阅读说明：本技术 限矩型永磁联轴器 (Torque-limiting permanent magnet coupling ) 是由 时剑文 索双富 刘跃 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：一种限矩型永磁联轴器,包括输入轴和输出轴,输入轴末端的轴段截面为多边形,侧面为矩形,在各矩形几何中心分别安装一个定位螺栓,在该轴段上套有两个磁体盘外钢盘,该轴段左端为轴肩,右端固定有输入轴端盖,轴肩和输入轴端盖分别为两个磁体盘外钢盘提供轴向约束,磁体盘外钢盘的中心孔与轴段的截面形状相同,孔壁上开有与孔壁垂直的安装孔,各安装孔中分别安装一个球头柱塞,球头柱塞的球头与轴段的侧面接触；每个磁体盘外钢盘的外侧面均布置有一个磁体盘,每个磁体盘的外侧面均连接有一个导体盘,每个导体盘的外侧面分别连接左侧外钢盘和右侧外钢盘,其中右侧外钢盘与输出轴连接。本发明具有运行状态稳定,成本低,集成度高的特点。(A torque-limiting permanent magnet coupling comprises an input shaft and an output shaft, wherein the section of a shaft section at the tail end of the input shaft is polygonal, the side face of the shaft section is rectangular, a positioning bolt is respectively installed at the geometric center of each rectangle, two steel discs outside a magnetic disc are sleeved on the shaft section, the left end of the shaft section is a shaft shoulder, an input shaft end cover is fixed at the right end of the shaft section, the shaft shoulder and the input shaft end cover respectively provide axial restraint for the two steel discs outside the magnetic disc, the central hole of the steel discs outside the magnetic disc is the same as the section shape of the shaft section, mounting holes vertical to the hole wall are formed in the hole wall, a ball plunger is respectively installed in each mounting hole, and a ball head of the ball plunger is in contact with the; and the outer side surface of each magnet disc outer steel disc is uniformly provided with one magnet disc, the outer side surface of each magnet disc is connected with one conductor disc, the outer side surface of each conductor disc is respectively connected with the left side outer steel disc and the right side outer steel disc, and the right side outer steel disc is connected with the output shaft. The invention has the characteristics of stable operation state, low cost and high integration level.)

限矩型永磁联轴器

技术领域

本发明属于电磁传动技术领域，涉及一种联轴器，特别涉及一种限矩型永磁联轴器。

背景技术

永磁联轴器通过旋转磁场与导体盘的感应磁场之间的相互作用传递动力，可在输入输出端不接触的情况下传递转矩，隔绝振动好，对中要求低，具有广泛的应用前景。限矩型永磁联轴器作为永磁联轴器的一种类型，基于永磁联轴器负载越高磁体盘导体盘轴向斥力越高的原理，在基本型永磁联轴器的基础上，加装限力装置，使传递转矩超过某一设定值时导体盘与磁体盘相互远离，输入端与输出端脱离，传递动力中断，达到保护电机的目的。目前常用的限矩型永磁联轴器在导体盘或磁体盘背部加装弹簧，具有运行状态不稳定，生产成本高、集成度低的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种限矩型永磁联轴器，其运行状态稳定，成本低，集成度高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种限矩型永磁联轴器，包括输入轴1和输出轴7，输入轴1末端的轴段截面为多边形，侧面为矩形，在各矩形几何中心分别安装一个定位螺栓13，在该轴段上套有两个磁体盘外钢盘4，该轴段左端为轴肩，右端固定有输入轴端盖6，轴肩和输入轴端盖6分别为两个所述磁体盘外钢盘4提供轴向约束，所述磁体盘外钢盘4的中心孔与所述轴段的截面形状相同，孔壁上开有与孔壁垂直的安装孔，各安装孔中分别安装一个球头柱塞5，球头柱塞5的球头与所述轴段的侧面接触；每个所述磁体盘外钢盘4的外侧面均布置有一个磁体盘2，每个磁体盘2的外侧面均连接有一个导体盘10，每个导体盘10的外侧面分别连接左侧外钢盘12和右侧外钢盘9，其中右侧外钢盘9与输出轴7连接。

沿输入轴1的轴向，在所述轴段的侧面上位于定位螺栓13两侧对称布置两个用于球头柱塞5定位的半球形凹槽。

两个磁体盘外钢盘4以所述轴段的几何中心为对称点，背靠背对称安装。

所述输出轴7连接固定输出轴连接盘8，输出轴连接盘8通过法兰连接右侧外钢盘9。

所述磁体盘2和其连接的导体盘10之间有气隙，两处磁体盘2和导体盘10之间的气隙厚度相等。

在左侧外钢盘12边沿和右侧外钢盘9边沿之间连接有多个空心套11，各空心套11将磁体盘2和磁体盘外钢盘4环绕在内。

所述磁体盘2上安装有多个沿周向均匀分布的磁块3，磁块3轴向充磁。

在初始状态时，输入轴1与输出轴7处于静止状态，在磁力的作用两个磁体盘2分别与两个磁体盘外钢盘4相互吸引，两个磁体盘外钢盘4分别轴向约束至轴肩和输入轴端盖6处，球头柱塞5的球头通过内部弹簧的作用，顶在所述轴段的半球形凹槽中；

正常运行状态时，输入轴1与输出轴7之间存在转差，导体盘10产生的感应磁场与磁体盘2磁场相排斥，但排斥力小于磁体盘2与磁体盘外钢盘4的吸引力，导体盘10与磁体盘2之间的合力为吸引力，两个磁体盘外钢盘4仍然轴向约束至轴肩、输入轴端盖6处；

过载状态时，实际负载大于额定负载，输入轴1与输出轴7之间的转差增大，导体盘10产生的感应磁场与磁体盘2磁场的排斥力增大，当排斥力大于磁体盘2与外钢盘的吸引力时，导体盘10与磁体盘2之间的合力转变为排斥力，球头柱塞5与输入轴1凹槽的轴向分力与之相互抵消，磁体盘外钢盘4仍保持在初始位置；当实际负载继续增大，球头柱塞5与输入轴1凹槽的轴向分力不足以抵消导体盘10与磁体盘2之间的排斥力时，球头柱塞5的球头滑出输入轴1凹槽，两个磁体盘外钢盘4沿轴向对称滑移至输入轴1多边形轴段的中心，定位螺栓13与两个磁体盘外钢盘4背部接触形成了轴向限位。

本发明可通过调整球头柱塞5的安装扭力来调节联轴器最大传递力矩的大小。

与现有技术相比，本发明通过磁力实现限矩，大大提升了运行状态的稳定性，同时提高了集成度，降低了设备运行与维护成本。

附图说明

图1是本发明的限矩型永磁联轴器外形图。

图2是本发明的限矩型永磁联轴器正常工作时的剖视图。

图3是本发明的限矩型永磁联轴器在过载时的剖视图。

图4为本发明的限矩型永磁联轴器球头柱塞处的局部视图。

其中：1.输入轴，2.磁体盘，3.磁块，4.磁体盘外钢盘，5.球头柱塞，6.输入轴端盖，7.输出轴，8.输出轴连接盘，9.右侧外钢盘，10.导体盘，11.空心套，12.左侧外钢盘，13.定位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，一种限矩型永磁联轴器，包括输入轴1和输出轴7，输入轴1在左，输出轴7在右，二者共轴。

其中，输入轴1末端也即其右端为多边形轴段，即该轴段的截面为多边形，例如正六边形，侧面为矩形。在各矩形侧面的几何中心钻有螺纹孔，各螺纹孔分别安装一个定位螺栓13，沿输入轴1的轴向，在侧面上位于定位螺栓13两侧对称布置两个用于球头柱塞5定位的半球形凹槽，该轴段左端为轴肩，右端固定有输入轴端盖6。

两个磁体盘外钢盘4以该多边形轴段的几何中心为对称点，背靠背对称安装在轴段上，轴肩和输入轴端盖6分别为两个磁体盘外钢盘4提供轴向约束。磁体盘外钢盘4中心有多边形孔与输入轴1右侧截面为多边形的轴相互配合，阻止了磁体盘外钢盘4与轴的相对旋转，在传递转矩的同时，磁体盘外钢盘4可沿输入轴1轴向滑移。磁体盘外钢盘4的中心孔孔壁上开有与孔壁垂直的孔，各垂直孔中分别安装一个球头柱塞5，球头柱塞5的球头与多边形轴段的侧面接触。

每个磁体盘外钢盘4的外侧面均通过螺栓连接有一个磁体盘2，磁体盘2上可安装多个沿周向均匀分布的轴向充磁的磁块3。每个磁体盘2的外侧面均连接有一个导体盘10，两个导体盘10的外侧面分别通过螺栓固定连接左侧外钢盘12的右端面和右侧外钢盘9的左端面，输出轴7通过键连接固定输出轴连接盘8，输出轴连接盘8通过法兰连接右侧外钢盘9。

磁体盘2和其连接的导体盘10之间有气隙，两个导体盘10关于两个磁体盘2对称，两处磁体盘2和导体盘10之间的气隙厚度相等。

在左侧外钢盘12边沿和右侧外钢盘9边沿之间通过螺栓相互固定连接有多个空心套11，各空心套11将磁体盘2和磁体盘外钢盘4环绕在内。

根据以上结构，本发明限矩型永磁联轴器在初始状态时，输入轴1与输出轴7处于静止状态，由于磁力的作用两个磁体盘2分别与两个外钢盘相互吸引，两个磁体盘外钢盘4分别轴向约束至轴肩、输入轴端盖6处，此时球头柱塞5的球头通过内部弹簧的作用，恰好顶在输入轴1多边形轴段的半球形凹槽中；

正常运行状态时，参考图2，输入轴1与输出轴7之间存在转差，根据楞次定律可知导体盘10产生的感应磁场与磁体盘2磁场相排斥，但排斥力小于磁体盘2与外钢盘的吸引力，导体盘10与磁体盘2之间的合力为吸引力，两个磁体盘外钢盘4仍然轴向约束至轴肩、输入轴端盖6处；

过载状态时，参考图3，实际负载大于额定负载，输入轴1与输出轴7之间的转差增大，导体盘10产生的感应磁场与磁体盘2磁场的排斥力增大，当排斥力大于磁体盘2与外钢盘的吸引力时，导体盘10与磁体盘2之间的合力转变为排斥力，球头柱塞5与输入轴1凹槽的轴向分力与之相互抵消，磁体盘外钢盘4仍保持在初始位置；当实际负载继续增大，球头柱塞5与输入轴1凹槽的轴向分力不足以抵消导体盘10与磁体盘2之间的排斥力时，球头柱塞5的球头滑出输入轴1凹槽，两个磁体盘外钢盘4沿轴向对称滑移至输入轴1多边形轴段的中心，定位螺栓13与两个磁体盘外钢盘4背部接触形成了轴向限位。

过载状态恢复至正常状态后，导体盘10与磁体盘2之间的排斥力减小，磁体盘2与外钢盘的吸引力做主导，两个磁体盘外钢盘4沿轴向对称滑移至输入轴1多边形轴段的左右两侧，重新约束至轴肩、输入轴端盖6处，即为限矩型永磁联轴器的自恢复功能。

本发明中，参考图4，球头柱塞5为底部封口的空心圆柱结构，外形类似子弹壳，顶部镶嵌有钢球，球头柱塞5内部安有弹簧，弹簧一端顶在柱塞底部，另一端顶在钢球上，使钢球顶部露出柱塞，钢球受到压力可向下滑动，弹簧底面有内六角凹槽，外圆柱面刻有标准螺纹，可旋转安装至对应的标准螺纹孔中。

本发明联轴器最大传递力矩的大小可通过调整球头柱塞5的安装扭力来调节。