專利名稱：一種平面磁力傳動耦合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及磁耦合技術領域，尤其涉及一種平面磁力傳動耦合器。
背景技術：
隨著永磁材料性能的大幅提高，永磁材料的超距耦合特性已廣泛應用在各種傳動機構中，如磁力耦合器等。平面磁力傳動耦合器是一種常見的磁力耦合器，以下對現有技術中的平面磁力耦合器進行簡單介紹。請參看圖1-圖3，圖1為現有技術中一種典型的平面磁力傳動耦合器的結構示意圖；圖2為圖1中從動磁盤的結構示意圖；圖3為圖1中主動磁性盤的結構示意圖。如圖1-圖3所示，該平面磁力傳動耦合器包括主動磁性盤2’、從動磁性盤1’主動磁性盤2’與從動磁性盤1’相對設置，主動磁性盤2’、從動磁性盤1’的圓周方向的磁路 3為分散組合排列，分散組合排列的磁體的對數為6對；主動磁性盤2’與動力源連接，從動磁性盤1’負載連接，通過磁場耦合產生的耦合力帶動從動磁性盤1’旋轉面磁力傳動耦合器可以實現無接觸傳動扭矩和力。這種結構的平面磁力傳動耦合器的磁路受力情況如圖4所示，當主動磁性盤 2’ (展開狀態)在外力作用下沿著箭頭方向移動時，因磁場耦合的作用，磁體②將對從動磁性盤1’(展開狀態)上的磁體①產生如圖所示的磁場作用力Fe，把Fe沿水平方向和垂直方向分角軍成為F周向禾口 F軸向兩個分力，F周向=F拉Xsina, F軸向=F拉Xcosa, a = arctgx/Lg, 主動磁性盤2’(展開狀態)繼續沿箭頭方向的移動，χ的值不斷增大，a角也同時增大，Fm 向=F拉Xsina也同時增大，F軸向=F拉X cosa相反減小，也就是說，周向對傳遞有用的力F ；^增大，而軸向對有害的作用力F_減小。另外，在如圖1所示面積上，分散組合排列的磁體對數為6對，每一對耦合產生的有用力為F周向=F拉Xsina，每一對耦合產生的有害力為F軸向=F拉X cosa，所以整個面積上的有用力為6XF周向，有害的軸向力為6XF軸向。這種結構的平面磁力傳動耦合器技術結構上無法去克服有害的軸向力，該軸向力將影響平面磁力傳動耦合器的正常工作。而且這種結構的平面磁力傳動耦合器的磁路排布為分散型組合，同樣體積下產生的扭力或者力也比較小。因此，主動磁性盤在平移時，如何消除有害的軸向力，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種平面磁力傳動耦合器，主動磁性盤在平移時，該平面磁力傳動耦合器可以消除有害的軸向力。為了實現上述目的，本發明提供了一種平面磁力傳動耦合器，包括相對設置的主動磁性盤、從動磁性盤，所述主動盤徑向內到外依次設有主動懸浮磁路、主動周向扭力磁路，所述從動盤徑向內到外依次設有從動懸浮磁路、從動周向扭力磁路，所述主動懸浮磁路、所述主動周向扭力磁路分別與所述從動懸浮磁路、所述從動周向扭力磁路對齊設置。優選的，述主動周向扭力磁路為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環；所述從動周向扭力磁路為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環。優選的，所述主動周向扭力磁路、所述從動周向扭力磁路均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤、所述從動磁性盤上。優選的，所述主動懸浮磁路為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環；所述從動懸浮磁路為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環，且所述主動懸浮磁路的多個磁體的磁極與所述從動懸浮磁路的磁體的磁極相同。優選的，所述主動懸浮磁路、所述從動懸浮磁路均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤、所述從動磁性盤上。優選的，所述主動懸浮磁路與所述主動周向扭力磁路之間設有主動安全環。優選的，所述從動懸浮磁路與所述從動周向扭力磁路之間設有從動安全環。本發明提供的平面磁力傳動耦合器，包括相對設置的主動磁性盤、從動磁性盤，所述主動盤徑向內到外依次設有主動懸浮磁路、主動周向扭力磁路，所述從動盤徑向內到外依次設有從動懸浮磁路、從動周向扭力磁路，所述主動懸浮磁路、所述主動周向扭力磁路分別與所述從動懸浮磁路、所述從動周向扭力磁路對齊設置；主動懸浮磁路與從動懸浮磁路形成懸浮磁路，所述主動周向扭力磁路與所述從動周向扭力磁路形成周向扭力磁路。這種結構的平面磁力傳動耦合器，在主動磁性盤、從動磁性盤上分別設置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動磁性盤在平移時，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產生的有害的軸向力，可使得主動磁性盤與從動磁性盤之間平穩地無接觸傳動扭矩和力。
圖1為現有技術中一種典型的平面磁力傳動耦合器的結構示意圖；圖2為圖1中從動磁性盤的結構示意圖；圖3為圖1中主動磁性盤的結構示意4為圖1中平面磁力傳動耦合器的磁路力學分析示意圖；圖5為本發明所提供的平面磁力傳動耦合器的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖6為圖5中從動磁性盤的結構示意圖；圖7為圖5中主動磁性盤的結構示意圖；圖8為圖5中周向扭力磁路的力學分析示意圖；圖9為圖5中懸浮磁路的力學分析示意圖；其中，圖1-圖9中從動磁性盤1，、主動磁性盤2 ’、磁路3 ’ ；從動磁性盤1、從動懸浮磁路2、從動安全環3、從動周向扭力磁路4、主動周向扭力磁路5、主動安全環6、主動懸浮磁路7、主動磁性盤8。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參看圖5-圖7，圖5為本發明所提供的平面磁力傳動耦合器的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖6為圖5中從動磁性盤的結構示意圖；圖7為圖5中主動磁性盤的結構示意圖。如圖5-圖7所示，本發明提供的平面磁力傳動耦合器，包括相對設置的主動磁性盤8、從動磁性盤1，所述主動盤徑向內到外依次設有主動懸浮磁路7、主動周向扭力磁路5， 所述從動盤徑向內到外依次設有從動懸浮磁路2、從動周向扭力磁路4，所述主動懸浮磁路 7、所述主動周向扭力磁路5分別與所述從動懸浮磁路2、所述從動周向扭力磁路4對齊設置；主動懸浮磁路7與從動懸浮磁路2形成懸浮磁路，所述主動周向扭力磁路5與所述從動周向扭力磁路4形成周向扭力磁路。優選的方案中，所述主動懸浮磁路7與所述主動周向扭力磁路5之間設有主動安全環6，所述從動懸浮磁路2與所述從動周向扭力磁路4之間設有從動安全環3。這種結構的平面磁力傳動耦合器，在主動磁性盤8、從動磁性盤1上分別設置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動磁性盤8在平移時，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產生的有害的軸向力，可使得主動磁性盤8與從動磁性盤1之間平穩地無接觸傳動扭矩和力。具體的方案中，所述主動周向扭力磁路5為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環，本實施例中，主動周向扭力磁路5為由12對磁體按照N極、S極相間緊密偶數拼接而成的兩個磁體環；所述從動周向扭力磁路4為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環，本實施例中，所述從動周向扭力磁路4為由12對磁體按照 N極、S極相間緊密偶數拼接而成的兩個磁體環。具體的方案中，所述主動懸浮磁路7為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環；所述從動懸浮磁路2為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環，且所述主動懸浮磁路 的多個磁體的磁極與所述從動懸浮磁路2的磁體的磁極相同，可以同為N極，也可以同為S極。以下結合附圖，對本發明所提供的平面磁力傳動耦合器的受力情況進行簡單介紹。請參看圖8、圖9，圖8為圖5中周向扭力磁路的力學分析示意圖，圖9為圖5中懸浮磁路的力學分析示意圖。周向扭力磁路力學分析如圖8所示，當主動磁性盤8 (展開狀態)在外力作用下沿著箭頭方向移動時，因磁場耦合的作用，磁體①將同時受到磁體②和磁體③的共同作用力， 磁體②對磁體①產生F推，磁體③對磁體①產生F拉，將F推和F拉在周向和軸向同時進行力的分解，F推可分解為F推周向=F推X sina2與F推軸向=F推X cosa2 ；F拉可分解為 F 拉周向=F 拉 X sinal 與 F 拉軸向=F 拉 X cosal ；al = arctg (L_x) /Lg, a2 = arctgx/ Lg, (0^ x^ L/2)；從動磁性盤1上每一塊磁體吸收主動磁性盤8給予的F總周向=F拉周向+F推周向=F拉X sinal+F推X sina20從動磁性盤1上每一塊磁體吸收主動磁性盤8給予的F總軸向=IF拉軸向+F推軸向I = |F拉Xcosal+F推Xcosa2|。當移動距離χ = L/2時，al = a2，此時如圖8中所示面積上從動磁性盤1上將有因磁場耦合產生的牽連磁力F總面積周向=12 X F總周向，F總面積軸向=12 X F總軸向。懸浮磁路力學分析如圖9所示，當主動磁性盤8與從動磁性盤1的中心位置重合時，主動磁性盤8將對從動磁性盤1產生力F斥懸浮，為了消除徑向不穩定有害力的影響， Ll < L2，其中，Ll為主動懸浮磁路7中磁體的寬度，L2為從動懸浮磁路2中磁體的寬度。 當主動磁性盤8沿箭頭方向有微量的偏移距離χ發生時，(x < (L2-Ll)/2)，因L2 > Li，從動磁性盤1將對主動磁性盤8施加有用的回復力，能保證懸浮磁路在徑向的穩定。與現有技術相比，在同體積或者同面積下能產生的扭力大小來看，圖1中的平面磁力傳動耦合器的F總面積周向=6XF周向，本發明的F總面積周向=12XF總周向，根據前敘可知，F總周向=F拉周向+F推周向=F拉Xsinal+F推Xsina2，當χ = L/2時，al =a2，因此F拉周向=F推周向，所以F總周向=2XF拉周向。F總面積周向=12X2XF 拉周向=MXF拉周向。根據以上分析可得出，在同體積或者同面積下圖1中的平面磁力傳動耦合器的產生的扭力是本發明扭力的1/4，本發明所提供平面磁力傳動耦合器的扭力提高了 4倍。優選方案中，所述主動周向扭力磁路5、所述從動周向扭力磁路4可均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤8、所述從動磁性盤1上。優選方案中，所述主動懸浮磁路7、所述從動懸浮磁路2可均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤8、所述從動磁性盤1上。以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種平面磁力傳動耦合器，包括相對設置的主動磁性盤、從動磁性盤，其特征在于， 所述主動盤徑向內到外依次設有主動懸浮磁路、主動周向扭力磁路，所述從動盤徑向內到外依次設有從動懸浮磁路、從動周向扭力磁路，所述主動懸浮磁路、所述主動周向扭力磁路分別與所述從動懸浮磁路、所述從動周向扭力磁路對齊設置。
2.根據權利要求1所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述主動周向扭力磁路為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環；所述從動周向扭力磁路為由多個磁體按照N極、S極相間偶數拼接而成的兩個磁體環。
3.根據權利要求2所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述主動周向扭力磁路、 所述從動周向扭力磁路均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤、所述從動磁性盤上。
4.根據權利要求1所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述主動懸浮磁路為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環；所述從動懸浮磁路為由多個磁體的相同磁極拼接而成的磁體環，且所述主動懸浮磁路的多個磁體的磁極與所述從動懸浮磁路的磁體的磁極相同。
5.根據權利要求4所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述主動懸浮磁路、所述從動懸浮磁路均通過粘接的方式分別固定在所述主動磁性盤、所述從動磁性盤上。
6.根據權利要求1-5任一項所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述主動懸浮磁路與所述主動周向扭力磁路之間設有主動安全環。
7.根據權利要求1-5任一項所述的平面磁力傳動耦合器，其特征在于，所述從動懸浮磁路與所述從動周向扭力磁路之間設有從動安全環。
全文摘要
本發明涉及磁耦合技術領域，公開了平面磁力傳動耦合器，包括相對設置的主動磁性盤、從動磁性盤，所述主動盤徑向內到外依次設有主動懸浮磁路、主動周向扭力磁路，所述從動盤徑向內到外依次設有從動懸浮磁路、從動周向扭力磁路，所述主動懸浮磁路、所述主動周向扭力磁路分別與所述從動懸浮磁路、所述從動周向扭力磁路對齊設置。這種結構的平面磁力傳動耦合器，在主動磁性盤、從動磁性盤上分別設置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動磁性盤在平移時，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產生的有害的軸向力，可使得主動磁性盤與從動磁性盤之間平穩地無接觸傳動扭矩和力。
文檔編號H02N15/00GK102355119SQ20111030092
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉挺, 崔國平, 殷春紅, 豆耀峰 申請人:蘭州海蘭德泵業有限公司