本發(fā)明屬于機(jī)械工程傳動(dòng)領(lǐng)域,具體涉及一種柔性智能調(diào)速型磁力耦合器,它可以廣泛用于礦山采掘,建材,煤炭,港口,電力,冶金,水利,化工等行業(yè)中的電機(jī)上，或各種負(fù)載之間的用于負(fù)載設(shè)備對(duì)速度可調(diào)的場(chǎng)合。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有已知的磁力調(diào)速裝置中,類似于平面式的磁力調(diào)速裝置,都是兩個(gè)導(dǎo)體盤,兩個(gè)磁體盤,通過齒輪、齒條或杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)整導(dǎo)體盤和磁體盤的氣隙的。在惡劣的工況下,齒條和齒輪易被污物填塞而卡住,長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)也因齒輪和齒條的磨損從而導(dǎo)致氣隙調(diào)整的精度失效。在上述的結(jié)構(gòu)中磁體盤和導(dǎo)體盤的耦合僅用了磁體的單面,而另一面用導(dǎo)磁鋼板將磁力線封閉,永磁體的磁耦合性能只利用了一半,且由于采用兩個(gè)磁體盤,其裝置重量增加，懸臂較長(zhǎng)，易引起振動(dòng)，從而其整個(gè)裝置可靠性大大降低。另外，變頻器是采用IGBT等開關(guān)器件將工頻轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟l率，進(jìn)而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波污染和電磁輻射干擾，影響周邊電器的正常工作，使電器元件發(fā)熱，損壞，造成設(shè)備誤動(dòng)作，影響電器元件和設(shè)備的的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明區(qū)別于其他類型的柔性調(diào)速型磁力裝置,其采用了雙導(dǎo)體環(huán),單磁體輪的磁耦合結(jié)構(gòu),氣隙恒定不變，雙導(dǎo)體環(huán)通過傳動(dòng)盤，輪轂和脹緊套與電機(jī)軸剛性連接在一起且沒有軸向位移,只有磁體輪在智能型執(zhí)行器的執(zhí)行條件下，才會(huì)在花鍵軸上做相應(yīng)的軸向位移，通過角位移與直線位移變化的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)體筒和磁體有效耦合面積，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)、可控制的負(fù)載端所需的扭矩及轉(zhuǎn)速大小，從而使得負(fù)載端的工作機(jī)的速度得到柔性調(diào)整, 達(dá)到負(fù)載調(diào)速和節(jié)能的目的。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種柔性智能調(diào)速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的輸入部分和磁力耦合器的輸出部分；所述磁力耦合器的輸入部分包括與驅(qū)動(dòng)軸相連接的驅(qū)動(dòng)端輪轂1、與驅(qū)動(dòng)端輪轂1相連接的脹緊套2、與驅(qū)動(dòng)端輪轂1相連接的傳動(dòng)盤4，所述傳動(dòng)盤4上固定有兩組引風(fēng)罩3，同時(shí)還連接有外鋼環(huán)5和內(nèi)鋼環(huán)17，外鋼環(huán)5內(nèi)環(huán)安裝外銅環(huán)6，內(nèi)鋼環(huán)17外環(huán)安裝內(nèi)銅環(huán)16；所述磁力耦合器的輸出部分包括磁體輪8、均勻嵌入分布在磁體輪8槽內(nèi)的磁體7、與磁體輪8相連接的花鍵副輪轂9，所述磁體7位于外銅環(huán)6和內(nèi)鋼環(huán)17之間，所述花鍵副輪轂9上固定有軸承10，軸承10安裝在滑動(dòng)軸套11內(nèi)，在滑動(dòng)軸套11水平方向安裝有一組連桿支架18，并且滑動(dòng)軸套11固定在滾珠花鍵軸12的花鍵副上，滾珠花鍵軸12與軸承機(jī)座13相連接，軸承支座13內(nèi)裝有一根轉(zhuǎn)軸21，轉(zhuǎn)軸21的兩個(gè)端部固定連接兩個(gè)搖臂20，其中一個(gè)端部裝有提供耦合變化動(dòng)力的智能執(zhí)行器23，所述搖臂20通過連桿19與連桿支架18相連接，所述軸承支座13通過聯(lián)接器22連接負(fù)載軸，使輸出部分是剛性連接成一體。

所述外鋼環(huán)5和內(nèi)鋼環(huán)17構(gòu)成雙導(dǎo)體筒結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)端輪轂1通過驅(qū)動(dòng)端電機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)雙導(dǎo)體筒轉(zhuǎn)動(dòng)，與鋼環(huán)連接的外銅環(huán)6和內(nèi)銅環(huán)16，在嵌入在磁體輪8槽中的磁體7的磁場(chǎng)下作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電渦流進(jìn)而產(chǎn)生磁耦合現(xiàn)象，帶動(dòng)磁體輪開始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠花鍵軸12隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，跟滾珠花鍵軸12連接的負(fù)載軸跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述磁力耦合器采用雙導(dǎo)體筒單磁體輪結(jié)構(gòu),磁體7沿徑向極性異磁布局的方式均布嵌入磁體輪8。

所述智能執(zhí)行器23為智能一體化裝置，當(dāng)智能執(zhí)行器執(zhí)行時(shí)，帶動(dòng)搖臂20轉(zhuǎn)動(dòng)，與搖臂20相連接的連桿19和連桿支架18帶動(dòng)滾珠花鍵軸12上的磁體輪8沿著滾珠花鍵軸12軸向移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)導(dǎo)體筒和磁體7有效耦合面積，進(jìn)而改變負(fù)載端的扭矩及轉(zhuǎn)速變化。

本發(fā)明的有益效果是：本柔性智能型磁力耦合器，通過在電機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)雙導(dǎo)體筒外筒和內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁耦合作用下帶動(dòng)磁體輪8一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)智能執(zhí)行器執(zhí)行時(shí)，帶動(dòng)搖臂20轉(zhuǎn)動(dòng)，與搖臂20相連接的連桿19和連桿支架18帶動(dòng)滾珠花鍵軸12上的磁體輪8沿著滾珠花鍵軸12軸向移動(dòng)。通過調(diào)節(jié)耦合面積大小，從而改變負(fù)載端的扭矩及轉(zhuǎn)速變化。實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)、可控制的負(fù)載端所需的扭矩及轉(zhuǎn)速大小，達(dá)到負(fù)載調(diào)速和節(jié)能的目的。調(diào)速型磁力耦合器為機(jī)械裝置，不同于變頻器調(diào)速，運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)負(fù)載設(shè)備不會(huì)造成影響，提供了一個(gè)簡(jiǎn)單易行的方法。

附圖說明

圖1為柔性智能調(diào)速型磁力耦合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為柔性智能調(diào)速型耦合器全耦合和無耦合器狀態(tài)調(diào)節(jié)示意圖。

圖3為磁體輪嵌入磁體的充磁方向示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1至圖3所示，一種柔性智能調(diào)速型磁力耦合器，其包括磁力耦合器的輸入部分和磁力耦合器的輸出部分；所述磁力耦合器的輸入部分包括與驅(qū)動(dòng)軸相連接的驅(qū)動(dòng)端輪轂1、與驅(qū)動(dòng)端輪轂1相連接的脹緊套2、與驅(qū)動(dòng)端輪轂1相連接的傳動(dòng)盤4，所述傳動(dòng)盤4上固定有兩組引風(fēng)罩3，同時(shí)還連接有外鋼環(huán)5和內(nèi)鋼環(huán)17，外鋼環(huán)5內(nèi)環(huán)安裝外銅環(huán)6，內(nèi)鋼環(huán)17外環(huán)安裝內(nèi)銅環(huán)16；所述磁力耦合器的輸出部分包括磁體輪8、均勻嵌入分布在磁體輪8槽內(nèi)的磁體7、與磁體輪8相連接的花鍵副輪轂9，所述磁體7位于外銅環(huán)6和內(nèi)鋼環(huán)17之間，所述花鍵副輪轂9上固定有軸承10，軸承10安裝在滑動(dòng)軸套11內(nèi)，在滑動(dòng)軸套11水平方向安裝有一組連桿支架18，并且滑動(dòng)軸套11固定在滾珠花鍵軸12的花鍵副上，滾珠花鍵軸12與軸承機(jī)座13相連接，軸承支座13內(nèi)裝有一根轉(zhuǎn)軸21，轉(zhuǎn)軸21的兩個(gè)端部固定連接兩個(gè)搖臂20，其中一個(gè)端部裝有提供耦合變化動(dòng)力的智能執(zhí)行器(23)，所述搖臂20通過連桿19與連桿支架18相連接，所述軸承支座13通過聯(lián)接器22連接負(fù)載軸，使輸出部分是剛性連接成一體。

本磁力耦合器中，所述外鋼環(huán)5和內(nèi)鋼環(huán)17構(gòu)成雙導(dǎo)體筒結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)端輪轂1通過驅(qū)動(dòng)端電機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)雙導(dǎo)體筒轉(zhuǎn)動(dòng)，與鋼環(huán)連接的外銅環(huán)6和內(nèi)銅環(huán)16，在嵌入在磁體輪8槽中的磁體7的磁場(chǎng)下作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電渦流進(jìn)而產(chǎn)生磁耦合現(xiàn)象，帶動(dòng)磁體輪開始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠花鍵軸12隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，跟滾珠花鍵軸12連接的負(fù)載軸跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。

本磁力耦合器采用雙導(dǎo)體筒單磁體輪結(jié)構(gòu),磁體7沿徑向極性異磁布局的方式均布嵌入磁體輪8。永磁體的材料以高性能的稀土合金中的銣鐵硼為主，磁體盤的材料以鋁，銅，奧氏體不銹鋼等非磁化材料為主，銅盤以非磁化材料的金屬鋁，銅為主，其鋼盤材料用可磁化的鋼材制造。

所述智能執(zhí)行器23為智能一體化裝置，其輸入4-20mA給定信號(hào)自動(dòng)應(yīng)對(duì)應(yīng)角變化輸出，閥位信號(hào)4-20mA對(duì)應(yīng)角度變化輸出，并采用PLC和DCS系統(tǒng)控制、總線控制、遙控操作，比例調(diào)節(jié)控制和定位，無需人工控制。當(dāng)智能執(zhí)行器執(zhí)行時(shí)，帶動(dòng)搖臂20轉(zhuǎn)動(dòng)，與搖臂20相連接的連桿19和連桿支架18帶動(dòng)滾珠花鍵軸12上的磁體輪8沿著滾珠花鍵軸12軸向移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)導(dǎo)體筒和磁體7有效耦合面積，進(jìn)而改變負(fù)載端的扭矩及轉(zhuǎn)速變化。實(shí)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)、可控制的負(fù)載端所需的扭矩及轉(zhuǎn)速大小，達(dá)到負(fù)載調(diào)速和節(jié)能的目的。

本發(fā)明提供了一種新的整體式調(diào)速的方法，它通過調(diào)節(jié)耦合面積大小，從而改變負(fù)載端的扭矩及轉(zhuǎn)速變化。實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)、可控制的負(fù)載端所需的扭矩及轉(zhuǎn)速大小，達(dá)到負(fù)載調(diào)速和節(jié)能的目的。雙導(dǎo)體環(huán)單磁體輪結(jié)構(gòu)和執(zhí)行器整體式安裝，屬于機(jī)械裝置，不同于變頻器調(diào)速，運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)負(fù)載設(shè)備不會(huì)造成影響，穩(wěn)定可靠性比較好。當(dāng)調(diào)速的過程中，負(fù)載所需的動(dòng)力大小是智能化可控的。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。

本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。