專(zhuān)利名稱(chēng)：高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器，尤其是用于高于300攝氏度的長(zhǎng)壽命的圓筒形同步磁傳動(dòng)器。
目前已知的各種磁傳動(dòng)器的使用溫度均沒(méi)有超過(guò)100攝氏度。而且使用壽命偏低。磁傳動(dòng)器使用溫度低的原因是因?yàn)椴荒茉O(shè)計(jì)高溫磁體、不能設(shè)計(jì)高溫磁路及對(duì)磁傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。使用壽命偏低的原因是只從理論上考慮永磁體的幾何形狀對(duì)其表面剩余磁通密度的影響而沒(méi)有考慮永磁體和由其組成的磁傳動(dòng)器的熱態(tài)影響和由此產(chǎn)生的加工和裝配工藝問(wèn)題對(duì)磁塊形狀的要求，另外一個(gè)原因是對(duì)磁路的設(shè)計(jì)與實(shí)際制造、裝配和使用不符而造成磁傳動(dòng)器退磁失效的幾率太大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種工作溫度超過(guò)300攝氏度的長(zhǎng)壽命的高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器。該磁傳動(dòng)器還具有制造容易、安裝方便、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的所述高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器包括外磁轉(zhuǎn)子部件、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件和隔離套1，其特點(diǎn)在于內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件位于隔離套1的內(nèi)部，外磁轉(zhuǎn)子部件位于隔離套1的外部，原動(dòng)機(jī)主軸6通過(guò)鍵7與外磁轉(zhuǎn)子體2固定，從動(dòng)機(jī)主軸17通過(guò)鍵16與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3固定，隔離套1用緊固螺釘15密封在主機(jī)殼體上，所述外磁轉(zhuǎn)子部件包括外磁轉(zhuǎn)子體2、外磁塊12、外擋環(huán)14和風(fēng)葉5等零件組成。所述內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件包括內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3、鋼圈4、內(nèi)磁塊11、包套13、里襯環(huán)9、側(cè)擋環(huán)8等零件，外磁塊12和內(nèi)磁塊11為適應(yīng)300攝氏度以上高溫工況的瓦塊形永磁體。
所述瓦塊形永磁體為徑向充磁，且充磁方向與成型方向一致。內(nèi)磁塊11、外磁塊12在內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子體3和2的外、內(nèi)圓柱面上，周向按N、S極交替緊密排列，呈圓柱面附著在用圓柱銷(xiāo)10固定在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3上的鋼圈4的外圓柱面上和由低碳鋼切削加工而成的外磁轉(zhuǎn)子體2的內(nèi)圓柱面上，形成磁斷路連體。由內(nèi)磁塊11組成的外圓柱面上覆以包套13，里襯環(huán)9和側(cè)擋環(huán)8緊貼在內(nèi)磁塊11的軸向兩端形成密閉的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件。外磁塊12的外側(cè)設(shè)外擋環(huán)14，形成外磁塊12的軸向磁斷路連體。同一極性的組合可以是一塊、兩塊或三塊。由外磁塊12組成的內(nèi)圓柱面上有一層防止大氣侵蝕的鍍鋅層。內(nèi)、外磁塊11和12的軸向長(zhǎng)度相等，且內(nèi)、外磁塊11和12在各自的圓柱面上排列的圈數(shù)相同，其軸向可以排列的圈數(shù)小于或等于5。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件還包括圓柱銷(xiāo)10。風(fēng)葉5固定在外磁轉(zhuǎn)子體2上。所述鋼圈4為低碳鋼圈，包套13為奧氏體不銹鋼或鈦合金薄包套，里襯環(huán)9為低碳鋼材料，側(cè)擋環(huán)8為奧氏體不銹鋼，隔離套1為耐高溫的高強(qiáng)度、高電阻的合金材料，所述合金材料為鈦合金。
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器的靜態(tài)磁路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器的動(dòng)態(tài)磁路內(nèi)磁受力分析圖。
圖3是高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖3A-A剖視圖。
圖1和圖2是為了扼要顯示本實(shí)用新型的靜態(tài)磁路結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)磁路內(nèi)磁受力的分析情況而繪出的，而圖3和圖4則顯示了本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。
在圖1中，2指外磁轉(zhuǎn)子體，3指內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體。當(dāng)外轉(zhuǎn)子體2靜止時(shí)，內(nèi)磁塊11和外磁塊12是面對(duì)面靜止的，它們正面互相吸引，相臨極面互相排斥，形成靜態(tài)斥吸式磁路。圖中的R1和R2是內(nèi)磁塊11的內(nèi)、外半徑，R3和R4是外磁塊12的內(nèi)、外半徑，1g是內(nèi)、外磁塊11和12之間的磁隙。
由圖2可見(jiàn)，當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)磁塊11受到外磁塊12的吸力F1與斥力F2的聯(lián)合作用，其在旋轉(zhuǎn)方向是相加的F=F1+F2。這就使得傳遞到內(nèi)磁塊11上的力矩由于相鄰極性的反作用得以增大，這對(duì)防止外磁塊12和內(nèi)磁塊11之間的滑脫是十分有利的。
由圖3可見(jiàn)，當(dāng)原動(dòng)機(jī)主軸6旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定在它上面的外磁轉(zhuǎn)子體2同時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，固定在外磁轉(zhuǎn)子體2內(nèi)圓柱表面上的外磁塊12也同時(shí)旋轉(zhuǎn)，因此，當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，在外磁塊12和內(nèi)磁塊11的磁場(chǎng)斥吸磁力的合力作用下，便無(wú)接觸地帶動(dòng)位于隔離套1內(nèi)的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3旋轉(zhuǎn)，從而使用鍵16與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3固定在一起的從動(dòng)機(jī)主軸17旋轉(zhuǎn)做功。固定在外磁轉(zhuǎn)子體2上的風(fēng)葉5也隨著外磁轉(zhuǎn)子體2旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，其作用是使隔離套1的外表面不斷有空氣流動(dòng)，從而降低了隔離套1內(nèi)部工作介質(zhì)由于磁渦流而增加的熱量，改善了工作條件。隔離套1用禁錮螺釘15緊密連接在主機(jī)殼體上使工作介質(zhì)與大氣隔絕。
由圖3和圖4可見(jiàn)，本實(shí)用新型的內(nèi)磁塊11和外磁塊12在內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子體3和2的外、內(nèi)圓柱面上，周向按N、S極交替緊密排列，呈圓柱面附著在用圓柱銷(xiāo)10固定在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體3上的低碳鋼圈4的外圓柱面上和由低碳鋼切削加工而成的外磁轉(zhuǎn)子體2的內(nèi)圓柱面上，形成磁斷路連體。由內(nèi)磁塊11組成的外圓柱面上覆以?shī)W氏體不銹鋼包套以造成磁屏蔽，并防止在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁塊受離心力作用而脫落。低碳鋼材料的里襯環(huán)9和用奧氏體不銹鋼材料制造的側(cè)擋環(huán)8緊貼在內(nèi)磁塊11的軸向兩端，使內(nèi)磁塊11的軸向兩端形成磁斷路連體并造成磁屏蔽，并形成一個(gè)全密閉的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件。由外磁塊12組成的內(nèi)圓柱面不設(shè)包套是考慮減少磁損失，但可以鍍鋅，以防止大氣侵蝕。外磁塊的外側(cè)設(shè)外擋環(huán)14，形成外磁塊12的軸向磁斷路連體。內(nèi)、外磁塊11和12的軸向長(zhǎng)度應(yīng)相同，而且，內(nèi)、外磁塊11和12在各自的圓柱面上排列的圈數(shù)也應(yīng)相同，其軸向可以排成一圈、兩圈、三圈直到五圈。
本實(shí)用新型的內(nèi)、外磁塊11和12均為高溫永磁體，且磁性材質(zhì)相同。隔離套1為能適應(yīng)高溫的高強(qiáng)度、高電阻的鈦合金材料。
在最佳實(shí)施例中，本實(shí)用新型的瓦狀磁塊的尺寸精度外磁塊可達(dá)h7級(jí)，內(nèi)磁塊可達(dá)h6級(jí)，其形狀公差和對(duì)軸線(xiàn)的位置公差的精度均為7級(jí)，因此，它們?cè)谛〈畔断乱膊恢掠诓僚龈綦x套，隨著磁隙的減小而增加了本實(shí)用新型傳遞的扭矩。本實(shí)用新型的磁塊形狀是采用高溫磁路計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)計(jì)算優(yōu)選(考慮到高溫磁塊的磁化長(zhǎng)度、總磁隙、磁極數(shù)、磁塊的軸向同級(jí)排數(shù)和高溫磁塊的磁性能等因素的綜合設(shè)計(jì))而成。因此，它雖然是瓦塊形狀，但表面剩余磁通密度比較均勻。
本實(shí)用新型的磁塊沿圓柱面周向緊密排列后，其周向磁場(chǎng)強(qiáng)度分布均勻，其方法是每塊磁塊都通過(guò)檢測(cè)表面剩余磁通密度并記錄編號(hào)，因而在裝配上可以按所測(cè)數(shù)據(jù)，使其均勻分布。此外，本實(shí)用新型的瓦塊形磁塊在高溫下周向熱脹均勻。還有，本實(shí)用新型的瓦塊形磁塊采用徑向充磁，可以保證充磁和壓制成型方向一致。
通過(guò)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年以上而工作穩(wěn)定，并且性能十分良好。其中主機(jī)振動(dòng)垂直方向只有5μm，水平方向只有7μm。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝和高溫性能好，可以廣泛應(yīng)用在易燃易爆和有毒有害的高溫機(jī)械、高溫泵和高溫?cái)嚢韪希哂袩o(wú)泄露、無(wú)污染、防火、防爆、防毒的安全和環(huán)保功能，有很大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器，所述磁傳動(dòng)器包括外磁轉(zhuǎn)子部件、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件和隔離套(1)，其特征在于內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件位于隔離套(1)的內(nèi)部，外磁轉(zhuǎn)子部件位于隔離套(1)的外部，原動(dòng)機(jī)主軸(6)通過(guò)鍵(7)與外磁轉(zhuǎn)子體(2)固定，從動(dòng)機(jī)主軸(17)通過(guò)鍵(16)與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體(3)固定，隔離套(1)用緊固螺釘(15)密封在主機(jī)殼體上，所述外磁轉(zhuǎn)子部件包括外磁轉(zhuǎn)子體(2)、外磁塊(12)、外擋環(huán)(14)和風(fēng)葉(5)，所述內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件包括內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體(3)、鋼圈(4)、內(nèi)磁塊(11)、包套(13)、里襯環(huán)(9)、側(cè)擋環(huán)(8)，外磁塊(12)和內(nèi)磁塊(11)為適應(yīng)300攝氏度以上高溫工況的瓦塊形永磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于所述瓦塊形永磁體為徑向充磁，且充磁方向與成型方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于內(nèi)磁塊(11)和外磁塊(12)在內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子體(3)和(2)的外、內(nèi)圓柱面上，周向按N、S極交替緊密排列，呈圓柱面附著在用圓柱銷(xiāo)(10)固定在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子體(3)上的鋼圈(4)的外圓柱面上和由低碳鋼切削加工而成的外磁轉(zhuǎn)子體(2)的內(nèi)圓柱面上，形成磁斷路連體；由內(nèi)磁塊(11)組成的外圓柱面上覆以包套(13)，里襯環(huán)(9)和側(cè)擋環(huán)(8)緊貼在內(nèi)磁塊(11)的軸向兩端形成密閉的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件；外磁塊(12)的外側(cè)設(shè)外擋環(huán)(14)，形成外磁塊(12)的軸向磁斷路連體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于同一極性的組合可以是一塊、兩塊或三塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于由外磁塊(12)組成的內(nèi)圓柱面上有一層防止大氣侵蝕的鍍鋅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于內(nèi)、外磁塊(11)和(12)的軸向長(zhǎng)度相等，且內(nèi)、外磁塊(11)和(12)在各自的圓柱面上排列的圈數(shù)相同，其軸向可以排列的圈數(shù)≤5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件還包括圓柱銷(xiāo)(10)；風(fēng)葉(5)固定在外磁轉(zhuǎn)子體(2)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于鋼圈(4)為低碳鋼圈，包套(13)為奧氏體不銹鋼或鈦合金薄包套，里襯環(huán)(9)為低碳鋼，側(cè)擋環(huán)(8)為奧氏體不銹鋼，隔離套(1)為耐高溫的高強(qiáng)度、高電阻的合金材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于所述合金材料為鈦合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁傳動(dòng)器，其特征在于內(nèi)、外磁塊(11)、(12)的磁性材質(zhì)相同。
專(zhuān)利摘要一種高溫圓筒形同步磁傳動(dòng)器,可使旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備無(wú)需設(shè)置軸的動(dòng)密封,并將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力同步無(wú)接觸地傳遞到機(jī)器設(shè)備的主軸上。它由外磁轉(zhuǎn)子部件、隔離套和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件等零部件組成。其永磁體是采用本實(shí)用新型的磁路設(shè)計(jì)源程序通過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)選的瓦狀磁塊,并由其組成“斥吸磁路”,構(gòu)成高溫?zé)o接觸式同步旋轉(zhuǎn)的磁力聯(lián)接。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制造、高溫下壽命長(zhǎng),適用于高溫下加工易燃易爆和有害工作介質(zhì)的機(jī)器設(shè)備上。
文檔編號(hào)H02K51/00GK2427028SQ0024383
公開(kāi)日2001年4月18日 申請(qǐng)日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者奚昕 申請(qǐng)人:奚昕