專利名稱：一種可控制磁力軟啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工程機(jī)械裝備領(lǐng)域，具體涉及一種可控制磁力軟啟動裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，大型企業(yè)和大型裝備越來越多，大型電機(jī)(5000kff 60000kW)的應(yīng)用越來越多，大型電機(jī)的起動方法也越來越受到人們的重視，超大型電動機(jī)的價值都很高，在生產(chǎn)中也都起著核心作用，它的一點故障便會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，對它采用完善的保護(hù)是非常必要的?，F(xiàn)有的電動機(jī)直接啟動方式，往往存在各種缺陷，或引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運(yùn)行；或其大電流產(chǎn)生的焦耳熱反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣，使絕緣加速老化、壽命降低；大電流產(chǎn)生的機(jī)械力使導(dǎo)線相互摩擦，降低絕緣壽命；另一方面，其大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會造成夾緊松動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障；同時，大型電機(jī)全壓直接起動時的起動轉(zhuǎn)矩 大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，這么大的力矩突然加在靜止的機(jī)械設(shè)備上，會加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。當(dāng)采用減壓起動時，上述危害只有一定程度的降低；當(dāng)采用軟起動時，上述危害幾乎完全消失，因此，現(xiàn)有大型電機(jī)的軟啟動操作方式正在逐漸為目前市場所接受。針對上述情況，申請人為王書俊的專利名稱為“磁力傳動裝置”(專利號05505011. 6)的實用新型專利公布了以下技術(shù)內(nèi)容包括主動輪和與其同軸相間設(shè)置的被動輪，在兩者的相鄰面嵌有永磁體。上述技術(shù)方案通過采用主從動輪間的磁吸力軟連接，從而實現(xiàn)在主動輪動作的同時從動輪可以隨即動作，從而實現(xiàn)其軟啟動效果；上述結(jié)構(gòu)在實際使用時，其本身對結(jié)構(gòu)缺陷日益凸顯出來一方面，兩永磁體間單純的依靠主動輪的N極去直接吸引和引導(dǎo)從動輪的S極，也即單純依靠其異性相吸的效果來實現(xiàn)其聯(lián)動目的，導(dǎo)致其傳動力矩小，僅可應(yīng)用于小力矩環(huán)境中，從而存在使用局限性；另一方面，兩永磁體間距始終為恒定狀態(tài)，也即是說其傳遞的力矩始終為一恒定值，這在其應(yīng)用于某些需變化力矩工作的場合時，上述結(jié)構(gòu)就明顯無法勝任了 ；即使勉強(qiáng)使用，也只能通過增加多個不同力矩設(shè)備和配套部件的方式解決，無形中即增大了企業(yè)的投資成本，從而對其實際生產(chǎn)效益產(chǎn)生極大影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的可控制磁力軟啟動裝置，其可實現(xiàn)輸出力矩的可調(diào)式操作。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種可控制磁力軟啟動裝置，包括固接輸入軸的主動盤以及與其同軸且盤面相向設(shè)置的用于接駁輸出軸的從動盤，主、從動盤的相向面間存有間距且其中一面處設(shè)置有永磁體，其相應(yīng)另一面處布置金屬導(dǎo)電體；所述永磁體所在盤面劃分有用于布置永磁體的區(qū)域，各區(qū)域呈由盤面軸心向外的發(fā)散面狀布置，各相鄰區(qū)域間的磁體在平行其盤體軸線方向上的磁性相異布置；軟啟動裝置還包括動力機(jī)構(gòu)，動力機(jī)構(gòu)動作時，主動盤與從動盤間作相向或相離動作。本實用新型的主要優(yōu)點在于依靠動力機(jī)構(gòu)動作以帶動主、從動盤作相對運(yùn)動，從而使其兩者間距產(chǎn)生變化，進(jìn)而使其兩者力場產(chǎn)生變化，最終實現(xiàn)由輸入軸至輸出軸的力矩可調(diào)性；實際使用時，采用磁極間隔布置的永磁體與金屬導(dǎo)電體間間隔距離布置，在永磁體轉(zhuǎn)動時，其與金屬導(dǎo)電體間產(chǎn)生磁場渦流效應(yīng)，此時，永磁體相對金屬導(dǎo)電體運(yùn)動，金屬導(dǎo)電體切割其磁力線產(chǎn)生渦流，渦流形成磁場，與磁鐵的磁場相互作用，產(chǎn)生相對的作用力，速度越快，力量越明顯，最終達(dá)到帶動金屬導(dǎo)電體也即輸出軸動作的目的；此處采用金屬導(dǎo)電體取代老式的異性磁極，則使其主、從動盤間由傳統(tǒng)的單純磁吸力帶動轉(zhuǎn)變?yōu)楦撞倏氐拇艌鰷u流旋動，從而保證其實際運(yùn)作效率，相較于傳統(tǒng)的難以實現(xiàn)因相對距離變化而產(chǎn)生力矩變動的雙磁極配合方式而言，本實用新型的磁、金屬配合方式，顯然更能滿足小間距范圍內(nèi)的可調(diào)力矩傳遞功能，從而實現(xiàn)其啟制動、無級調(diào)速、多驅(qū)動平衡、過載自我保護(hù)等功能，具有傳動效率高、適應(yīng)環(huán)境強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)和易于國產(chǎn)化的特點，其結(jié)構(gòu)簡單且使用方便可靠，市場應(yīng)用前景廣闊。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是為主動輪上永磁體的分布狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
一種可控制磁力軟啟動裝置，包括固接輸入軸10的主動盤30以及與其同軸且盤面相向設(shè)置的用于接駁輸出軸20的從動盤40，主、從動盤30、40的相向面間存有間距且其中一面處設(shè)置有永磁體50,其相應(yīng)另一面處布置金屬導(dǎo)電體60 ;所述永磁體50所在盤面劃分有用于布置永磁體50的區(qū)域，各區(qū)域呈由盤面軸心向外的發(fā)散面狀布置，各相鄰區(qū)域間的磁體在平行其盤體軸線方向上的磁性相異布置；軟啟動裝置還包括動力機(jī)構(gòu)，動力機(jī)構(gòu)動作時，主動盤30與從動盤40間作相向或相離動作,具體如圖1-2所示。作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案所述永磁體50設(shè)置于主動盤30上，其金屬導(dǎo)電體60為銅片盤，所述金屬導(dǎo)電體60設(shè)置于從動盤40盤面處；這樣，首先通過采用導(dǎo)電性能優(yōu)異的金屬盤來實現(xiàn)對于永磁體50間的磁場切割作用，實際使用時優(yōu)選為銅片盤；此夕卜，所述金屬導(dǎo)電體60為兩個以上的厚度均勻的銅片沿其軸向方向疊加而成，也即是采用多層相同的薄磁鋼片疊加而成，則是保證了銅片盤在高速切割磁力線時產(chǎn)生的磁感渦流熱能可以迅速散發(fā)，從而避免其工作過熱現(xiàn)象；其永磁體50的實際布置數(shù)目可依據(jù)現(xiàn)場情形而定，其材質(zhì)可為釹鐵硼強(qiáng)力永磁，本實用新型優(yōu)選為永磁體50數(shù)目為6 20個且呈由其軸心向外的發(fā)散狀均布于主動盤30盤面上，布置方式可參照圖2所示。進(jìn)一步的，為具體實現(xiàn)本實用新型的主、從動盤30、40間的間距可調(diào)性，如圖I所示，所述軟啟動裝置包括殼體80，輸出軸20與輸入軸10均相應(yīng)布置于殼體80上并與其構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，所述主、從動盤40及動力機(jī)構(gòu)均設(shè)置于殼體80內(nèi)，所述動力機(jī)構(gòu)包括用于連接主動盤30與輸入軸10的傳動軸71，所述傳動軸71的一端固接主動盤30盤面且與其軸心同軸設(shè)置，其另一端沿其軸向順延并與輸入軸10間在其軸向上構(gòu)成可往復(fù)動作的滑插配合且在其周向上構(gòu)成用以定位兩者的限位配合。；實際的進(jìn)一步構(gòu)造為所述輸入軸10上與傳動軸71配合的端面處沿其軸向內(nèi)凹設(shè)置有沉孔部21，所述沉孔部21內(nèi)壁周向均布有花鍵槽，傳動軸71的相應(yīng)配合面處布置有花鍵，兩者間構(gòu)成花鍵配合。這樣，當(dāng)外部組件首先帶動輸入軸10產(chǎn)生轉(zhuǎn)動動作，其力矩通過主、從動盤30、40間的非剛性傳遞作用傳達(dá)至輸出軸20，最終實現(xiàn)其動力傳遞功能；而在某些需要適時調(diào)節(jié)輸出力矩的場合時，通過操作動力機(jī)構(gòu)，促使主動盤30產(chǎn)生沿其軸向的串動動作，由于主動盤30上固接的傳動軸71始終與輸入軸10間存在花鍵嵌合配合,也即是說,主動盤30的軸向串動只對從動盤40而言產(chǎn)生的相對接近或遠(yuǎn)離動作，而對于輸入軸10本身的動力直接傳遞無任何影響；這樣，當(dāng)上述動作執(zhí)行時，輸入軸10仍舊將外部力矩直接傳遞于主動盤30，而由于主動盤30與從動盤40間的間距產(chǎn)生了變化，其兩者間的磁感渦流相應(yīng)出現(xiàn)變化，最終導(dǎo)致兩者間的相對作用力產(chǎn)生變化，最終使與從動盤40連接的輸出軸20的輸出力矩產(chǎn)生變化。本實用新型通過動力機(jī)構(gòu)的可控調(diào)節(jié)作用，以實現(xiàn)主、從動盤30、40的間距可調(diào)性，最終實現(xiàn)由輸入軸10至輸出軸20處的非剛性的無極調(diào)速功能，整體工作穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步的，為具體實現(xiàn)動力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，此處對其說明如下如圖I所示，動力機(jī)構(gòu)為單桿雙向活塞缸，傳動軸71構(gòu)成動力機(jī)構(gòu)的活塞桿,所述動力機(jī)構(gòu)還包括與殼體80內(nèi)壁固接設(shè)置的活塞缸體72，所述傳動軸71上設(shè)置活塞部73，動力機(jī)構(gòu)由外部油路驅(qū)動動作；所述傳動軸71、活塞部73及活塞缸體72間均布置有耐磨密封圈。實際上，動力機(jī)構(gòu)可理解為整體形成活塞缸組件，通過外部油路的泵油作用，從而實現(xiàn)活塞缸組件的雙沖程操作，進(jìn)·而使其傳動軸71 (也即活塞桿)產(chǎn)生沿其軸向的串動動作，最終使其動力機(jī)構(gòu)具備了驅(qū)動及調(diào)節(jié)主、從動盤30、40的功能，以達(dá)到其可控調(diào)速目的。進(jìn)一步的，殼體80外形呈空心圓柱狀且包括左右對置配合的左、右殼體81、82，輸出軸20布置于其左殼體81端面上且輸入軸10相應(yīng)布置于其右殼體82端面處,所述右殼體82端面沿其軸線向其殼體80內(nèi)部內(nèi)陷順延有環(huán)狀凸起82a，所述環(huán)狀凸起82a內(nèi)壁為階梯孔且其大端位于右殼體82外端面處，所述輸入軸10上的沉孔部21外壁與環(huán)狀凸起82a的大端內(nèi)壁間構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，所述動力機(jī)構(gòu)上的活塞缸體72與環(huán)狀凸起82a的小端內(nèi)壁間構(gòu)成嵌入式固接配合；所述右殼體82在其大端面處設(shè)置有端蓋部82b，端蓋部82b外形呈凹盤狀且罩設(shè)環(huán)狀凸起82a大端孔部設(shè)置，所述輸出軸20貫穿端蓋部82b軸心且兩者間設(shè)置有耐磨密封圈。為增加環(huán)狀凸起82a的使用強(qiáng)度,所述軟啟動裝置在環(huán)狀凸起82a外壁與殼體80內(nèi)壁間設(shè)置有加強(qiáng)筋板。進(jìn)一步的，本實用新型還提供了一種用于實現(xiàn)上述動力機(jī)構(gòu)精確可調(diào)性的油路組件，具體為所述軟啟動裝置還包括用于驅(qū)動動力機(jī)構(gòu)動作的油路組件90,所述油路組件90包括中封式三位四通比例閥91，三位四通比例閥91的A、B端分別連接動力機(jī)構(gòu)上的活塞缸體72的其中一個液壓腔，其O端連接油缸，其P端依次連通液壓泵92至油缸處，所述軟啟動裝置還包括控制部，控制部控制三位四通比例閥91作換向動作，其各端口指示如圖I所示。更進(jìn)一步的，所述控制部包括工控機(jī)IOOb以及設(shè)置于殼體80內(nèi)壁處的傳感器100a，所述傳感器IOOa與殼體80內(nèi)部各部件間處于避讓位置，而工控機(jī)IOOb則可以通過面板預(yù)先輸入一些控制系統(tǒng)參數(shù)，如啟動時間、低速運(yùn)行時間、各驅(qū)動電機(jī)的功率分配等；工作時，傳感器IOOa接收主動盤30動作狀態(tài)，發(fā)送信號至工控機(jī)IOOb處理，工控機(jī)IOOb發(fā)出處理信息至三位四通比例閥91處并控制其作相應(yīng)換向動作。[0016]本實用新型在使用時，輸入軸10受到動力源的轉(zhuǎn)矩帶動附有永磁體50的主動盤30進(jìn)行轉(zhuǎn)動，初始狀態(tài)為靜止的從動盤40即隨之做相對的切割磁場的運(yùn)動，由于磁感渦流作用，從動盤40開始做與主動盤30相同的同步轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)兩者間的力矩軟傳遞功能；由于上述兩者為磁感渦流驅(qū)動，因此，從動盤40做與主動盤30的小范圍間隙改變即會影響從動盤40所獲得的轉(zhuǎn)矩大小本實用新型根據(jù)預(yù)先輸入工控機(jī)IOOb處的控制信號和傳感器IOOa適時采集到的信號，通過工控機(jī)IOOb計算處理，發(fā)出指令連續(xù)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中三位四通比例閥91閥口的左右開度方向，三位四通比例閥91動作又相應(yīng)的帶動動力機(jī)構(gòu)上的傳動軸71產(chǎn)生沿其軸向的串動動作，進(jìn)而達(dá)到精確改變從動盤40與永磁體50之間的中心間隙的目的，以此來獲取所需的工況驅(qū)動轉(zhuǎn)矩及實現(xiàn)多電機(jī)功率的平衡。本實用新型的以磁感渦流原理實現(xiàn)的磁、金屬配合方式，可在小間距范圍內(nèi)即可具備精確的可調(diào)力矩傳遞功能，其具有啟制動、無級調(diào)速、多驅(qū)動平衡、過載自我保護(hù)等多種功能，其傳動效率高、適 應(yīng)環(huán)境強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單且使用方便可靠，市場應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求1.一種可控制磁力軟啟動裝置，其特征在于包括固接輸入軸(10)的主動盤(30)以及與其同軸且盤面相向設(shè)置的用于接駁輸出軸(20)的從動盤(40),主、從動盤(30、40)的相向面間存有間距且其中一面處設(shè)置有永磁體(50),其相應(yīng)另一面處布置金屬導(dǎo)電體(60)；所述永磁體(50)所在盤面劃分有用于布置永磁體(50)的區(qū)域，各區(qū)域呈由盤面軸心向外的發(fā)散面狀布置，各相鄰區(qū)域間的磁體在平行其盤體軸線方向上的磁性相異布置；軟啟動裝置還包括動力機(jī)構(gòu),動力機(jī)構(gòu)動作時,主動盤(30)與從動盤(40)間作相向或相離動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟啟動裝置，其特征在于所述永磁體(50)設(shè)置于主動盤(30)上,其金屬導(dǎo)電體(60)為銅片盤,所述金屬導(dǎo)電體(60)設(shè)置于從動盤(40)盤面處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟啟動裝置，其特征在于所述金屬導(dǎo)電體(60)為兩個以上的厚度均勻的銅片沿其軸向方向疊加而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的軟啟動裝置，其特征在于永磁體(50)數(shù)目為6 20個且呈由其軸心向外的發(fā)散狀均布于主動盤(30)盤面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟啟動裝置，其特征在于所述軟啟動裝置包括殼體(80)，輸出軸(20)與輸入軸(10)均相應(yīng)布置于殼體(80)上并與其構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合,所述主、從動盤(40)及動力機(jī)構(gòu)均設(shè)置于殼體(80)內(nèi)，所述動力機(jī)構(gòu)包括用于連接主動盤(30)與輸入軸(10)的傳動軸(71)，所述傳動軸(71)的一端固接主動盤(30)盤面且與其軸心同軸設(shè)置，其另一端沿其軸向順延并與輸入軸(10)間在其軸向上構(gòu)成可往復(fù)動作的滑插配合且在輸入軸(10)周向上構(gòu)成用以定位兩者的限位配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軟啟動裝置，其特征在于所述輸入軸(10)上與傳動軸(71)配合的端面處沿其軸向內(nèi)凹設(shè)置有沉孔部(21)，所述沉孔部(21)內(nèi)壁周向均布有花鍵槽，傳動軸(71)的相應(yīng)配合面處布置有花鍵，兩者間構(gòu)成花鍵配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟啟動裝置，其特征在于動力機(jī)構(gòu)為單桿雙向活塞缸，傳動軸(71)構(gòu)成動力機(jī)構(gòu)的活塞桿,所述動力機(jī)構(gòu)還包括與殼體(80)內(nèi)壁固接設(shè)置的活塞缸體(72)，所述傳動軸(71)上設(shè)置活塞部(73)，動力機(jī)構(gòu)由外部油路驅(qū)動動作,所述傳動軸(71)、活塞部(73)及活塞缸體(72)間均布置有耐磨密封圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟啟動裝置，其特征在于殼體(80)外形呈空心圓柱狀且包括左右對置配合的左、右殼體(81、82),輸出軸(20)布置于其左殼體(81)端面上且輸入軸(10)相應(yīng)布置于其右殼體(82)端面處，所述右殼體(82)端面沿其軸線向其殼體(80)內(nèi)部內(nèi)陷順延有環(huán)狀凸起(82a)，所述環(huán)狀凸起(82a)內(nèi)壁為階梯孔且其大端位于右殼體(82)外端面處，所述輸入軸(10)上的沉孔部(21)外壁與環(huán)狀凸起(82a)的大端內(nèi)壁間構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，所述動力機(jī)構(gòu)上的活塞缸體(72)與環(huán)狀凸起(82a)的小端內(nèi)壁間構(gòu)成嵌入式固接配入口 ο
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軟啟動裝置，其特征在于所述右殼體(82)在其大端面處設(shè)置有端蓋部(82b)，端蓋部(82b)外形呈凹盤狀且罩設(shè)環(huán)狀凸起(82a)大端孔部設(shè)置，所述輸入軸(10)貫穿端蓋部(82b)軸心且兩者間設(shè)置有耐磨密封圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟啟動裝置，其特征在于所述軟啟動裝置還包括用于驅(qū)動動力機(jī)構(gòu)動作的油路組件(90)，所述油路組件(90)包括中封式三位四通比例閥(91)，三位四通比例閥(91)的A、B端分別連接動力機(jī)構(gòu)上的活塞缸體(72)的其中一個液壓腔，其O端連接油缸，其P端依次連通液壓泵(92)至油缸處，所述軟啟動裝置還包括控制部，控制部控制三位四通比例閥(91)作換向動作；所述控制部包括工控機(jī)(IOOb)以及設(shè)置于殼體(80)內(nèi)壁處的傳感器(100a)，所述傳感器(100a)與殼體(80)內(nèi)部各部件間處于避讓位置，所述傳感器(100a)接收主動盤(30)動作狀態(tài)，發(fā)送信號至工控機(jī)(100b)處理，工控機(jī)(100b)發(fā)出處理信息至三位四通比例閥(9·1)處并控制其作相應(yīng)換向動作。
專利摘要本實用新型屬于工程機(jī)械裝備領(lǐng)域，具體涉及一種可控制磁力軟啟動裝置。本實用新型包括固接輸入軸的主動盤及與其同軸且盤面相向設(shè)置的用于接駁輸出軸的從動盤，主、從動盤的相向面間存有間距且其中一面處設(shè)置有永磁體，其相應(yīng)另一面處布置金屬導(dǎo)電體；永磁體所在盤面劃分有用于布置永磁體的區(qū)域，各區(qū)域呈由盤面軸心向外的發(fā)散面狀布置，各相鄰區(qū)域間的磁體在平行其盤體軸線方向上的磁性相異布置；軟啟動裝置包括用于主動盤與從動盤間作相向或相離動作的動力機(jī)構(gòu)。本實用新型可實現(xiàn)其啟制動、無級調(diào)速、多驅(qū)動平衡、過載自我保護(hù)等功能，具有傳動效率高、適應(yīng)環(huán)境強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)和易于國產(chǎn)化的特點，其結(jié)構(gòu)簡單且使用方便可靠，市場應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號H02K49/04GK202721593SQ20122027824
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者郭永存, 程剛, 胡坤, 王鵬彧, 宋維新 申請人:安徽理工大學(xué)