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| 权 利 要 求 书 本发明重在找到一种筒式碰力耦合器调速的技术方法， 伴随着这种技术方法而引伸出四 种类變液珠丝杠电动调速筒式磁 Λ儀合器—— A型滚珠晨 ίΟ¾动调速筒式磁力耦合器¾ B m滚 珠 ¾:电动 速筒 Λ磁力耦合器、 e ¾滚珠丝 II电动 fl速简式磁力耦介器、 D ¾譲珠 ¾电动 «逮筒式磁力耦合器 权力要求 ftTF; 1、 筒式磁力耦合器裏 滚珠. I綱速的 tt术方法——其特《足滚珠丝杠和电棋组合应 函， 未接通电源时， 电机转子、 滚珠丝 II组件 中 4 传动轴和磁块 1 1定筒同歩旋转， 相对静 止》 接通电源幵关后， 电机转于带动丝 t [转动， 丝 转动， 丝杠嫘母沿轴 1 移动， 带动磁块 園定篱 «中心传动轴滑动》 从丽改变感应磁场的太小， 达到 ¾速节能的 2、 电动谓速专 高逮 H转接头 I»被术方 ¾—— 动调速专用 , 速|11转接 ή ή转 Τ和 转子两大部 组成， 转了 -静||：不动， 用 a连接#部电漏 內转子 中心传动轴网歩高逮 转动， W者棚对静 ih, 内外转子 tt电流通路按电 ft蝕理论 tt原理。 3、 高速 转密封屮利用导向销來控制弹簧移动 tt披术方法——存在干电动 «逮专用高 逮 转接头两端采用的密封结 中。 4、 A麵滚珠丝杠电动谓速筒式磁力耦合器 结橋方案——其特征是电动调連专用高速回 转接头、 ή转子电机滚珠 速机 Λ (电 ΛΗ定于电 ¾调速专 )1】 f —速 Η转接头与中心传动 轴之闻 '》β 5、 Β型滚珠丝杠 ¾动调逮筒弍磁力耦合器 方案——其特征是内转子电机滚珠 杠 调速机构， 电机定子直接与支 *園定， 保持静 il:， 利 «观速电机或变频调速 Hi机纏动滚珠丝 运转 W概念性调速结构方案《 6、 C a*珠丝 tt电动调逮筒式磁力耦合器 tt 构方宴——其特征是电动屬適 ΛΛ連 ω 转接 、 内转子电机滚珠 ：调連机 « 《电机圈定子中心 动轴内， 據驅动 转动）》 7、 D 纏珠丝 ft:电动调遮筒式磁力耦合 ¾ftS 方案■ ^ "其特征是龜动《逮专兩高速 H 转接头、 rt转 电机滚珠 调速机构 （电机 S定于申 传动轴外、 电动调速专 高逮 H转 接头和磁块固定筒之问）。 8、 W歩屏蔽筒的技术方 ffi— A型、 B S!、 C塑 D 滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦 ¾加装闘歩 蔽筒后， ϊ·ί有敷隱 |『:漏《危害， #1:增加《*的安全性。 9、 利用轴承、 定位套对磁耦 Λ外转子精确定像的 ft术方 tt——A ¾、 B «、 C WL D ¾ 滚珠 ti:电动綱速筒式磁力辋 利用轴承、 定位套对磁耦 ή外转子精确定位， 増加了霍饌 运 ff W可靠性。 |
| 经修改的权利要求 国际局收到日 ： 2015年 3月 26曰（26.03.2015) 1、 A型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调速专用高 速回转接头、 内转子电机滚珠丝杠调速机构， 电机固定于电动调速专用高速回转接头与中心 传动轴之间。 2、 B型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括内转子电机滚珠 丝杠调速机构， 电机定子直接与支架固定， 保持静止， 利用双速电机或变频调速电机驱动滚 珠丝杠运转的概念性调速结构方案。 3、 C型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调速专用高 速回转接头、 内转子电机滚珠丝杠调速机构， 电机固定于中心传动轴内， 直接驱动丝杠转动。 4、 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调速专用高 速回转接头、 内转子电机滚珠丝杠调速机构， 电机固定于中心传动轴外、 电动调速专用高速 回转接头和磁块固定筒之间。 5、 根据权利要求 1、 权利要求 2、 权利要求 3、 权利要求 4所述的 A型或 B型或 C型或 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 其特征是使用筒式磁力耦合器利用滚珠丝杠调速的 技术方法： 滚珠丝杠和电机组合应用， 未接通电源时， 电机转子、 滚珠丝杠组件与中心传动 轴和磁块固定筒同步旋转， 相对静止， 接通电源开关后， 机转子带动丝杠转动， 丝杠转动， 滚珠丝杠的螺母沿轴向移动， 带动磁块固定筒沿中心传动轴滑动，从而改变感应磁场的大小， 达到调速节能的目的。 6、 根据权利要求 1、 权利要求 2、 权利要求 3、 权利要求 4所述的 A型或 B型或 C型或 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力瑀合器， 其特征是使用电动调速专用高速回转接头： 电动调 速专用高速回转接头由内转子和外转子两大部分组成， 外转子静止不动， 用以连接外部电源， 内转子和中心传动轴同步高速转动， 两者相对静止， 内外转子的电流通路按电接触理论的原 理。 7、 根据权利要求 1、 权利要求 2、 权利要求 3、 权利要求 4所述的 A型或 B型或 C型或 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 其特征是加装同步屏蔽筒后， 可有效防止漏磁危害， 并增加设备的安全性。 8、 根据权利要求 1、 权利要求 2、 权利要求 3、 权利要求 4所述的 A型或 B型或 C型或 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 其特征是利用轴承、 定位套对磁耦内外转子精确定 位后， 增加了磁力稱合器运行时的可靠性， 并可应用于轴窜设备， 扩大了应用范围。 修改页 （条约第 19条) |
滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器 技术领域
动力传动、 节能减排、 动设备、 磁力驱动。 背景技术
从人类利用地磁驱动发明罗盘开始， 磁场能量的利用研究便一直没有停止过。 伴随着现 代磁学理论的发展， 磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷， 磁力泵、 磁力轴承、 磁力耦 合器、 磁力齿轮等等。 限于磁性材料的制约， 磁力驱动技术发展缓慢， 直到 1983年， 中国发 明了高性能永磁材料钕铁硼， 磁力驱动产品才得到快速发展应用。
磁力耦合器从磁力泵等磁力驱动产品中独立出 来作为单独的分支发展以来， 出现了形形 色色的产品。 筒式磁力耦合器作为磁耦家族中的一种类型， 因其结构方面的原因， 在使用安 全性、 可靠性等方面稍逊一筹， 但在一些局部领域中， 筒式磁力耦合器也是一种不错的传动 装置， 有其独到之处。
节能减排是目前迫切需求， 目前普遍应用液力偶合器进行动力传动， 传动效率相对磁耦 较低。 变频调速在调速效率上虽然和磁耦相差不多， 但变频器的使用寿命和维护性与磁耦相 比相去甚远。
发明内容
本发明重在找到一种筒式磁力耦合器调速的技 术方法， 伴随着这种技术方法而引伸出四 种类型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器 ^ A型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器、 B型滚 珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器、 C型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器、 D型滚珠丝杠电动 调速筒式磁力耦合器。
附图说明
图 1为 A型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 图 4为 B型滚珠丝杠电动调速筒式磁力 耦合器， 图 5为 C型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 图 9为 D型滚珠丝杠电动调速筒式 磁力耦合器。
四种类型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 都包含如下几个部分： 感应筒， 磁块固定 说 明 书 筒， 滚珠丝杠调速机构， 丝杠驱动电机。 由于电机的位置不同， 而区分为四种类型， 整机结 构有较大差异， 各有所长。
图 1、图 2、图 3所示为 A型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器，图 1中标号 2为感应筒， 标号 4为磁块，标号 3为磁块固定筒，标号 20为丝杠，标号 21为螺母，标号 22为限位挡板， 标号 23为轴套， 标号 6为高速回转接头， 标号 5为右盖板， 标号 7为电机定子， 标号 8为电 机转子， 标号 9为同步盘， 标号 10为胀套。 3、 4、 5、 20、 21、 11、 22组成滚珠丝杠电动调 速筒式磁力耦合器的内转子， 一起同步旋转。 1、 2、 23组成滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合 器的外转子。 内、 外转子互不接触， 依靠磁块产生的永磁磁场和感应筒上产生的感 应磁场两 者之间的相互作用来传递运动。 调速时， 通过丝杠螺母的轴向运动来控制感应筒上产生 的感 应磁场的大小， 从而改变传递功率的大小。 调速时， 裸露于磁耦外部的磁块将会造成电磁危 害， 并存在安全隐患。 在加装防护罩后， 应控制好防护罩与内转子的距离， 距离过近， 则相 当于加装了一个强制制动器， 造成能量损失。 此外， 磁块脆性大， 易碎， 所以防护工作须做 好。 轴套 23和轴 11与其它动设备传动轴的联结采用胀套。
图 2明确表达了磁块固定的方式， 斜楔夹紧。 此外， 图 2明确表达了内转子通风散热的 流道情况， 可根据转子旋向在外转子上加装导流叶片， 造成强力强制通风散热。
图 4所示为 B型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， 电机定子 7静止不动， 固定在支架 上， 电机转子 8和丝杠由紧定螺钉固定在一起。 电机不通电时， 电机转子 8、 丝杠 20、 磁块 固定筒 3和中心传动轴 11同步高速旋转。调速时，依靠电机转子与中 传动轴的差速实现丝 杠螺母的轴向移动。 此种方案最大的缺点是——调速时， 电机定子绕组会产生很大的感应电 动势， 使调速变得很不稳定。 此种方案最大的优点是——结构简单。
图 5、 图 6、 图 7、 图 8所示为 C型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， C型与 A型在结 构上略有差异， C型将中心传动轴做成中空， 内置电机， 直接驱动丝杠转动， 丝杠螺母沿轴 向移动， 从而带动磁块固定筒沿轴向运动， 来控制感应磁场的大小， 达到调速的目的。
图 7、图 8所示为 C型的高速回转接头， 图 11、图 12所示为 D型的高速回转接头， A型、 C型、 D型三种筒式磁耦所用的高速回转接头结构一 ， 只是尺寸上有所不同。 电动调速专 用高速回转接头， 采用模块化串联结构， 可串联任意通道。其内、 外转子由螺栓联结各部分， 且装配组成一个整体， 再用定位螺钉固定， 其内转子和中心传动轴同步转动， 其外转子静止 不动， 以连接外部电源。 两端密封环 6-14、 6- 15可采用碳化钨、 石墨等材料， 中间有电线进 出部分的 6-5、 6-6、 6-8、 6-16、 6- 17可采用电绝缘材料， 6- 19采用电接触材料， 6-18采用 电绝缘材料镶嵌电接触材料的组合结构， 6-7为弹簧， 用来平衡接触压力， 弹簧处的导向销 6-17对弹簧起导向限位作用， 防止高速回转时弹簧在离心力作用下失效。
图 9、 图 10、 图 11、 图 12、 图 13所示为 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器， D型 与 C型、 A型由于电机所处的位置不同而在结构上略有 异。
图 13为 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器的调速 构， 8-4、 8-22为螺纹密封堵头， 8-3为同步杆， 8-2为限位挡圈， 8-12为电接触材料， 8-11采用电绝缘材料镶嵌电接触材料 的组合结构， 8-8、 8-10、 8-13、 8-14、 8-15、 8- 16采用电绝缘材料， 8- 27为定子绕组， 8-28 为转子绕组， 8 - 19为丝杠螺母， 8- 18为滚珠丝杠 （和电机中心轴同体）， 电机由专业厂家批 量生产。
说
图 14、 图 15、 图 16、 图 17所示为 A型、 B型、 C型、 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦 合器加装同步屏蔽筒的结构方案， 图 14、 图 15、 图 16、 图 17中标号 24为同步屏蔽筒， 可 有效防止漏磁危害， 并增加设备的安全性。 书
图 18、 图 19、 图 20、 图 21所示为 A型、 B型、 C型、 D型滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦 合器加装轴承定位的结构方案， 各图中标号 25为定位套， 标号 26为轴承， 可对磁耦内外转 子精确定位。
具体实施方式
滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器所包含的各 组成零部件， 现代工业制造技术均可加工 制造。 滚珠丝杠、 电机、 磁块、 轴承均可由专业厂商配套生产， 其它零部件机加工、 模具成 形、 焊接即可。 滚珠丝杠电动调速筒式磁力耦合器作为一种动 设备， 其成品要想成功应用， 必须具备以 下两个条件： （1 )功率标定——建立完备的测试台架（各功率 矩区间）， 以完成系列化产品 的标定。 （2) 动平衡检测——旋转设备必须达到相关标准规 定的动平衡要求， 以达到必要的 安全可靠性。