[发明专利]一种圆盘式时滞效应较小的永磁涡流联轴器的磁盘

说明书

技术领域

本发明涉及永磁涡流联轴器领域，特别涉及永磁涡流联轴器的磁盘。

背景技术

在现实生活中，使用联轴器联结的传动轴传动系统应用非常广泛，几乎工业场合及生活中涉及到电机动力传动的领域，都会使用到联轴器的传动轴传动技术。目前机械领域中使用的联轴器多为机械式联轴器、液力式联轴器与永磁涡流联轴器。机械式联轴器是刚性联结，机械力传递转矩。在安装过程中，由于存在轴向偏移误差，增加了支撑原件的载荷；径向偏移误差将产生突变载荷而引起设备的高频振动。并且刚性联结在启动瞬间产生冲击性载荷。液力耦合器调速—属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大,最高可达额定功率的30%以上,精度低、线性度差、响应慢，启动电流大，装置大，不适合改造；容易漏液、维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。永磁涡流联轴器应用磁力耦合传动技术，相比较传动的联轴器，具有以下的优点：①节能效果：25%～66%。②维护工作量小，几乎是免维护产品，维护费用极低。③允许有较大的安装对中误差（最大可为5mm），大大简化了安装调试过程。④具有过载保护功能，从而提高了整个系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损坏。⑤提高电机的启动能力，减少冲击和振动，协调多机驱动的负荷分配。⑥调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级调节。⑦使用寿命长，设计寿命为30年。并可延长系统中零部件的使用寿命。⑧易于实现遥控和自动控制，过程控制精确高。⑨结构简单，适应各种恶劣环境。对环境友好，不产生污染物，不产生谐波。体积小，安装方便。

目前市场上技术成熟的圆盘式永磁涡流联轴器，技术性能仍有很多不足需要改进，主要有：①现有的圆盘式永磁涡流联轴器的永磁体是沿磁盘圆周以极性相反的两磁体相邻布置排列，其驱动效率较低，单位体积提供的磁转矩功率不高、发热量较大。②现有的永磁涡流联轴器在传递较大扭矩时，其磁盘与金属盘会产生较大的滞后角，存在明显的时滞效应，不适于精度要求较高的传动。③现有的永磁涡流联轴器在输入端转速改变时，输出端转速改变的时滞效应较大，当输入端转速频繁改变时，不仅不能及时传递相应的转矩，而且会使得金属盘上的电涡流生热，产生热量急速升高堆积，这些特点影响了永磁涡流联轴器应用于对调速精度有较高要求的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种圆盘式的时滞效应较小的永磁涡流联轴器的磁盘。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是公开一种圆盘式时滞效应较小的永磁涡流联轴器的磁盘，包括磁盘座和设于磁盘座上的永磁体，所述永磁体分为内外两圈均匀分布于磁盘座上，永磁体的N极、S极均沿磁盘的轴向分布，内外圈和同为内圈或外圈的两相邻永磁体的N极、S极互为相反。

作为优选，所述磁盘的内外圈永磁体都为扇形，且内外圈永磁体分布的圆心角相同。

作为优选，所述磁盘的永磁体，内圈永磁体截面积相对外圈永磁体截面积更大。

作为优选，所述磁盘的永磁体内外圈设为一对，整个磁盘分布X对永磁体，X为大于0的偶数。

作为优选，所述磁盘的永磁体设为16对、18对或20对。

工作原理：

当输入轴带动金属盘转动时，连接输出轴的磁盘相对金属盘转动，在两块金属盘上均产生电涡流，使磁盘与输出轴转动进而传递转矩，通过调整磁盘与金属盘间隙，随间隙变小传递转矩增大，转速差减小，间隙变大，转速差增大，实现无级变速。

磁盘上共有正偶数对永磁体分为内外两圈，沿磁盘圆周方向均匀分布于磁盘座上，永磁体均匀分布有利于磁盘在各个方向上受力相同，产生的振动较小。每个永磁体的N极、S极均沿磁盘的轴向分布，内外圈和同为内圈或外圈的两相邻永磁体N极、S极互为相反，内圈永磁体截面积较大，外圈永磁体截面积较小。内外圈永磁体都为扇形，可减少永磁体间金属的磁阻，增大感应产生的电涡流强度，增加传递的力与转矩。

永磁涡流联轴器的作用原理是金属盘上磁通量的变化导致产生电涡流，现有的圆盘式永磁涡流联轴器的磁盘上只有单圈永磁体，其磁感应强度泄漏在径向方向的比例较大，导致金属盘轴向方向受到的有效磁感应强度不高。分为内外圈永磁体可以使得内圈永磁体泄漏在径向方向的感应强度较小，而外圈永磁体体积相对较小，与单圈永磁体相比可以减少永磁体泄漏在磁盘径向的磁感应强度，增加笼式结构的金属盘上的有效磁通量密度，产生更大的电涡流强度，进而增加传递的力与转矩，减小磁盘与金属盘间的滞后角。在输入端转速变化时可更快的改变输出端的转速，及时传递改变的转矩，减少金属盘上的生热量，提高了永磁涡流联轴器的传递效率并改善了其时滞效应。