖轴由从动外衬筒、端盖和固定在端盖上的从动轴或从动轴套组成，从动外衬筒同轴固定在端盖上、位于主动转子体的外衬筒外部，从动轴或从动轴套与主动转子体的空芯轴同轴设置；端盖与从动转子体固定连接；从动转子体与主动转子体的空芯轴之间通过过渡轴承相连接，在端盖上设置有端盖油杯，端盖油杯通过设置在从动转子体和端盖上的端盖油路与过渡轴承的内部相连通；所述涡流环或永久磁铁层同轴固定在主动转子体的外衬筒的外侧壁上，所述永久磁铁层或涡流环同轴固定在从动外衬筒的内侧壁上。
5.根据权利要求4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述涡流环和永久磁铁层分以下两种方式固定在外衬筒或从动外衬筒上，第一种方式:所述涡流环固定在外衬筒的外侧壁上，永久磁铁层固定在从动外衬筒的内侧壁上；第二种方式:所述涡流环固定在从动外衬筒的内侧壁上，永久磁铁层固定在外衬筒的外侧壁上；在这两种方式中，永久磁铁层与涡流环相对设置，且二者之间留有间隙。
6.根据权利要求5所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述端盖上设置有若干个冷却进气口，冷却进气口与永久磁铁层、涡流环之间间隙相对应；在所述端盖外壁上设置有引流罩，引流罩与冷却进气口一一对应；引流罩的开口朝向端盖旋转时的迎风方向。
7.根据权利要求1或4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于在所述永久磁铁层的外部表面设置有磁铁包封，磁铁包封由耐腐蚀无磁金属材料制成，磁铁包封与涡流环之间留有间隙。
8.根据权利要求1或4所述的端面固定的同轴套筒式永磁涡流联轴器，其特征在于所述永久磁铁层由偶数块永久磁铁块采用分立式磁路结构组成，或由偶数组永久磁铁组采用聚磁式磁路结构组 成。
【文档编号】H02K51/00GK103904860SQ201410095375
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】张世伟, 边帅, 赵克中, 王德喜 申请人:东北大学
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