Te型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器的制造方法
【專利摘要】TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器可劃歸動力傳動、節能減排、動設備、磁力驅動領域，其利用滾珠絲杠調速機構、電機和高速回轉導電接頭(或電動調速專用高速回轉接頭)組成的調速系統，分為以下幾種類型：TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器、TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器、TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器。本發明為動設備的調速節能找到了一種經濟可行的方法。
【專利說明】
TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器
技術領域
[0001 ] 動力傳動、節能減排、動設備、磁力驅動。
【背景技術】
[0002]從人類利用地磁驅動發明羅盤開始，磁場能量的利用研究便一直沒有停止過。伴隨著現代磁學理論的發展，磁力驅動產品在工業中的應用便層出不窮，磁力栗、磁力軸承、磁力耦合器、磁力齒輪等等。限于磁性材料的制約，磁力驅動技術發展緩慢，直到1983年，中國發明了高性能永磁材料釹鐵硼，磁力驅動產品才得到快速發展應用。
[0003]磁力耦合器從磁力栗等磁力驅動產品中獨立出來作為單獨的分支發展以來，出現了形形色色的產品。筒式磁力耦合器作為磁耦家族中的一種類型，因其結構方面的原因，在使用安全性、可靠性等方面稍遜一籌，但在一些局部領域中，筒式磁力耦合器也是一種不錯的傳動裝置，有其獨到之處。
[0004]節能減排是目前迫切需求，目前普遍應用液力偶合器進行動力傳動，傳動效率相對磁耦較低。變頻調速在調速效率上雖然和磁耦相差不多，但變頻器的使用壽命和維護性與磁耦相比相去甚遠。
【發明內容】
[0005]本發明重在找到一種筒式磁力耦合器調速的技術方法，伴隨著這種技術方法而引伸出幾種類型TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器一一風冷TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEA系列)、液冷TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEA系列)、風冷TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEB系列)、液冷TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEB系列)、風冷TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEC系列)、液冷TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEC系列)。
[0006]TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器由于驅動電機的位置不同，而區分為三種A、B、C類型，結構上略有差異。
【附圖說明】
[0007]幾種類型TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器，都包含如下幾個部分:感應筒組件(圖中標號I和2等組成)、磁塊固定筒組件(圖中標號3、4和5等組成)、滾珠絲杠調速機構(滾珠絲杠6、齒輪7和8等組成)、高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭(圖中標號9)、電機定子10、電機轉子11、支架22、軸承23、中心傳動軸14、軸套27等。圖1中標號12為同步盤，標號13為脹套。
[0008]對于TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器，磁塊固定筒組件、滾珠絲杠調速機構、驅動電機和中心傳動軸14等組成內轉子，一起同步旋轉，感應筒組件和軸套27等組成外轉子。內、外轉子依靠磁塊產生的永磁磁場和感應筒上產生的感應磁場兩者之間的相互作用來傳遞運動。調速時，由電機驅動滾珠絲杠組件，從而調整感應筒上產生的感應磁場的大小，來改變傳遞功率的大小。調速時，裸露于磁親外部的磁塊將會造成電磁危害，并存在安全隱患。在加裝防護罩后，應控制好防護罩與內轉子的距離，距離過近，則相當于加裝了一個強制制動器，造成能量損失。此外，磁塊脆性大，易碎，所以防護工作須做好。
[0009]滾珠絲杠調速機構在調速時調節的是感應筒和磁塊固定筒之間的相對親合面積，所以也可以將滾珠絲杠調速機構與感應筒聯結，驅動感應筒沿軸向運動來達到調速的目的。
[0010]圖1所示為風冷TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEA系列)，液冷TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEA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7所示為風冷TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEB系列)，液冷TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEB系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0012]圖14所示為風冷TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEC系列)，液冷TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TYTEC系列)，加裝外殼，強制液冷，冷卻液通過外殼上的管道進出。
[0013]圖4、圖11、圖16所示分別為風冷TEA型、TEB型、TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器去除磁耦內外轉子之間定位支承軸承的方案，該方案不可應用于軸竄設備調速節會K。
[0014]圖5、圖12、圖17所示分別為風冷TEA型、TEB型、TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器加裝了同步屏蔽筒28的方案，以增加安全性，防止漏磁危害和其它意外傷害。
[0015]圖6、圖13、圖18所示分別為風冷TEA型、TEB型、TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEA系列)使用電動調速專用高速回轉接頭的方案，電動調速專用高速回轉接頭比高速回轉導電接頭具有更好的防水、防塵和防爆性能，但其結構復雜，制造困難，經濟性差。
[0016]圖2所示為A-A剖視圖，圖8所示為B-B剖視圖。圖中明確表達了磁塊固定的方式，斜楔夾緊。此外，圖2明確表達了內轉子通風散熱的流道情況，可根據轉子旋向在外轉子上加裝導流葉片，造成強力強制通風散熱。
[0017]圖3所示為高速回轉導電接頭，采用模塊化結構，滑環的數量根據需要確定，圖中所示為三個滑環(可為六個或任意個)，連通三根導線，中間環9-2、防護層9-7、防護層9-1采用電絕緣材料，9-5為電刷，9-4為滑環(鑲嵌于防護層9-1內)，9-8為微調彈簧(用來平衡接觸壓力)，9-3為導線，9-9為軸承。電刷內接滑環，外接外部電源。滑環9-4鑲嵌在防護層9-1內部，固定在電機定子10上。電刷9-5裝配在絕緣材料內部與支架保持相對靜止，依靠軸承9-9隔離電機定子10高速旋轉的影響。高速回轉導電接頭以電刷和滑環作為動態接觸，也可以將電刷和滑環反裝，由滑環內接電刷，外接外部電源。
[0018]圖9、15所示為高速回轉導電接頭，以電刷和滑環作為動態接觸，與圖3所示的區別在于將電刷和滑環反裝，由滑環內接電刷，外接外部電源。
[0019]圖10所示為風冷TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TFTEB系列)的局部放大視圖，44為螺紋密封堵頭，32為同步桿，31為限位擋圈，38為電接觸材料，39采用電絕緣材料鑲嵌電接觸材料的組合結構，33、34、35、36、37、41、48采用電絕緣材料，10為定子繞組，11為轉子繞組，6為滾珠絲杠組件，7、8為齒輪，齒輪8固定為電機轉子上。
[0020]圖19、圖20所示為電動調速專用高速回轉接頭，A型、B型、C型三種筒式磁耦所用的電動調速專用高速回轉接頭結構一樣，只是尺寸上有所不同。電動調速專用高速回轉接頭，采用模塊化串聯結構，可串聯任意通道。其內、外轉子由螺栓聯結各部分，且裝配組成一個整體，再用定位螺釘固定，其內轉子和中心傳動軸同步轉動，其外轉子靜止不動，以連接外部電源。兩端密封環9-14、9-15可采用碳化鎢、石墨等材料，中間有電線進出部分的9-5、9-6、9-8、9-16、9-17可采用電絕緣材料，9_19采用電接觸材料，9_18采用電絕緣材料鑲嵌電接觸材料的組合結構，9-7為彈簧，用來平衡接觸壓力，彈簧處的導向銷9-17對彈簧起導向限位作用，防止高速回轉時彈簧在離心力作用下失效。
【具體實施方式】
[0021]TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器所包含的各組成零部件，現代工業制造技術均可加工制造。滾珠絲杠、電機、磁塊、軸承、齒輪均可由專業廠商配套生產，其它零部件機加工、模具成形、焊接即可。
[0022]TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器作為一種動設備，其成品要想成功應用，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(各功率扭矩區間)，以完成系列化產品的標定。(2)動平衡檢測一一旋轉設備必須達到相關標準規定的動平衡要求，以達到必要的安全可靠性。
【主權項】
1.TEA型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器的結構方案一一其特征是高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭、滾珠絲杠調速機構、電機(電機固定于高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭與中心傳動軸之間)。2.TEB型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器的結構方案一一其特征是高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭、滾珠絲杠調速機構、電機(電機固定于中心傳動軸外，且位于高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭外面)、外轉子驅動滾珠絲杠調速機構。3.TEC型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器的結構方案一一其特征是高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭、滾珠絲杠調速機構、電機(電機固定于中心傳動軸外，且位于高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭外面)、內轉子驅動滾珠絲杠調速機構。4.TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TEA型、TEB型、TEC型)加裝同步屏蔽筒的結構方案一一其特征是高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭、滾珠絲杠調速機構、電機。5.TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器(TEA型、TEB型、TEC型)去除磁耦內外轉子之間定位支承軸承的結構方案一一其特征是高速回轉導電接頭或電動調速專用高速回轉接頭、滾珠絲杠調速機構、電機。6.根據權利要求1、權利要求2、權利要求3、權利要求4和權利要求5所述的TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器，其特征是使用滾珠絲杠調速機構調速的技術方法一一滾珠絲杠組件和齒輪組合應用形成滾珠絲杠調速機構，未接通電源時，電機轉子、滾珠絲杠調速機構與中心傳動軸同步旋轉，相對靜止，接通電源開關后，電機轉子驅動滾珠絲杠調速機構，使旋轉運動變成直線滑動，從而改變感應磁場的大小(內外轉子之間的磁場耦合面積)，達到調速節能的目的。7.根據權利要求1、權利要求2、權利要求3、權利要求4和權利要求5所述的TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器，其特征是使用高速回轉導電接頭的技術方法一一以電刷和滑環作為動態接觸，電刷內接滑環，外接外部電源，滑環固定在電機定子上，與電機定子同步旋轉，電刷裝配在絕緣材料內部形成靜止部件，也可以將電刷和滑環反裝，由滑環內接電刷，外接外部電源。8.根據權利要求1、權利要求2、權利要求3、權利要求4和權利要求5所述的TE型滾珠絲杠電動調速筒式磁力耦合器，其特征是使用電動調速專用高速回轉接頭的技術方法一一電動調速專用高速回轉接頭由內轉子和外轉子兩大部分組成，外轉子靜止不動，用以連接外部電源，內轉子和中心傳動軸同步高速轉動，兩者相對靜止，內外轉子的電流通路按電接觸理論的原理。
【文檔編號】H02K51/00GK105896908SQ201510028902
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月15日
【發明人】李啟飛
【申請人】李啟飛