Le/f型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 動力傳動、節(jié)能減排、動設(shè)備、磁力驅(qū)動。
【背景技術(shù)】
[0002]從人類利用地磁驅(qū)動發(fā)明羅盤開始，磁場能量的利用研宄便一直沒有停止過。伴隨著現(xiàn)代磁學理論的發(fā)展，磁力驅(qū)動產(chǎn)品在工業(yè)中的應(yīng)用便層出不窮，磁力泵、磁力軸承、磁力耦合器、磁力齒輪等等。限于磁性材料的制約，磁力驅(qū)動技術(shù)發(fā)展緩慢，直到1983年，中國發(fā)明了高性能永磁材料釹鐵硼，磁力驅(qū)動產(chǎn)品才得到快速發(fā)展應(yīng)用。
[0003]磁力耦合器從磁力泵等磁力驅(qū)動產(chǎn)品中獨立出來作為單獨的分支發(fā)展以來，出現(xiàn)了形形色色的產(chǎn)品，但都局限于結(jié)構(gòu)方面的原因，只能局限于中小功率、中小扭矩區(qū)間的動設(shè)備動力傳動應(yīng)用中，而且價格昂貴。像火電廠的一次風機(6000KW，1496r/min)、二次風機(4550KW，1495r/min)、碎煤機(1200KW，490r/min)和鋼廠、礦場的大型風機等動設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品都無法滿足實際應(yīng)用需求。
[0004]節(jié)能減排是目前迫切需求。動設(shè)備節(jié)能，目前比較高效的有變頻調(diào)速節(jié)能和溝槽凸輪機構(gòu)調(diào)速磁力耦合器調(diào)速節(jié)能。變頻器使用壽命較短，環(huán)境適應(yīng)能力差，占地空間大，維護需求高，高壓變頻器故障率則更高，可靠性差。目前已進行應(yīng)用的溝槽凸輪機構(gòu)調(diào)速磁耦(筒式和盤式)因結(jié)構(gòu)原因應(yīng)用范圍有限，且價格昂貴。液冷溝槽凸輪機構(gòu)調(diào)速盤式磁耦只能勉強應(yīng)用到2500KW以下中等轉(zhuǎn)速的動設(shè)備中，風冷溝槽凸輪機構(gòu)調(diào)速盤式磁耦只能勉強應(yīng)用到350KW以下中等轉(zhuǎn)速的動設(shè)備中。筒式磁耦則更差，液冷調(diào)速產(chǎn)品只能勉強應(yīng)用到800KW以下中等轉(zhuǎn)速的動設(shè)備中，且安全可靠性不高。
[0005]LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器為先前申請的單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(國內(nèi)申請?zhí)枮?01410241778.1)的改型，加裝齒輪齒條同步機構(gòu)保證兩對稱磁塊固定盤組件同步反向運動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明重在找到一種解決大功率、高扭矩動設(shè)備調(diào)速節(jié)能的技術(shù)方法，伴隨著這種技術(shù)方法而引伸出四種類型LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器一一風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(FTLE/F系列)、液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(YTLE/F系列)、串聯(lián)風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CFTLE/F系列)、串聯(lián)液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CYTLE/F系列)。
[0007]LE系列與LF系列僅在流道上有一點差別。
【附圖說明】
[0008]圖1為風冷LE型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(FTLE系列)，液冷LE型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(YTLE系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0009]圖7為串聯(lián)風冷LE型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CFTLE系列)，串聯(lián)液冷LE型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CYTLE系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0010]圖6為風冷LF型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(FTLF系列)，液冷LF型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(YTLF系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0011]圖9為串聯(lián)風冷LF型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CFTLF系列)，串聯(lián)液冷LF型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CYTLF系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0012]八大系列LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器，都包含如下幾個部分:圖中標號I和5為感應(yīng)盤組件，2和4為磁塊固定盤組件，3為單缸流體調(diào)速機構(gòu)，6為高速回轉(zhuǎn)接頭。
[0013]對于串聯(lián)LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CFTLE/F系列、CYTLE/F系列)，理論上可串聯(lián)任意組，可根據(jù)需要決定，圖7和圖9所示均為3組串聯(lián)，圖中標號8為中間串聯(lián)的感應(yīng)盤組件和磁塊固定盤組件。
[0014]八大系列LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器中，所有的感應(yīng)盤組件由限位螺栓聯(lián)結(jié)組成外轉(zhuǎn)子，所有的磁塊固定盤組件串聯(lián)在中心傳動軸上，和單缸流體調(diào)速機構(gòu)一起組成內(nèi)轉(zhuǎn)子，中心傳動軸中有流道連接高速回轉(zhuǎn)接頭，高速回轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)轉(zhuǎn)子和中心傳動軸相對靜止，高速回轉(zhuǎn)接頭的外轉(zhuǎn)子連接外部液壓或氣動回路。液控單向閥或氣控單向閥及電磁閥等控制流體的進出，從而改變活塞的軸向移動方向，活塞桿(和磁塊固定盤組件固定在一起)帶動磁塊固定盤組件沿中心傳動軸滑動，從而改變磁塊固定盤組件和感應(yīng)盤組件之間的距離(磁場耦合間隙)，以達到調(diào)速節(jié)能的目的(磁場耦合間隙的變化，將導(dǎo)致磁耦內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差的變化，也就是輸入輸出轉(zhuǎn)速的變化)，加裝齒輪齒條同步機構(gòu)保證兩對稱磁塊固定盤組件問步反向運動。圖中一側(cè)齒條和活塞問向問步運動，問時驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動將帶動另一側(cè)齒條，從而使兩側(cè)磁塊固定盤組件同步反向運動，達到同步調(diào)速目的。圖中固定支承齒輪齒條的定位盤與缸體固定在一起。
[0015]圖2所示為A-A剖視圖。圖中清楚示出了流道的情況，因流道設(shè)計可較隨意，比起復(fù)雜的機械調(diào)速系統(tǒng)，流體調(diào)速機構(gòu)相對簡單。液壓調(diào)速可用于精確調(diào)速，氣動調(diào)速由于氣體具有壓縮性，可用于調(diào)速精度要求不高的系統(tǒng)中。外部液壓回路或氣動回路中液控單向閥或氣控單向閥及電磁閥等作為控制調(diào)速的開關(guān)，調(diào)速速度的控制則由精確計算的流道通徑來決定，為保壓，可在外部回路中設(shè)置蓄能器或在中心傳動軸中集成蓄能器。
[0016]圖3、圖4所示為高速回轉(zhuǎn)接頭，采用模塊化串聯(lián)結(jié)構(gòu)，可串聯(lián)任意通道，圖3中所示為兩通道，密封環(huán)6-19、6-20可根據(jù)工作流體的情況選用用碳化鎢、石墨等材料，6-5為彈簧，用來平衡接觸壓力和補償密封環(huán)的磨損，彈簧處的導(dǎo)向銷6-7對彈簧起導(dǎo)向限位作用，防止高速回轉(zhuǎn)時彈簧在離心力作用下失效。高速回轉(zhuǎn)接頭可由專業(yè)廠家生產(chǎn)配套，成組工藝裝配，由緊定螺釘固定在中心傳動軸上。
[0017]圖5所示為活塞桿與磁塊固定盤組件用螺釘和擋板組成一個整體，然后活塞桿和中心傳動軸用花鍵聯(lián)結(jié)，三者同步旋轉(zhuǎn)。花鍵用于重載、精密傳動，低載時可用導(dǎo)向平鍵即可，見圖13所示。
[0018]圖8、圖10為串聯(lián)流體調(diào)速盤式磁耦(CFTLE系列、CYTLF系列)中間串聯(lián)的感應(yīng)盤組件和磁塊固定盤組件，定位套8-1、8-2將感應(yīng)盤組件定位于磁耦外轉(zhuǎn)子的聯(lián)結(jié)螺桿上，限位套8-3、8-4、8-5對磁塊固定盤組件在中心傳動軸上滑動起限位作用。圖10中標號8-10為中間傳動套，其與中心傳動軸用花鍵聯(lián)結(jié)，而與磁塊固定盤組件以半軸形式聯(lián)結(jié)。
[0019]圖11、圖12為感應(yīng)盤組件，盤面上分布有凸起葉片，已助散熱。未知設(shè)備旋向時，可選用圖11所示形狀，如已知設(shè)備旋向，可選用圖12所示的流線形狀，已增加散熱量并減小擾流噪聲。對于低負荷動設(shè)備，感應(yīng)盤組件使用平盤即可滿足散熱需求時，可不要凸起葉片，以簡化加工工藝。
[0020]圖13所示為中心傳動軸采用導(dǎo)向平鍵的方案。
[0021]圖14所示為中心傳動軸中細長孔的嵌套方案。關(guān)于中心傳動軸中細長孔的制造工藝，可直接進行細長孔加工。為簡化加工工藝，降低制造成本，也可采用鋁擠型成型，然后與中心傳動軸進行嵌套的方法。
[0022]圖15所示為FTLE系列磁耦取下內(nèi)部兩端支承軸承的結(jié)構(gòu)示意，傳動軸之間聯(lián)接采用脹套，其它系列也可這樣做，但這種方案僅可用在低載情況和軸竄很微小的情況，原因如下:感應(yīng)盤組件I和5由螺栓聯(lián)結(jié)組成外轉(zhuǎn)子，磁塊固定盤組件2和4與調(diào)速機構(gòu)3、高速回轉(zhuǎn)接頭6由中心傳動軸連接組成內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)外轉(zhuǎn)子互不接觸，但由于裝配時很難保證感應(yīng)盤組件與磁塊固定盤組件的平行度，所以會對電機中心軸軸承支承處和負載傳動軸軸承支承處造成交變應(yīng)力(磁場耦合附加彎矩的作用)，以致于軸過度磨損失效。此外，軸竄的影響會造成不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，嚴重時會造成事故?？偟膩碚f，此種方案要慎用。
【具體實施方式】
[0023]LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器所包含的各組成零部件，現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)均可加工制造。高速回轉(zhuǎn)接頭、液壓缸或氣缸、磁塊、軸承、齒輪、齒條均可由專業(yè)廠商配套生產(chǎn)，其它零部件機加工、模具成形、焊接即可。
[0024]LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器作為一種動設(shè)備，其成品要想成功應(yīng)用，必須具備以下兩個條件:(I)功率標定一一建立完備的測試臺架(各功率扭矩區(qū)間)，以完成系列化產(chǎn)品的標定。(2)動平衡檢測一一旋轉(zhuǎn)設(shè)備必須達到相關(guān)標準規(guī)定的動平衡要求，以達到必要的安全可靠性。
【主權(quán)項】
1.風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(FTLE/F系列)的結(jié)構(gòu)方案一一其特征是高速回轉(zhuǎn)接頭、單缸流體調(diào)速機構(gòu)。
2.液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(YTLE/F系列)的結(jié)構(gòu)方案——其特征是高速回轉(zhuǎn)接頭、單缸流體調(diào)速機構(gòu)，加裝外殼，強制液冷。
3.串聯(lián)風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CFTLE/F系列)的結(jié)構(gòu)方案——其特征是高速回轉(zhuǎn)接頭、單缸流體調(diào)速機構(gòu)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)(說明書中所示為三組串聯(lián)，可串聯(lián)兩組或多組，結(jié)構(gòu)一樣)。
4.串聯(lián)液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器(CYTLE/F系列)的結(jié)構(gòu)方案——其特征是高速回轉(zhuǎn)接頭、單缸流體調(diào)速機構(gòu)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)(說明書中所示為三組串聯(lián)，可串聯(lián)兩組或多組，結(jié)構(gòu)一樣)，加裝外殼，強制液冷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器，其特征是使用單缸流體調(diào)速機構(gòu)調(diào)速的技術(shù)方法一一通過精確設(shè)計的流道，以液壓或氣動促使活塞沿軸向移動，帶動磁塊固定盤組件沿中心傳動軸滑動，從而改變磁塊固定盤與感應(yīng)盤之間的距離(磁場耦合間隙)，達到調(diào)速節(jié)能的目的，加裝齒輪齒條同步機構(gòu)保證兩對稱磁塊固定盤組件同步反向運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3、和權(quán)利要求4所述的LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器，其特征是使用高速回轉(zhuǎn)接頭的技術(shù)方法一一流體調(diào)速用高速回轉(zhuǎn)接頭由內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子兩大部分組成，外轉(zhuǎn)子靜止不動，用以連接外部液壓或氣動回路，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中心傳動軸同步高速轉(zhuǎn)動，兩者相對靜止。
7.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的串聯(lián)LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器，其特征是使用磁耦串聯(lián)單缸流體調(diào)速的技術(shù)方法一一通過中心傳動軸中的主流道控制幾組單缸流體調(diào)速機構(gòu)同時運動，此法用以解決大功率、高扭矩動設(shè)備的調(diào)速節(jié)能。
【專利摘要】LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁力耦合器可劃歸動力傳動、節(jié)能減排、動設(shè)備、磁力驅(qū)動領(lǐng)域，其利用高速回轉(zhuǎn)接頭、液壓缸或氣缸和齒輪齒條組成的調(diào)速系統(tǒng)，分為八大系列：風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁耦(FTLE/F)、液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁耦(YTLE/F)、串聯(lián)風冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁耦(CFTLE/F)、串聯(lián)液冷LE/F型單缸流體調(diào)速盤式磁耦(CYTLE/F)。本發(fā)明為動設(shè)備的調(diào)速節(jié)能找到了一種經(jīng)濟可行的方法。
【IPC分類】H02K51-00
【公開號】CN104539135
【申請?zhí)枴緾N201510021569
【發(fā)明人】李啟飛
【申請人】李啟飛
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月8日