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带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置

阅读:138发布:2022-07-04

专利汇可以提供带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、 制动 或负载装置,它为 转子 盘、转筒或转子盘和转筒组合/复合型结构,由至少一组轴向 磁场 或/和径向磁场永磁耦合组件、至少一副主动转子盘/转筒联轴机构和主动轴联轴机构、至少一副被动转子盘/转筒联轴机构和被动轴联轴机构、一副气隙间距和耦合面积调节机构、至少一套冷媒冷却装置、至少一套润滑装置、至少一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构和 外壳 组成。本 发明 适用于传动、 传动轴 和负载调速、制动、旋转负载、节能减排和切断/结合动 力 等技术领域,用作设计制造永磁耦合联轴装置、调速 联轴器 装置和自动变速装置、 刹车 装置、负载/加载装置、离心负载调速装置或离合装置的技术方案。,下面是带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置专利的具体信息内容。

1.一种带冷却和润滑装置的永磁耦合传动装置,其特征在于,它为转子盘型、转筒型或转子盘和转筒组合型/复合型结构,由至少一组轴向磁场永磁耦合组件或/和径向磁场永磁耦合组件、至少一副与永磁耦合组件中的主动转子盘/转筒相适配的主动转子盘/转筒联轴机构和对应的主动轴联轴机构、至少一副与永磁耦合组件中的被动转子盘/转筒相适配的被动转子盘/转筒联轴机构和对应的被动轴联轴机构、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构、至少一套适配的用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置、至少一套对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置、至少一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构和外壳组成,永磁耦合组件中的主动转子盘通过相适配的主动转子盘联轴机构与对应的主动轴联轴机构相联接,永磁耦合组件中的被动转子盘通过相适配的被动转子盘联轴机构与对应的被动轴联轴机构相联接,在主动转子盘及其相关联的联轴机构上或者在被动转子盘及其相关联的联轴机构上设置适配的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置为用来构建主动转子盘/转筒或/和被动转子盘/转筒内冷却结构的闭路管道/管路式冷媒冷却装置,它由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,上述的冷媒输入密封腔上设有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,上述的冷媒输出密封腔上设有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在主动/被动传动轴上或设置在主动/被动转子盘/转筒联轴机构的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,以支撑冷媒输入/输出旋转密封组件及其相关联的组件正常工作,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、环密封或开槽密封,六是由上述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密封构成,无轴封密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封选用干运转气体密封,冷媒是用于冷却的压缩空气、冷却或其它适用的冷却气体或液体,永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构有五种结构方式供选择,第一种为非在线手动调节机构,第二种为离心式自卸载调节机构,第三种为外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构,第四种为自动气隙间距和耦合面积调节机构,第五种为前四种结构的融合设计而成的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构。
2.一种带冷却和润滑装置的永磁耦合制动装置,其特征在于,它为转子盘型、转筒型或转子盘和转筒组合型/复合型结构,由至少一组轴向磁场永磁耦合组件或/和径向磁场永磁耦合组件、至少一副与永磁耦合组件中的主动转子盘/转筒相适配的主动转子盘/转筒联轴机构和对应的主动轴联轴机构、至少一副与永磁耦合组件中的被动转子盘/转筒相适配的被动转子盘/转筒联轴机构和对应的被动轴联轴机构、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构、至少一套适配的用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置、至少一套对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置、至少一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构和外壳组成,永磁耦合组件中的主动转子盘通过相适配的主动转子盘联轴机构与对应的主动轴联轴机构相联接,永磁耦合组件中的被动转子盘通过相适配的被动转子盘联轴机构与对应的被动轴联轴机构相联接,在主动转子盘及其相关联的联轴机构上或者在被动转子盘及其相关联的联轴机构上设置适配的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置为用来构建主动转子盘/转筒或/和被动转子盘/转筒内冷却结构的闭路管道/管路式冷媒冷却装置,它由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,上述的冷媒输入密封腔上设有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,上述的冷媒输出密封腔上设有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在主动/被动传动轴上或设置在主动/被动转子盘/转筒联轴机构的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,以支撑冷媒输入/输出旋转密封组件及其相关联的组件正常工作,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动力密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、碳环密封或开槽密封,六是由上述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密封构成,无轴封密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封选用干运转气体密封,上述六种核心密封组件根据具体密封部位的转速、冷媒压力、冷媒的具体物理和化学特性、缝隙圆周直径和安装空间、密封性能指标、装配或维修便利要求及系统性价比进行选择设置,上述设置冷媒密封装置的目的一方面是更直接、更有利于系统中的发热组件的冷却和降温,另一方面是为了防止液体冷媒和非空气的气体冷媒外泄损失、污染环境、淹没设备、腐蚀系统构件或恶化系统运行条件并便于冷却媒介物质的循环利用和回收,冷媒是用于冷却的压缩空气、冷却水或其它适用的冷却气体或液体,永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构有五种结构方式供选择,第一种为非在线手动调节机构,第二种为离心式自卸载调节机构,第三种为外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构,第四种为自动气隙间距和耦合面积调节机构,第五种为前四种结构的融合设计而成的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构。
3.一种带冷却和润滑装置的永磁耦合负载装置,其特征在于,它为转子盘型、转筒型或转子盘和转筒组合型/复合型结构,由至少一组轴向磁场永磁耦合组件或/和径向磁场永磁耦合组件、至少一副与永磁耦合组件中的主动转子盘/转筒相适配的主动转子盘/转筒联轴机构和对应的主动轴联轴机构、至少一副与永磁耦合组件中的被动转子盘/转筒相适配的被动转子盘/转筒联轴机构和对应的被动轴联轴机构、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构、至少一套适配的用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置、至少一套对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置、至少一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构和外壳组成,永磁耦合组件中的主动转子盘通过相适配的主动转子盘联轴机构与对应的主动轴联轴机构相联接,永磁耦合组件中的被动转子盘通过相适配的被动转子盘联轴机构与对应的被动轴联轴机构相联接,在主动转子盘及其相关联的联轴机构上或者在被动转子盘及其相关联的联轴机构上设置适配的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置为用来构建主动转子盘/转筒或/和被动转子盘/转筒内冷却结构的闭路管道/管路式冷媒冷却装置,它由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,上述的冷媒输入密封腔上设有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,上述的冷媒输出密封腔上设有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在主动/被动传动轴上或设置在主动/被动转子盘/转筒联轴机构的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,以支撑冷媒输入/输出旋转密封组件及其相关联的组件正常工作,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动力密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、碳环密封或开槽密封,六是由上述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密封构成,无轴封密封选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封选用干运转气体密封,上述六种核心密封组件根据具体密封部位的转速、冷媒压力、冷媒的具体物理和化学特性、缝隙圆周直径和安装空间、密封性能指标、装配或维修便利要求及系统性价比进行选择设置,上述设置冷媒密封装置的目的一方面是更直接、更有利于系统中的发热组件的冷却和降温,另一方面是为了防止液体冷媒和非空气的气体冷媒外泄损失、污染环境、淹没设备、腐蚀系统构件或恶化系统运行条件并便于冷却媒介物质的循环利用和回收,冷媒是用于冷却的压缩空气、冷却水或其它适用的冷却气体或液体,永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构有五种结构方式供选择,第一种为非在线手动调节机构,第二种为离心式自卸载调节机构,第三种为外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构,第四种为自动气隙间距和耦合面积调节机构,第五种为前四种结构的融合设计而成的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构。
4.如权利要求1、2或3所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置,有以下四种技术方案依据具体技术要求选配设置,其一是采用手动或自动润滑,通过润滑油分配器、相应分支油路和出油嘴对需要的润滑部件定期或定时进行接触式或非接触式喷油,起到在线润滑目的,其二是在系统中有磨损部位或部件位置设置油路及其注油嘴或润滑油杯,以便实时润滑和添加机油或油脂,其三是在支撑轴承适当位置设置箱式轴承支架结构的润滑油箱或带腔式轴承支架结构的润滑油腔,以便在给支撑轴承润滑和冷却的同时还解决传动轴及其独立支架所产生的悬臂轴问题,其四是根据实际位置、空间和润滑需求组合或复合选配上述三种润滑方案中的其中至少之两种构成润滑装置。
5.如权利要求1、2或3所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的主动转子盘/转筒与被动转子盘/转筒之间适配设置止/离合装置,锁止/离合装置有以下七种技术方案,其一是在公知技术的摩擦/弹性摩擦离合结构,主、被动摩擦部分分别安装在主、被动转子盘上对应的适配位置,通过调节机构调节主、被动转子盘之间间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动摩擦部分相接触或分离,其二是转子盘端面销孔——弹性柱销传力式结构,在主、被动转子盘适配圆周上分别设置至少一个销孔和至少一个弹性柱销,通过调节机构调节主、被动转子盘之间间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动转子盘靠近或分离,并使弹性柱销伸进或退出销孔,其三是公知的锥柄一一锥套式结构,在主、被动转子盘适配位置分别设置锥柄和锥套,通过气隙间距和耦合面积调节机构调节主、被动转子盘之间永磁耦合间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动转子盘靠近或分离,并使锥柄伸进或退出锥套,其四是带弹性柱销/键的锥柄——锥套式结构,与锥柄——锥套式结构工作原理相同,只是在锥柄的锥面上设置弹性双斜面柱销/键,在锥套的锥面对应的位置设置适配柱销孔/键槽,锥柄伸进锥套过程中弹性双斜面柱销/键由于其上的一个斜面力的作用,使弹性双斜面柱销/键缩头,直至对应住锥套上的柱销孔/键槽并弹进柱销孔/键槽,起到传力功能,锥柄退出锥套过程中弹性双斜面柱销/键由于其上的另一个斜面力的作用,使弹性双斜面柱销/键缩头并推出柱销孔/键槽,锥柄顺利退出锥套,其五是适配轴向离合的公知技术联轴节结构,其六是适配轴向离合的花键套——花键式或齿圈——齿轮式结构,其七是上述六种锁止/离合结构的复合式结构,或者用电动、气动、液压型摩擦片/柱销/键替代上述六种结构中的弹性摩擦/弹性柱销/弹性斜面柱销/弹性键,以达到接通“硬连接”传输动力、制动或断开“硬连接”的目的,所述的轴向磁场永磁耦合组件和/或径向磁场永磁耦合组件有以下四个系列技术方案,第一系列方案是轴向磁场圆盘或圆环型永磁耦合组件,其下分五种结构方案,第一种是轴向磁场圆盘或圆环型金属导体式永磁耦合组件,第二种是轴向磁场圆盘或圆环型绕组电枢式永磁耦合组件,第三种是轴向磁场圆盘或圆环型锅箅式永磁耦合组件,第四种是轴向磁场圆盘或圆环型双永磁耦合组件,第五种是前述四种结构方案的组合结构方案,第二系列方案是径向磁场筒型或管型永磁耦合组件,其下也分五种结构方案,第一种为径向磁场筒型或管型金属导体式永磁耦合组件,第二种为径向磁场筒型或管型绕组电枢式永磁耦合组件,第三种为径向磁场筒型或管型鼠笼式永磁耦合组件,第四种为径向磁场筒型或管型双永磁耦合组件,第五种是前述四种结构方案的组合结构方案,第三系列方案是上述第一系列和第二系列所有结构形式的永磁耦合组件的适配组合及嵌套应用的衍生技术方案,包括至少一组或至少一层“轴向磁场+径向磁场”和/或“径向磁场+径向磁场”和/或“径向磁场+轴向磁场+径向磁场”和/或“轴向磁场+径向磁场+径向磁场”的排列组合嵌套及其复合选配方案,第四系列方案是上述第一系列方案、第二系列方案和第三系列方案之所有结构形式的永磁耦合组件中的主动转子盘和被动转子盘分别对应和适配地进行轴向串联设置的技术方案。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔均布设置在轴向磁场永磁耦合组件和/或径向磁场永磁耦合组件的主动转子盘/转筒及其转子盘/转筒联轴机构,或者均布设置在被动转子盘/转筒及其转子盘/转筒联轴机构上,或者冷媒管道由绕组电枢盘上的中空绕组自身或生热部件上设置的冷媒路径构建而成,以便使发热的金属导体部件、锅箅部件、鼠笼部件、绕组电枢部件、发热转子盘/转筒本体、磁轭、永磁体组或受到强烈热辐射而发热的永磁耦合组件中的发热部件以及由于旋转摩擦而发热的轴承系统得到冷却,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔布设有三种技术方案,其一是由至少一组冷媒管道首尾相连均布在上述发热部件,其二是由至少两组冷媒管道并列均布在上述发热部件,其三是上述两种方案的复合布设方案,冷媒管道的形状有直线形、螺旋形、曲线形、环形、空腔形或组合对接几何形,冷媒管道布设方式有五种,一种是盘旋或圆环状布设,另一种是平行直线或度射线状布设,第三种是圆周或平面多层冷媒管道布设,每层之间、层与层之间或相邻的冷媒管道之间首尾或进出口相连构成冷媒流通管路,第四种冷媒管道布设方式是进/出冷媒管道呈交错布设,远端一一对应连通或环槽集中互通,第五种冷媒管道布设方式是上述四种布设方式的组合设置方案,上述主动转子盘/转筒和主动转子盘/转筒联轴机构及其相关联的其它发热部件上所设置的冷却管路适配对接成密封连通结构,或者被动转子盘/转筒和被动转子盘/转筒联轴机构及其相关联的其它发热部件上所设置的冷却管路适配对接成密封连通结构,以便构成冷却冷媒流通通道或路径达到冷却之目的。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构和适配的外置伺服机构构成,所述的自动气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构、内置伺服机构及其二者之间设置的调节联接组件构成,所述的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构、内置伺服机构、在内置伺服机构与无级调节机构之间设置的调节联接组件、适配的手动调节组件及手动/自动切换装置构成,上述无级调节机构有三种供选择实施的技术方案,其一是由背靠背相邻永磁耦合转盘/转筒的联动机构、中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,其二是由永磁耦合转盘/转筒端壁/盘体上的花键轴套、适配的在转子盘/转筒与轴之间传扭矩的一端设有花键的中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,其三是由永磁耦合转盘/转筒端壁/盘体上内圆周适当位置布设的多轴孔轴套、适配地在转子盘/转筒与轴之间传扭矩的一端设有多光杠滑动鼠笼盘的中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,上述轴向位移调节套有三种结构形式,分别是带轮柱销/滑块或者螺旋槽的轴向位移调节结构、带螺母/丝套或者空心丝杆的轴向位移调节结构和轴向滑动位移调节结构,上述轴向位移调节套与轴向位移调节固定/支撑组件适配技术方案有三种结构形式,其一是带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套与带螺旋槽的套装在中心轴隔离/支撑轴承上的固定螺旋槽套相配,轮柱销/滑块装配与螺旋槽中,使得轴向位移调节套绕轴旋转同时产生轴向移动,至少一组轮柱销/滑块和螺旋槽分别适配均布于轴向位移调节套和固定螺旋槽套上,该结构形式反向装配也可,其二是带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套与带螺丝的套装在中心轴隔离/支撑轴承上的螺丝固定套相配,螺丝固定套旋转的同时带动轴向位移调节套产生轴向位移,其三是轴向滑动位移调节套与轴向滑动支撑导轨/光杠组件或轴上支撑轴承套相配,以避免轴向滑动位移调节套与中心轴不同心或接受驱动力不平衡造成滑动别劲的缺陷,上述的背靠背相邻永磁耦合转盘/转筒的联动机构有五种供分别实施的结构,之一是滚动/滑动丝杆副结构,它由至少一副转盘/转筒联动滚动/滑动丝杆、转盘/转筒端壁/本体上的联动滚动/滑动螺母及相适配的用于扭矩传输的中心转盘上的滚动/滑动丝杆副支撑轴承构成,之二是转盘/转筒联动圆柱形或条型齿条齿轮副结构,它由至少一副相对固定在背靠背相邻转盘/转筒端壁/本体上的齿条、对应适配的齿条过孔及中心转盘上的齿条齿轮副传动齿轮组件构成,之三是横式转盘/转筒联动轮柱销/滑块槽拨杆副结构,它由至少一副固定在两个转盘/转筒端壁/本体上的轮柱销/滑块、安装在中心转盘上的两端设置有轮柱销/滑块槽的并与转盘/转筒端壁/本体上的轮柱销/滑块相适配的横式转盘/转筒联动轮柱销/滑块槽拨杆构成,之四是纵式转盘/转筒联动滑杆拨叉副结构,它由至少一副固定在转盘/转筒端壁/本体上的滑槽或滑杆、安装在中心转盘上的两端设置有滑动轮柱销/滑块或杆孔并与转盘/转筒端壁/本体上的滑槽或滑杆相适配的纵式转盘/转筒联动滑杆拨叉构成,之五是转盘/转筒力矩传输滑杠结构,由至少一副固定安装在中心转盘上的转盘/转筒力矩传输滑杠及与其滑杠相适配的转盘/转筒端壁/本体上的滑孔及滑孔轴套构成,其中的中心转盘用于扭矩传输并安装在中心轴的转盘/转筒一端,上述外置伺服机构和内置伺服机构有五种适配供选择的结构技术方案即伺服电机伺服电机及其减速器、电动式伺服执行机构或一体化执行器、气动式伺服执行机构和液压式伺服执行机构五种伺服技术方案,伺服电机选用交/直流伺服电机和防爆交/直流伺服电机即步进伺服电机、旋转伺服电机、直线伺服电机、变向输出轴伺服电机,一体化电动执行器选用交/直流伺服执行机构和防爆型交/直流伺服执行机构,包括手动电动一体化角行程/直线行程电动执行器、变向输出轴伺服执行器或智能伺服执行器,气动式伺服执行机构选用气动旋转输出式、气动直线输出式或气动变向输出式伺服执行机构,液压式伺服执行机构选用液压旋转输出式、液压直线输出式或液压变向输出式伺服执行机构,上述外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构中的无级调节机构与机动/手动调节组件适配技术方案有六种结构形式,其一种方案是在带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,一方面手动操作调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套绕轴转动的同时产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过旋转臂和铰链联杆组件驱动调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套绕轴转动的同时产生轴向位移,其二种方案是在轴向滑动位移调节套设置轴向齿条并配设齿轮副组件,齿轮上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,一方面手动操作齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过联轴节、旋转臂和铰链联杆组件驱动齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,其三种方案是在轴向滑动位移调节套设置齿轮轮系或凸轮轮系,主动齿轮或凸轮上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,构成齿轮/凸轮往复运动机构,一方面手动操作齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过联轴节、旋转臂和铰链联杆组件驱动齿轮或凸轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮或凸轮旋转时带动带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,其四种方案是在轴向滑动位移调节套外侧固定设置至少一个轮柱销或滑块,并设置与之相适配的带有斜长形滑槽的纵向/径向推拉组件和用于支撑和限制推拉组件做径向直线滑动的组件,该滑动位移调节套轮柱销或滑块在推拉组件上的斜长形滑槽中滑动,推拉组件径向往复移动时,带动装配在推拉组件的斜长形滑槽里的轮柱销/滑块呈轴向往复位移,进而带动轴向滑动位移调节套轴向往复移动,其五种方案是在轴向位移调节套与调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮之间设配设置曲柄摇杆往复运动机构、双摇杆往复运动机构、滑块往复运动机构、蜗轮蜗杆机构或组合式齿轮连杆机构,根据需要附加设置形程放大、可调行程机构、反向自锁机构、变向传动机构、转矩变换或省力传动机构,其六种方案是依据机械传动原理对上述五种方案进行复合或组合结构设置,以达到利用外置执行机构机动或人工操作调节永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积之目的,上述自动气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机中的无级调节机构和内置伺服机构之间的调节联接组件有七种结构形式,其一种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置至少一个径向调节杆,在内置伺服机构的输出轴与径向调节杆之间适配设置与径向调节杆形成旋转拨动结构的带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮组件,带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮组件通过其轴承套装在轴向位移调节固定套上、传动轴的轴承座上或适配安装在中心轴支架上的轴套上,在内置伺服机构的输出轴上设置一个与带轴向开槽拨叉/拨杆齿轮组件的齿轮相互啮合的驱动齿轮,径向调节杆的外端置入轴向开槽拨叉/拨杆的槽中,驱动齿轮带动带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮旋转,轴向开槽拨叉/拨杆拨动径向调节杆绕轴旋转并在轴向开槽中移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,其二种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节齿盘,在内置伺服机构的输出轴与调节齿盘之间适配设置与调节齿盘形成啮合旋转拨动结构的带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮组件,带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮组件通过其轴承套装在轴向位移调节固定套上、传动轴的轴承座上或适配安装在中心轴支架上的轴套上,在内置伺服机构的输出轴上设置一个与带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮相互啮合的驱动齿轮,调节齿盘的盘齿啮合于轴向槽形齿孔/齿槽中,驱动齿轮驱动带轴向槽形齿孔/齿槽套齿轮旋转,轴向槽形齿孔/齿槽套驱动调节齿盘绕轴旋转并在轴向槽形齿孔/齿槽中移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,其三种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节齿轮或调节涡轮,在内置伺服机构的输出轴上设置与调节齿轮或调节涡轮形成啮合驱动并且使调节齿轮或调节涡轮轴向移动结构的驱动齿轮或驱动蜗杆,驱动齿轮或驱动蜗杆驱动调节齿轮或调节涡轮绕轴旋转带动轴向位移调节套做绕轴旋转和轴向位移运动,同时由于带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套的旋转位移会带动其上的调节齿轮或调节涡轮与驱动齿轮或驱动蜗杆有相对轴向位移现象,其四种方案是在无级调节机构的轴向滑动位移调节套上设置带螺母套的调节拨板,在内置伺服机构的输出轴与带螺母套的调节拨板之间设置与调节拨板的螺母套适配并形成螺旋传动结构的螺杆组件,螺杆/丝杆的另一端与内置伺服机构的输出轴相联接,伺服机构驱动丝杆旋转,螺杆/丝杆驱动带螺母套的调节拨板轴向移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,根据需要选择在带螺母套的的调节拨板上设置至少一个起滑动、导向和支撑作用的轴套,在传动轴支架上对应适配设置导柱/光杠,导柱/光杠穿过轴套以便起到支撑调节拨板和平衡翻转力的作用,其五种方案是在无级调节机构的轴向滑动位移调节套与内置伺服机构的输出轴之间设置曲柄摇杆往复运动机构、双摇杆往复运动机构、滑块往复运动机构、蜗轮蜗杆机构、组合式齿轮连杆机构、绕轴旋转轴向位移调节部件或轴向滑动位移调节部件及其相适配的调节联接组件,其六种方案是在无级调节机构的并与带轮柱销/滑块的轴向滑动位移调节套相联接的带有斜长形滑槽的推拉组件与内置伺服机构的输出轴之间设置径向传动组件,该组件选用螺母——丝杆组件、齿条——齿轮组件、凸轮组件或连杆——固定套组件,并与伺服机构相适配,其七种方案是依据机械传动原理对上述六种方案进行复合或组合结构设置,上述绕轴旋转轴向位移调节部件为带旋转轮柱销/滑块绕轴旋转轴向位移调节套或绕轴旋转轴向位移螺母/丝杆上设置的调节杆、调节手柄、调节盘、调节轮、皮带皮带轮系、齿轮轮系、螺母丝杆系和涡轮蜗杆系中的其中之一种,上述轴向滑动位移调节部件为轴向滑动位移套上设置的齿条系、螺母拨板组件、皮带皮带轮系、导轨导套部件、光杠副部件和丝杆副部件中的其中之一种,上述调节联接组件为带有开槽拨杠/拨叉的齿轮组件、皮带皮带轮组件、齿条副部件、丝杆螺母部件、涡轮蜗杆部件、锥形齿轮变向传动组件之一种或它们的复合/组合设计组件,无级调节机构的绕轴旋转轴向位移调节部件或轴向滑动位移调节部件、与调节联接组件和内置伺服机构三者根据公知的机械传动原理相互适配设置,已便实现控制器控制内置伺服机构来驱动调节联接组件进而自动调节绕轴旋转位移调节套或自动调节调节轴向位移调节套的位移量达到调节永磁耦合气隙间距和耦合面积的目的,根据需要附加设置行程放大、可调行程机构、反向自锁机构、变向传动机构、转矩变换或省力传动机构,上述控制器为刻度盘型手调控制器、数显控制器或智能控制器三种之一种,刻度盘型控制器由控制刻度盘、控制旋钮或按键、控制器输入输出接口、PLC可编程控制器接口单元及其相适配的控制电路和包括至少一种或至少一个传感器的外围单路、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳组成,上述数显控制器由控制单元、传感器、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳组成,上述智能控制器由控制单元、至少一种或至少一个传感器、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳构成,传感器有五种供选配,第一种是用于直接或间接检测永磁耦合气隙间距和耦合面积的位移传感器,第二种是用于检测主动或被动传动轴转速的传感器,第三种是用于传感永磁耦合组件温度和/或系统中关键轴承温度的温度传感器,第四种是用于传感料位或液位的传感器,第五种是用于传感水泵/机/冷媒之输入/输出管道压力、流量、流速/风速的传感器,通用或非标数据通讯接口单元有4-20mA电流输入/输出接口、0-10V电压输入/输出接口、485/CAN接口、现场工业总线接口、互联网接口、局域网接口、无线通讯接口或专用非标接口,上述控制单元选用微型计算机、人机界面一体机、触摸屏计算机、工控机或选用由嵌入式微处理器、显示器、操作键盘、控制器输入/输出接口构成的分体式计算机,控制器输入/输出接口设有至少一路且至少一种传感器及其适配的输入接口、至少一路开关量输入/输出接口单元、至少一路模拟量输入/输出接口单元、至少一个或至少一种通用或非标数据通讯接口单元,根据需要控制单元还选择由PLC可编程控制器和触摸屏构成。
8.如权利要求1、2、3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的主动转子盘/转筒联轴机构是由主动转子盘/转筒的本体盘、法兰、靠背轮、锁紧盘、涨紧套、轴、轴键、轴承、轴承套、轴承套支架/主动支架或/和联轴器构成,是用于主动转子盘/转筒与主动轴联轴器进行联接的组件并设置在主动转子盘/转筒与动力轴联轴器之间,所述的被动转子盘/转筒联轴机构是由被动转子盘/转筒的本体盘、法兰、靠背轮、锁紧盘、涨紧套、轴、轴键、轴承、轴承套、轴承套支架/被动支架或/和联轴器构成,是用于被动转子盘/转筒与被动轴联轴器进行联接的组件并设置在被动转子盘/转筒与负载轴联轴器之间。
9.如权利要求1、2、3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述冷媒供给装置为自来水管道及其自来水过滤器、冷水机/冷却装置及其过滤器、冷风机及其空气过滤器或除湿器、压缩空气管道、空气压缩机及适配冷媒机中的其中之一种或者为它们的组合装置,所述的主动/被动转子盘的本体及其圆周盘缘适当位置、贯通于永磁耦合气隙的轴向和径向的适配部件的适当位置以及安装轴承位置两侧的适配位置或部件上设置风道、扇叶和旋转自生风构件,以便使相应的轴承和永磁耦合转子盘组件得到自然冷却和自然散热以提高散热和冷却效率及系统可靠性。
10.如权利要求1、2、3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述一体化组装机构,由以下八个方面用途的组件或选用其中至少之一种部件进行选配和组合适配构成,其一是用于装配和防止松动的紧固套件,其二是用于支撑主动转子盘并适配于动力输出轴和主动轴联轴节相联接的主动转子盘传动轴及其主动支架组件,其三是用于支撑被动转子盘并适配于负载轴和被动轴联轴节相联接的被动转子盘传动轴及其被动支架组件,其四是用于安全防护、防尘、降噪、通风和美观的外罩,其五是用于整机装配和现场安装的机座,其六是用于支撑和安装永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构的调节机构支架,其七是用于支撑冷媒装置中冷却支架,其八是用于适配卧式或立式传动轴系统的主动盘支架、被动盘支架、冷却支架、机座、轴承组件、相适配的传动轴组件和联轴器,上述的调节机构支架、冷却支架、主动盘支架、被动盘支架、外壳和机座进行兼用、组合或合并一体化设置,上述被动盘支架和主动盘支架有两种结构共选配设置,一种是用于支撑传动轴承/轴承套的板式或框架式结构,一种是用于支撑传动轴承/轴承套、同时兼作润滑邮箱、克服悬臂轴缺点的箱式结构。
11.如权利要求1、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动装置,其特征在于,该装置适配选用于传动轴耦合驱动和调速技术领域用作永磁耦合无级调速器或变速器,或该装置适配替代自动变速器中由液力变矩器离合器组成的核心组件,或者该装置适配替代摩擦式或液压式CVT自动变速器中的具有变传动比功能的核心组件,设计制作成永磁耦合无级变速器,或者该装置适配替代目前广泛应用的刚性移式联轴器和弹性移式联轴器,制成对应的传动轴永磁耦合联轴器,或者该装置适配选用于切断/结合动力的永磁离合器,即采用该装置适配替代弹簧压紧式单/双盘摩擦离合器中由飞轮、压盘、从动盘、压紧弹簧和操纵机构组成的核心组件,或者该装置替代液力偶合器或电磁离合器中的液力传动组件或电磁传动组件,制作成永磁离合器。
12.如权利要求2、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合制动装置,该装置适配选用于制动技术领域用作永磁耦合刹车装置的技术方案,即采用该装置适配替代盘式/蝶式刹车装置、鼓式刹车装置、电磁粉末刹车器、电磁涡流刹车器或电磁摩擦式刹车器,设计制作成永磁耦合刹车装置,或者采用该装置与盘式/蝶式刹车或鼓式刹车相融合设计成具有永磁缓速刹车并且低速启动摩擦方式刹车功能的永磁——摩擦复合式刹车装置。
13.如权利要求3、4或5所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合负载装置,该装置适配选用于电动机内燃机测功机及动力传动设备试验机中的加载/负载装置,即采用该装置适配替代交流电回馈、直流电回馈或磁粉涡流加载器/负载装置中的加载核心组件,设计制作成永磁耦合加载/负载装置。

说明书全文

带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置

技术领域

[0001] 本发明涉及的技术领域包括:传动轴耦合驱动和调速技术领域、节能减排技术领域、切断/结合动技术领域、制动技术领域、动力设备测功之加载/负载技术领域,特别是一种带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置。

背景技术

[0002] 在我们身边,涉及到动力设备输出轴与负载输入轴之间耦合传动及其负载调速技术领域、旋转制动技术领域、动力设备测功及其模拟负载技术领域的系统或装置比比皆是,而且存在着严重的技术缺陷和不足,举例说明如下:
[0003] 1、传动轴耦合驱动和调速技术领域方面:①系统(如机、系统、离心压缩机球磨机、皮带机等)中电机轴与负载轴之间安装的液力耦合/调速器,液力耦合器调速技术,属低效调速方式,调速范围有限,高速丢转约5%---10%,低速转差损耗大,最高可达额定功率的30%以上,精度低、线性度差、响应慢,启动电流大,装置大,不适合改造;容易漏液、环境污染严重,维护复杂、费用大;②汽车、火车、轮船和飞机等各种运输工具中的无级变速器或自动调速器,无论是MT、AMT、AT、CVT还是DGS均为硬联接(行星齿轮组)、液力变矩或摩擦联接传动结构,存在着结构复杂、制造加工组装难度大、成本高、能耗大、易损坏维修费用高、可靠性差、轴对准要求高、噪声和振动大等诸多方面的缺点和不足。
[0004] 2、切断/结合动力技术领域方面,目前比较常用的或公知的离合器主要有三种即弹簧压紧式摩擦离合器、液力偶合器或电磁离合器,其中弹簧压紧式摩擦离合器属于硬接触式有摩擦的结构形式但应用广泛;液力偶合器或电磁离合器虽属于软连接,或因为效率低、温升高,或因为结构复杂、体积大,或因为易损坏维修费用高、技术性能有缺陷和不能满足设计要求,而没有得到广泛应用。
[0005] 3、制动技术领域方面,各种运输车辆和各种设备中的刹车装置、机车、铁路车辆的刹车装置及飞机起落架上的刹车装置,无论是盘式、蝶式或抱箍式结构,目前绝大多数还是采用接触式摩擦原理实现刹车,存在磨损严重、定期更换,刹车可控性差,即使是在车辆采用了ABS点刹系统,也在很大程度上没有解决刹车过程中的可靠性和安全性问题,特别是铁路动车和飞机起落架上的刹车装置需要非常频繁的检查、维护和更换,代价非常昂贵。公知的磁力刹车器有三种结构①电磁粉末刹车器,②电磁涡流刹车器,③电磁摩擦式刹车器;这三种电磁刹车器中均需要设置激磁线圈,通过给激磁线圈通电产生电磁磁场,利用电磁效应从而产生制动转矩达到刹车目的,由于磁粉会引起零件磨损,或因为效率低、温升高,或因为不节能、结构复杂而没有在各种运输车辆中应用。
[0006] 4、动力设备测功及其加载/负载技术领域方面,电动机内燃机测功及各种动力传动设备(如齿轮箱、减速机、变速箱等)试验机的加载设备,目前公知的技术主要为水力测功机、磁粉电涡流测功机、电力测功机,目前用得较多的是直流/交流测功机和磁粉涡流测功机,均存在着耗能大、结构复杂、价格昂贵、测量功率范围小或者占用空间大等缺点。
[0007] 5、调速节能技术领域方面,离心负载(如风机、水泵系统、离心压缩机等)调速节能系统常见的节能技术:
[0008] ①变频调速技术,是目前应用比较普遍和相对先进的技术,采用电力电子技术来实现对电机的速度调节,可以有效根据实际工况来自动控制,实现一定的节能效果。但是变频设备易产生谐波,大功率变频器电网的谐波污染非常大,它比较“娇贵”、对环境要求也比较苛刻,需要空调环境;高压环境下故障率高,安全性差,变频调速系统需要专业人员维护,而且关键组件时常需要更换,维护费用高,特别是在其低速运行时对电机损害大,需要配备相应的变频电机,对于常用的6000V以上高压和50千瓦---10000千瓦型号的变频器来说,其价格昂贵,且拥有者总成本非常大;
[0009] ②液力耦合调速技术也是目前应用比较普遍和相对先进的技术,其缺点如上所述;
[0010] ③永磁耦合及调速技术,其主要优点表现在:可无级调整转速、调速范围在0---98%,结构简单、可靠性高、容易安装、不怕恶劣环境、寿命长,实现了绝对软连接,动力设备完全在空载下启动,不怕堵转、不怕脉冲型负载,容忍轴偏心,具有负载隔离,减低振动、噪声,延长设备寿命、增长故障周期、减少维护需求,无谐波危害,不伤害动力设备,不影响电网安全,除执行机构和控制器之外不用电源供电,适用于各种工业级电机系统及防爆场合,无电磁波干扰。
[0011] 永磁耦合及调速技术是目前最为先进的传动轴耦合驱动和调速技术,正处在迅猛发展、大力推广、积极研发和技术完善阶段,在调速节能领域已初步得到初步应用,全球第一项永磁耦合及调速产品专利是1998年提出申请的美国格纳福斯公司专利《可调节磁耦合器CN1248354A》,2000年推出第一款产品,2008年该产品引进中国并得到成功应用;本申请人也申请和参与发明了七项关于传动轴耦合驱动和调速技术方面的专利:《可调节磁扭矩的传动轴永磁耦合传动和调速装置200910162059.X》、《可调节气隙磁场耦合间距和面积的筒型传动轴永磁耦合器200910162313.6》、《可调节气隙磁场耦合间距和面积的筒型永磁耦合联轴器200910162062.1》、《一种高效的可调节电磁扭矩的电枢绕组永磁联轴器200910162063.6》、《一种高效的可调节电磁扭矩的锅箅永磁联轴器200910162060.2》、《一种可调节电磁扭矩的筒型传动轴永磁耦合器200910162061.7》、《一种可调节永磁扭矩的筒型永磁耦合联轴器200910162312.1》等,上述专利已完成了产品化并已批量供应市场,得到了广大用户的好评,为绿色经济、节能减排做出了贡献,上述七项专利公告文件作为本案说明书的附件以减少本说明书的篇幅和赘述。
[0012] 综上所述并结合我们在上述专利的实施和推广中遇到的实际困难,有两个方面的问题亟待解决:一方面,公知的永磁耦合及调速技术方案存在的问题是大功率(500-3000千瓦)和超大功率(大于3000千瓦)的传动轴永磁耦合驱动和调速装置的技术方案还有很大的技术瓶颈,具体地说是永磁耦合组件的发热部件的散热和冷却问题及系统中传动组件和调节机构中的润滑问题未能得到切实解决;另一方面,永磁耦合驱动和调速技术在一些传统技术领域的创新应用和发展还是空白,特别是针对传动轴耦合传动及其负载调速和切断/结合动力领域中各种运输工具和各种机电设备上应用的无级变速器、离合器、飞机中的涡扇无级调速装置和舰船中螺旋桨无级调速装置等,针对制动技术领域中的公路运输车辆、铁路机车、铁路车辆和飞机起落架上的刹车装置,针对动力设备测功及其加载/负载技术领域中的电动机和内燃机测功及各种动力传动设备(如液力耦合器、永磁耦合/调速器、电动机变频器、齿轮箱、减速机、变速箱等)试验机的加载装置或负载装置,利用永磁耦合及调速技术对上述涉及技术领域的相关产品进行创新设计、创新应用和产品替代非常有必要,对上述传统产品利用永磁耦合技术设计对应的新型技术产品,将会给相关的产品技术带来无可比拟的性价优势和革命性的技术进步,也必将给永磁耦合及调速技术的发展带来更大的发展空间。

发明内容

[0013] 本申请人在上述已公知的专利基础上,继承上述专利技术方案的基本工作原理和结构,经过长期研究和大量试验我们得出本专利申请的创新技术方案和全新的产品,为解决上述问题和技术缺陷提供了可行和完整的技术方案。一方面,利用本专利申请的技术方案可设计制造出大功率和超大功率的传动轴永磁耦合驱动和调速器;另一方面,本专利申请创造性地提出了在传动轴耦合传动及其负载调速、切断/结合动力、制动、动力设备测功及其加载/负载等传统技术领域中相关产品或装置的全新的永磁耦合传动技术方案,即利用本专利申请的技术方案可创新地分别设计制造出并在上述涉及的技术领域实用的永磁耦合无级变速器、永磁离合器、永磁耦合联轴器、永磁耦合无级调速联轴器、永磁耦合涡扇无级调速装置、永磁耦合螺旋桨无级调速装置、永磁耦合刹车装置或永磁耦合加载/负载装置等等专利产品,以期使上述装置达到节能、结构简单、安全、可靠、体积小、容易制造,具有无接触、无磨损的动力空载启动和缓速制动功能,可无级调速或无级调载,而且动力传输效率高、大幅度降低系统振动和系统噪声、容易安装、不怕恶劣环境、寿命长。
[0014] 本发明中,所采用的各种永磁耦合组件的具体工作原理、结构及其设计方案在上述公开专利资料中已有详细阐述或属于公知技术,本案中就不再做详细说明,本案的发明内容包括六个方面:
[0015] ①永磁耦合传动组件在运行过程中,主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间始终存在着转差或滑差,有转差就有能量损耗,消耗的能量就转换成了热量,并在转子盘中积聚或散发、辐射到相邻的部件上,同时高速旋转的轴承由于润滑失效或长时间大负荷下工作也会产生热量,又由于永磁体组件的磁力具有高温失效(居里温度)的物理特点、传动轴承容易高热损坏、调节机构中因润滑不良而生锈,出现故障隐患,为了提高永磁耦合传动、制动或负载装置的工作可靠性,在上述公开专利技术方案的基础上,针对各种永磁耦合传动、制动或负载装置中的永磁耦合组件和轴承的冷却问题及系统中传动组件和调节机构中的润滑问题给出了具体的冷却和润滑技术方案;
[0016] ②提出了永磁耦合传动、制动或负载装置用作永磁无级变矩器、永磁无级调速器、永磁无级调速联轴器、永磁无级变速器、永磁无级缓速刹车器或永磁无级加载器的技术方案;同时给出了与永磁无级变矩器、永磁无级调速器、永磁无级调速联轴器、永磁无级变速器、永磁无级缓速刹车器或永磁无级加载器相适配的止/离合装置的技术方案,以便解决下述四个方面的问题:第一个方面,由于永磁无级变矩器、永磁无级调速器、永磁无级调速联轴器或永磁无级变速器是“气隙磁场耦合的绝对软连接”,动力不是直接输出的,主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间始终存在着转差或滑差,有转差就有能量损耗,因此在主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间设置一个锁止装置或离合装置,其作用就是当永磁变矩器或永磁调速器处于耦合状态、无需增矩或调速时,让主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间形成“硬连接”,达到无转差动力传输、进而达到节能的目的;第二个方面,对于永磁无级调速器或永磁无级调速联轴器,由于永磁体组件的磁力具有高温失效(居里温度)的物理特点,为了提高永磁无级变矩器、永磁无级调速器、永磁无级调速联轴器或永磁无级变速器的工作可靠性,当出现永磁体“磁力失效”或其它极端情况导致永磁耦合组件不能正常工作时,让主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间形成“硬连接”,以便人工或自动切换到传动轴“硬连接”或非变矩、非调速方式工作,保证系统安全运行;第三个方面,对于永磁无级缓速刹车器,在缓速刹车或缓速制动结束后,主动永磁耦合转子盘与被动永磁耦合转子盘之间的锁止装置或离合装置适时锁止,以便达到停车制动的目的;第四个方面,对于永磁无级加载器,在加载试验过程中,让锁止装置或离合装置适时控制锁止,创造负载堵转条件,以便测试动力设备在负载堵转这一极端工况条件下的技术特性指标。
[0017] ③利用永磁无级变矩器及其适配的锁止/离合装置的技术方案,可与“行星齿轮组”相适配设计制作出替代诸如汽车中广泛采用的CVT无级变速器、液力变速器和多片离合式Speedshift MCT自动变速器的永磁无级变速器。
[0018] ④利用永磁无级调速器、永磁无级调速联轴器或永磁无级变速器及其适配的锁止/离合装置的技术方案,可设计制作出替代诸如各种联轴节、靠背轮、调速电机、减速机、流体截流调节节能装置、液力耦合器或电动机变频器功能的带有联轴离合装置的无级调速联轴器。
[0019] ⑤利用永磁无级缓速刹车器及其适配的锁止/离合装置的技术方案,与车辆底盘桥架、飞机起落架或列车车辆转向架相适配设计制作出替代盘式/蝶式或鼓式刹车器的带有停车止动装置的永磁无级缓速刹车器;同时给出了具有“高速永磁缓速制动——低速摩擦制动——停车锁止”功能的复合结构的永磁——摩擦复合式刹车装置的技术方案。
[0020] ⑥利用永磁无级加载器及其适配的锁止/离合装置的技术方案,可设计出带堵转试验功能的测功加载/负载装置以替代电动机和内燃机测功机及动力传动设备试验机中广泛采用的直流/交流测功机和磁粉涡流测功机。
[0021] 本发明人之所以把上述多个技术领域中的不同名称的技术方案均归结到一个申请文件中,是通过科学的归纳、融合和研究并创造性地发现了同一技术方案在不同技术领域中的创新应用和创新设计,它们可以看作是同一技术方案的不同应用,只是产品及其技术方案名称不同而已,它们并没有实质性不同,具体阐述如下:
[0022] a.在上述公开专利对比文件中已有详细阐述或已公知技术可以看出,永磁耦合组件具有传递动力和扭矩功能的装置,该传递动力和扭矩功能既可以是传递动力和扭矩的传动功能也可以是传递制动阻力和制动力矩的制动功能,只是随着使用和适配安装到相应的应用环境不同而显现的功能不同而已,可对应地实现传动装置和制动装置的技术方案;永磁耦合组件主要由主动转子盘/转筒及其联轴机构(主动联轴机构)、被动转子盘/转筒及其联轴机构(被动联轴机构)、永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构三部分构成,主动转子盘/转筒与主动转子盘/转筒呈间隙或气隙耦合,通过主动转子盘/转筒与主动转子盘/转筒之间的转速差产生的感应涡流和感应电流,从而形成磁力效应达到传递动力和扭矩的功能,通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,来调节气隙间距的大小和耦合面积的小大,达到无级调节传递动力和扭矩小大的目的;
[0023] b.当主动转子盘/转筒通过主动联轴机构安装在动力输出轴上、被动转子盘/转筒通过被动联轴机构安装在负载动力输入轴上,它就构建了传动轴耦合驱动和调速技术领域中的永磁耦合无级变速器和传动轴永磁耦合无极变速联轴器的技术方案,这里永磁耦合组件呈现的是传动装置中的核心传动功能组件,此时通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,达到无级调节传输动力和扭矩大小进而达到无级调节负载转速的目的;
[0024] c.当主动转子盘/转筒通过主动联轴机构安装在动力输出轴上、被动转子盘/转筒通过被动联轴机构安装在负载动力输入轴上,它就构建了切断/结合动力技术领域实现永磁离合器的技术方案,这里永磁耦合组件呈现的是传动装置中的核心切断/结合功能组件,此时通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构的“耦合到位/耦合解除”调节,达到切断/结合动力传输的目的,当然也可方便地实现无级缓速离合的目的;
[0025] d.当被动转子盘/转筒通过被动联轴机构安装在制动轴或固定轴上、主动转子盘/转筒通过主动联轴机构安装在旋转运动轴上,它就构建了动力设备测功及其加载/负载技术领域中的永磁耦合加载/负载装置的技术方案,这里永磁耦合组件呈现的是制动装置中的核心制动功能组件,此时与主动转子盘/转筒相联接的旋转运动轴就是永磁耦合加载/负载装置的负载轴,通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,达到无级调节负载大小或无级加载的目的;
[0026] e.当被动转子盘/转筒通过被动联轴机构安装在车辆桥架、飞机起落架或列车车辆转向架上、主动转子盘/转筒通过主动联轴机构安装在旋转轮毂/轴上,它就构建了制动技术领域中的永磁耦合刹车装置的技术方案,这里永磁耦合组件呈现的是制动装置中的核心制动功能组件,通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,达到调节刹车力度、刹车快慢或无级缓速刹车的目的。
[0027] 本发明的具体技术方案如下:
[0028] 一种带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,它为转子盘型、转筒型或转子盘和转筒组合型/复合型结构,由至少一组轴向磁场永磁耦合组件或/和径向磁场永磁耦合组件、至少一副与永磁耦合组件中的主动转子盘/转筒相适配的主动转子盘/转筒联轴机构和对应的主动轴联轴机构、至少一副与永磁耦合组件中的被动转子盘/转筒相适配的被动转子盘/转筒联轴机构和对应的被动轴联轴机构、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构、至少一套适配的用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置、至少一套对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置、至少一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构和外壳组成,永磁耦合组件中的主动转子盘通过相适配的主动转子盘联轴机构与对应的主动轴联轴机构相联接,永磁耦合组件中的被动转子盘通过相适配的被动转子盘联轴机构与对应的被动轴联轴机构相联接,在主动转子盘及其相关联的联轴机构上或者在被动转子盘及其相关联的联轴机构上设置适配的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构,用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置有六种结构形式供适配选用,其一种是闭路管道/管路式冷媒冷却装置,其二种是带喷嘴/喷口的开路管道/管路式冷媒冷却装置,其三种是喷淋/直吹式冷媒冷却装置,其四种是浸没式冷媒冷却装置,其五种是分布式冷媒单元自主微循环热传导/超导管结构的冷媒冷却装置,其六种是上述四种结构形式的复合/组合式冷媒冷却装置,所述冷媒是用于冷却的压缩空气、冷却水或其它适用的冷却气体或液体,永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构有三种结构方式供选择,第一种为外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构,第二种为自动气隙间距和耦合面积调节机构,第三种为前两种结构的融合设计而成的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构。
[0029] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的闭路管道/管路式冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,上述的冷媒输入密封腔上设有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,上述的冷媒输出密封腔上设有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在主动/被动传动轴上或设置在主动/被动转子盘/转筒联轴机构的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,以支撑冷媒输入/输出旋转密封组件及其相关联的组件正常工作,同上冷却机理,所述的开路管道/管路冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、至少一副设置有喷口的冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔构成,根据冷媒物理特性在适当位置设置冷媒输出收集装置,所述的喷淋/直吹式冷媒冷却装置有两种技术方案,其一是冷却支架上固定冷媒输入管道,在靠近系统发热部件适当位置的冷媒输入管道上设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,冷媒喷嘴/喷头对系统中发热的部件进行直接开放地喷淋冷媒或直吹冷媒以便降温、而不对冷媒进行集中回收的技术方案,其二是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体并设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,密封壳体/腔体上的适当位置设置冷媒输出管道便于集中回收或循环再利用的技术方案,所述的浸没式冷媒冷却装置是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体,发热部件或组件与密封壳体/腔体之间形成密封的冷媒腔室,冷媒腔室中充满冷媒,使发热部件或组件的一部分或全部浸没到冷媒中达到冷却之目的,密封壳体/腔体上的适当位置设置冷媒输出管道便于集中回收或循环再利用的技术方案,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动力密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、环密封或开槽密封,六是由上述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密封构成,无轴封密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封可选用干运转气体密封,上述六种核心密封组件可根据具体密封部位的转速、冷媒压力、冷媒的具体物理和化学特性、缝隙圆周直径和安装空间、密封性能指标、装配或维修便利要求及系统性价比进行选择设置,上述设置冷媒密封装置的目的一方面是更直接、更有利于系统中的发热组件的冷却和降温,另一方面是为了防止液体冷媒和非空气的气体冷媒外泄损失、污染环境、淹没设备、腐蚀系统构件或恶化系统运行条件并便于冷却媒介物质的循环利用和回收。
[0030] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置,有以下四种技术方案可依据具体技术要求选配设置,其一是采用手动或自动润滑泵,通过润滑油分配器、相应分支油路和出油嘴对需要的润滑部件定期或定时进行接触式或非接触式喷油,起到在线润滑目的,其二是在系统中有磨损部位或部件位置设置油路及其注油嘴或润滑油杯,以便实时润滑和添加机油或油脂,其三是在支撑轴承适当位置设置箱式轴承支架结构的润滑油箱或带腔式轴承支架结构的润滑油腔,以便在给支撑轴承润滑和冷却的同时还可解决传动轴及其独立支架所产生的悬臂轴问题,其四是根据实际位置、空间和润滑需求组合或复合选配上述三种润滑方案中的其中至少之两种构成润滑装置。
[0031] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的主动转子盘/转筒与被动转子盘/转筒之间适配设置锁止/离合装置,锁止/离合装置有以下七种技术方案,其一是在公知技术的摩擦/弹性摩擦离合结构,主、被动摩擦部分分别安装在主、被动转子盘上对应的适配位置,通过调节机构调节主、被动转子盘之间间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动摩擦部分相接触或分离,其二是转子盘端面销孔——弹性柱销传力式结构,在主、被动转子盘适配圆周上分别设置至少一个销孔和至少一个弹性柱销,通过调节机构调节主、被动转子盘之间间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动转子盘靠近或分离,并使弹性柱销伸进或退出销孔,其三是公知的锥柄——锥套式结构,在主、被动转子盘适配位置分别设置锥柄和锥套,通过气隙间距和耦合面积调节机构调节主、被动转子盘之间永磁耦合间隙最小或耦合面积最大后,继续调节使得主、被动转子盘靠近或分离,并使锥柄伸进或退出锥套,其四是带弹性柱销/键的锥柄——锥套式结构,与锥柄——锥套式结构工作原理相同,只是在锥柄的锥面上设置弹性双斜面柱销/键,在锥套的锥面对应的位置设置适配柱销孔/键槽,锥柄伸进锥套过程中弹性双斜面柱销/键由于其上的一个斜面力的作用,使弹性双斜面柱销/键缩头,直至对应住锥套上的柱销孔/键槽并弹进柱销孔/键槽,起到传力功能,锥柄退出锥套过程中弹性双斜面柱销/键由于其上的另一个斜面力的作用,使弹性双斜面柱销/键缩头并推出柱销孔/键槽,锥柄可顺利退出锥套,其五是适配轴向离合的公知技术联轴节结构,其六是适配轴向离合的花键套——花键式或齿圈——齿轮式结构,其七是上述六种锁止/离合结构的复合式结构,或者用电动、气动、液压型摩擦片/柱销/键替代上述六种结构中的弹性摩擦/弹性柱销/弹性斜面柱销/弹性键,以达到接通“硬连接”传输动力、制动或断开“硬连接”的目的,所述的轴向磁场永磁耦合组件和/或径向磁场永磁耦合组件有以下四个系列技术方案,第一系列方案是轴向磁场圆盘或圆环型永磁耦合组件,其下分五种结构方案,第一种是轴向磁场圆盘或圆环型金属导体式永磁耦合组件,第二种是轴向磁场圆盘或圆环型绕组电枢式永磁耦合组件,第三种是轴向磁场圆盘或圆环型锅箅式永磁耦合组件,第四种是轴向磁场圆盘或圆环型双永磁耦合组件,第五种是前述四种结构方案的组合结构方案,第二系列方案是径向磁场筒型或管型永磁耦合组件,其下也分五种结构方案,第一种为径向磁场筒型或管型金属导体式永磁耦合组件,第二种为径向磁场筒型或管型绕组电枢式永磁耦合组件,第三种为径向磁场筒型或管型鼠笼式永磁耦合组件,第四种为径向磁场筒型或管型双永磁耦合组件,第五种是前述四种结构方案的组合结构方案,第三系列方案是上述第一系列和第二系列所有结构形式的永磁耦合组件的适配组合及嵌套应用的衍生技术方案,包括至少一组或至少一层“轴向磁场+径向磁场”和/或“径向磁场+径向磁场”和/或“径向磁场+轴向磁场+径向磁场”和/或“轴向磁场+径向磁场+径向磁场”的排列组合嵌套及其复合选配方案,第四系列方案是上述第一系列方案、第二系列方案和第三系列方案之所有结构形式的永磁耦合组件中的主动转子盘和被动转子盘分别对应和适配地进行轴向串联设置的技术方案。
[0032] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔均布设置在轴向磁场永磁耦合组件和/或径向磁场永磁耦合组件的主动转子盘/转筒及其转子盘/转筒联轴机构,或者均布设置在被动转子盘/转筒及其转子盘/转筒联轴机构上,或者冷媒管道由绕组电枢盘上的中空绕组自身或生热部件上设置的冷媒路径构建而成,以便使发热的金属导体部件、锅箅部件、鼠笼部件、绕组电枢部件、发热转子盘/转筒本体、磁轭、永磁体组或受到强烈热辐射而发热的永磁耦合组件中的发热部件以及由于旋转摩擦而发热的轴承系统得到冷却,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔布设有三种技术方案,其一是由至少一组冷媒管道首尾相连均布在上述发热部件,其二是由至少两组冷媒管道并列均布在上述发热部件,其三是上述两种方案的复合布设方案,冷媒管道的形状有直线形、螺旋形、曲线形、环形、空腔形或组合对接几何形,冷媒管道布设方式有五种,一种是盘旋或圆环状布设,另一种是平行直线或度射线状布设,第三种是圆周或平面多层冷媒管道布设,每层之间、层与层之间或相邻的冷媒管道之间首尾或进出口相连构成冷媒流通管路,第四种冷媒管道布设方式是进/出冷媒管道呈交错布设,远端一一对应连通或环槽集中互通,第五种冷媒管道布设方式是上述四种布设方式的组合设置方案,上述主动转子盘/转筒和主动转子盘/转筒联轴机构及其相关联的其它发热部件上所设置的冷却管路适配对接成密封连通结构,或者被动转子盘/转筒和被动转子盘/转筒联轴机构及其相关联的其它发热部件上所设置的冷却管路适配对接成密封连通结构,以便构成冷却冷媒流通通道或路径达到冷却之目的。
[0033] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构和适配的外置伺服机构构成,所述的自动气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构、内置伺服机构及其二者之间设置的调节联接组件构成,所述的手动/自动一体式气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机构、内置伺服机构、在内置伺服机构与无级调节机构之间设置的调节联接组件、适配的手动调节组件及手动/自动切换装置构成,上述无级调节机构有三种供选择实施的技术方案,其一是由背靠背相邻永磁耦合转盘/转筒的联动机构、中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,其二是由永磁耦合转盘/转筒端壁/盘体上的花键轴套、适配的在转子盘/转筒与轴之间传扭矩的一端设有花键的中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,其三是由永磁耦合转盘/转筒端壁/盘体上内圆周适当位置布设的多轴孔轴套、适配地在转子盘/转筒与轴之间传扭矩的一端设有多光杠滑动鼠笼盘的中心轴、转子盘/转筒盘体与转盘/转筒隔离轴承之间的联接套、转盘/转筒旋转隔离轴承、轴向位移调节套、与轴向位移调节套结构相适配的轴向位移调节固定/支撑组件构成,上述轴向位移调节套有三种结构形式,分别是带轮柱销/滑块或者螺旋槽的轴向位移调节结构、带螺母/丝套或者空心丝杆的轴向位移调节结构和轴向滑动位移调节结构,上述轴向位移调节套与轴向位移调节固定/支撑组件适配技术方案有三种结构形式,其一是带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套与带螺旋槽的套装在中心轴隔离/支撑轴承上的固定螺旋槽套相配,轮柱销/滑块装配与螺旋槽中,使得轴向位移调节套绕轴旋转同时产生轴向移动,至少一组轮柱销/滑块和螺旋槽分别适配均布于轴向位移调节套和固定螺旋槽套上,该结构形式反向装配也可,其二是带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套与带螺丝的套装在中心轴隔离/支撑轴承上的螺丝固定套相配,螺丝固定套旋转的同时带动轴向位移调节套产生轴向位移,其三是轴向滑动位移调节套与轴向滑动支撑导轨/光杠组件或轴上支撑轴承套相配,以避免轴向滑动位移调节套与中心轴不同心或接受驱动力不平衡造成滑动别劲的缺陷,上述的背靠背相邻永磁耦合转盘/转筒的联动机构有五种供分别实施的结构,之一是滚动/滑动丝杆副结构,它由至少一副转盘/转筒联动滚动/滑动丝杆、转盘/转筒端壁/本体上的联动滚动/滑动螺母及相适配的用于扭矩传输的中心转盘上的滚动/滑动丝杆副支撑轴承构成,之二是转盘/转筒联动圆柱形或条型齿条齿轮副结构,它由至少一副相对固定在背靠背相邻转盘/转筒端壁/本体上的齿条、对应适配的齿条过孔及中心转盘上的齿条齿轮副传动齿轮组件构成,之三是横式转盘/转筒联动轮柱销/滑块槽拨杆副结构,它由至少一副固定在两个转盘/转筒端壁/本体上的轮柱销/滑块、安装在中心转盘上的两端设置有轮柱销/滑块槽的并与转盘/转筒端壁/本体上的轮柱销/滑块相适配的横式转盘/转筒联动轮柱销/滑块槽拨杆构成,之四是纵式转盘/转筒联动滑杆拨叉副结构,它由至少一副固定在转盘/转筒端壁/本体上的滑槽或滑杆、安装在中心转盘上的两端设置有滑动轮柱销/滑块或杆孔并与转盘/转筒端壁/本体上的滑槽或滑杆相适配的纵式转盘/转筒联动滑杆拨叉构成,之五是转盘/转筒力矩传输滑杠结构,由至少一副固定安装在中心转盘上的转盘/转筒力矩传输滑杠及与其滑杠相适配的转盘/转筒端壁/本体上的滑孔及滑孔轴套构成,其中的中心转盘用于扭矩传输并安装在中心轴的转盘/转筒一端,上述外置伺服机构和内置伺服机构有五种适配供选择的结构技术方案即伺服电机、伺服电机及其减速器、电动式伺服执行机构或一体化执行器、气动式伺服执行机构和液压式伺服执行机构五种伺服技术方案,伺服电机可选用交/直流伺服电机和防爆交/直流伺服电机即步进伺服电机、旋转伺服电机、直线伺服电机、变向输出轴伺服电机,一体化电动执行器可选用交/直流伺服执行机构和防爆型交/直流伺服执行机构,包括手动电动一体化角行程/直线行程电动执行器、变向输出轴伺服执行器或智能伺服执行器,气动式伺服执行机构可选用气动旋转输出式、气动直线输出式或气动变向输出式伺服执行机构,液压式伺服执行机构可选用液压旋转输出式、液压直线输出式或液压变向输出式伺服执行机构,上述外置执行机构/手动式气隙间距和耦合面积调节机构中的无级调节机构与机动/手动调节组件适配技术方案有六种结构形式,其一种方案是在带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,一方面手动操作调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套绕轴转动的同时产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过旋转臂和铰链联杆组件驱动调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套绕轴转动的同时产生轴向位移,其二种方案是在轴向滑动位移调节套设置轴向齿条并配设齿轮副组件,齿轮上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,一方面手动操作齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过联轴节、旋转臂和铰链联杆组件驱动齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,其三种方案是在轴向滑动位移调节套设置齿轮轮系或凸轮轮系,主动齿轮或凸轮上设置调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮,构成齿轮/凸轮往复运动机构,一方面手动操作齿轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮旋转时带动齿条进而带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,另一方面设置外置伺服机构通过联轴节、旋转臂和铰链联杆组件驱动齿轮或凸轮上的调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮使得齿轮或凸轮旋转时带动带动轴向滑动位移调节套产生轴向位移,其四种方案是在轴向滑动位移调节套外侧固定设置至少一个轮柱销或滑块,并设置与之相适配的带有斜长形滑槽的纵向/径向推拉组件和用于支撑和限制推拉组件做径向直线滑动的组件,该滑动位移调节套轮柱销或滑块可在推拉组件上的斜长形滑槽中滑动,推拉组件径向往复移动时,带动装配在推拉组件的斜长形滑槽里的轮柱销/滑块呈轴向往复位移,进而带动轴向滑动位移调节套轴向往复移动,其五种方案是在轴向位移调节套与调节杆、调节手柄、调节盘或调节轮之间设配设置曲柄摇杆往复运动机构、双摇杆往复运动机构、滑块往复运动机构、蜗轮蜗杆机构或组合式齿轮连杆机构,根据需要附加设置形程放大、可调行程机构、反向自锁机构、变向传动机构、转矩变换或省力传动机构,其六种方案是依据机械传动原理对上述五种方案进行复合或组合结构设置,以达到利用外置执行机构机动或人工操作调节永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积之目的,上述自动气隙间距和耦合面积调节机构由无级调节机中的无级调节机构和内置伺服机构之间的调节联接组件有七种结构形式,其一种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置至少一个径向调节杆,在内置伺服机构的输出轴与径向调节杆之间适配设置与径向调节杆形成旋转拨动结构的带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮组件,带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮组件通过其轴承套装在轴向位移调节固定套上、传动轴的轴承座上或适配安装在中心轴支架上的轴套上,在内置伺服机构的输出轴上设置一个与带轴向开槽拨叉/拨杆齿轮组件的齿轮相互啮合的驱动齿轮,径向调节杆的外端置入轴向开槽拨叉/拨杆的槽中,驱动齿轮带动带轴向开槽拨叉/拨杆的齿轮旋转,轴向开槽拨叉/拨杆拨动径向调节杆绕轴旋转并在轴向开槽中移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,其二种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节齿盘,在内置伺服机构的输出轴与调节齿盘之间适配设置与调节齿盘形成啮合旋转拨动结构的带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮组件,带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮组件通过其轴承套装在轴向位移调节固定套上、传动轴的轴承座上或适配安装在中心轴支架上的轴套上,在内置伺服机构的输出轴上设置一个与带轴向槽形齿孔/齿槽套的齿轮相互啮合的驱动齿轮,调节齿盘的盘齿啮合于轴向槽形齿孔/齿槽中,驱动齿轮驱动带轴向槽形齿孔/齿槽套齿轮旋转,轴向槽形齿孔/齿槽套驱动调节齿盘绕轴旋转并在轴向槽形齿孔/齿槽中移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,其三种方案是在无级调节机构的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套上设置调节齿轮或调节涡轮,在内置伺服机构的输出轴上设置与调节齿轮或调节涡轮形成啮合驱动并且使调节齿轮或调节涡轮轴向移动结构的驱动齿轮或驱动蜗杆,驱动齿轮或驱动蜗杆驱动调节齿轮或调节涡轮绕轴旋转带动轴向位移调节套做绕轴旋转和轴向位移运动,同时由于带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套或带螺母/丝杆的绕轴旋转轴向位移调节套的旋转位移会带动其上的调节齿轮或调节涡轮与驱动齿轮或驱动蜗杆有相对轴向位移现象,其四种方案是在无级调节机构的轴向滑动位移调节套上设置带螺母套的调节拨板,在内置伺服机构的输出轴与带螺母套的调节拨板之间设置与调节拨板的螺母套适配并形成螺旋传动结构的螺杆组件,螺杆/丝杆的另一端与内置伺服机构的输出轴相联接,伺服机构驱动丝杆旋转,螺杆/丝杆驱动带螺母套的调节拨板轴向移动的同时带动轴向位移调节套做同样运动,根据需要选择在带螺母套的的调节拨板上设置至少一个起滑动、导向和支撑作用的轴套,在传动轴支架上对应适配设置导柱/光杠,导柱/光杠穿过轴套以便起到支撑调节拨板和平衡翻转力的作用,其五种方案是在无级调节机构的轴向滑动位移调节套与内置伺服机构的输出轴之间设置曲柄摇杆往复运动机构、双摇杆往复运动机构、滑块往复运动机构、蜗轮蜗杆机构、组合式齿轮连杆机构、绕轴旋转轴向位移调节部件或轴向滑动位移调节部件及其相适配的调节联接组件,其六种方案是在无级调节机构的并与带轮柱销/滑块的轴向滑动位移调节套相联接的带有斜长形滑槽的推拉组件与内置伺服机构的输出轴之间设置径向传动组件,该组件可选用螺母——丝杆组件、齿条——齿轮组件、凸轮组件或连杆一一固定套组件,并与伺服机构相适配,其七种方案是依据机械传动原理对上述六种方案进行复合或组合结构设置,上述绕轴旋转轴向位移调节部件为带旋转轮柱销/滑块绕轴旋转轴向位移调节套或绕轴旋转轴向位移螺母/丝杆上设置的调节杆、调节手柄、调节盘、调节轮、皮带皮带轮系、齿轮轮系、螺母丝杆系和涡轮蜗杆系中的其中之一种,上述轴向滑动位移调节部件为轴向滑动位移套上设置的齿条系、螺母拨板组件、皮带皮带轮系、导轨导套部件、光杠副部件和丝杆副部件中的其中之一种,上述调节联接组件为带有开槽拨杠/拨叉的齿轮组件、皮带皮带轮组件、齿条副部件、丝杆螺母部件、涡轮蜗杆部件、锥形齿轮变向传动组件之一种或它们的复合/组合设计组件,无级调节机构的绕轴旋转轴向位移调节部件或轴向滑动位移调节部件、与调节联接组件和内置伺服机构三者根据公知的机械传动原理相互适配设置,已便实现控制器控制内置伺服机构来驱动调节联接组件进而自动调节绕轴旋转位移调节套或自动调节调节轴向位移调节套的位移量达到调节永磁耦合气隙间距和耦合面积的目的,根据需要附加设置行程放大、可调行程机构、反向自锁机构、变向传动机构、转矩变换或省力传动机构,上述控制器为刻度盘型手调控制器、数显控制器或智能控制器三种之一种,刻度盘型控制器由控制刻度盘、控制旋钮或按键、控制器输入输出接口、PLC可编程控制器接口单元及其相适配的控制电路和包括至少一种或至少一个传感器的外围单路、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳组成,上述数显控制器由控制单元、传感器、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳组成,上述智能控制器由控制单元、至少一种或至少一个传感器、伺服机构电源或/和控制器电源、电源开关、电源保险、接线端子排及控制器外壳构成,传感器有五种供选配,第一种是用于直接或间接检测永磁耦合气隙间距和耦合面积的位移传感器,第二种是用于检测主动或被动传动轴转速的传感器,第三种是用于传感永磁耦合组件温度和/或系统中关键轴承温度的温度传感器,第四种是用于传感料位或液位的传感器,第五种是用于传感水泵/风机/冷媒之输入/输出管道压力、流量、流速/风速的传感器,通用或非标数据通讯接口单元有4-20mA电流输入/输出接口、0-10V电压输入/输出接口、485/CAN接口、现场工业总线接口、互联网接口、局域网接口、无线通讯接口或专用非标接口,上述控制单元可选用微型计算机、人机界面一体机、触摸屏计算机、工控机或选用由嵌入式微处理器、显示器、操作键盘、控制器输入/输出接口构成的分体式计算机,控制器输入/输出接口设有至少一路且至少一种传感器及其适配的输入接口、至少一路开关量输入/输出接口单元、至少一路模拟量输入/输出接口单元、至少一个或至少一种通用或非标数据通讯接口单元,根据需要控制单元还可选择由PLC可编程控制器和触摸屏构成。
[0034] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述的主动转子盘/转筒联轴机构是由主动转子盘/转筒的本体盘、法兰、靠背轮、锁紧盘、涨紧套、轴、轴键、轴承、轴承套、轴承套支架/主动支架、联轴器及其相关联部件的联轴部件或它们的组合机构中的至少之一种组合构成,是用于主动转子盘/转筒与主动轴联轴器进行联接的组件并设置在主动转子盘/转筒与动力轴联轴器之间,所述的被动转子盘/转筒联轴机构是由被动转子盘/转筒的本体盘、法兰、靠背轮、锁紧盘、涨紧套、轴、轴键、轴承、轴承套、轴承套支架/被动支架、联轴器及其相关联部件的联轴部件或它们的组合机构中的至少之一种组合构成,是用于被动转子盘/转筒与被动轴联轴器进行联接的组件并设置在被动转子盘/转筒与负载轴联轴器之间。
[0035] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述冷媒供给装置为自来水管道及其自来水过滤器、冷水机/冷却装置及其过滤器、冷风机及其空气过滤器或除湿器、压缩空气管道、空气压缩机及适配冷媒机中的其中之一种或者为它们的组合装置,所述的主动/被动转子盘的本体及其圆周盘缘适当位置、贯通于永磁耦合气隙的轴向和径向的适配部件的适当位置以及安装轴承位置两侧的适配位置或部件上设置风道、扇叶和旋转自生风构件,以便使相应的轴承和永磁耦合转子盘组件得到自然冷却和自然散热以提高散热和冷却效率及系统可靠性。
[0036] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,所述一体化组装机构,由以下八个方面用途的组件或选用其中至少之一种部件进行选配和组合适配构成,其一是用于装配和防止松动的紧固套件,其二是用于支撑主动转子盘并适配于动力输出轴和主动轴联轴节相联接的主动转子盘传动轴及其主动支架组件,其三是用于支撑被动转子盘并适配于负载轴和被动轴联轴节相联接的被动转子盘传动轴及其被动支架组件,其四是用于安全防护、防尘、降噪、通风和美观的外罩,其五是用于整机装配和现场安装的机座,其六是用于支撑和安装永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构的调节机构支架,其七是用于支撑冷媒装置中冷却支架,其八是用于适配卧式或立式传动轴系统的主动盘支架、被动盘支架、冷却支架、机座、轴承组件、相适配的传动轴组件和联轴器,上述的调节机构支架、冷却支架、主动盘支架、被动盘支架、外壳和机座可进行兼用、组合或合并一体化设置,上述被动盘支架和主动盘支架有两种结构共选配设置,一种是用于支撑传动轴承/轴承套的板式或框架式结构,一种是用于支撑传动轴承/轴承套、同时兼作润滑邮箱、克服悬臂轴缺点的箱式结构。
[0037] 如上所述的带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置,其特征在于,上述技术方案可适配选用于传动轴耦合驱动和调速技术领域用作永磁耦合无级调速器或变速器的技术方案,即采用上述永磁耦合传动装置的技术方案适配替代自动变速器中由液力变矩器、离合器组成的核心组件,也可以适配替代摩擦式或液压式CVT自动变速器中的具有可变传动比功能的核心组件,设计制作成永磁耦合无级变速器,同理,采用上述永磁耦合传动装置的技术方案适配替代目前广泛应用的刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器,可制成对应的传动轴永磁耦合联轴器,上述技术方案可适配选用于切断/结合动力技术领域用作永磁离合器的技术方案,即采用上述永磁耦合传动装置的技术方案适配替代弹簧压紧式单/双盘摩擦离合器中由飞轮、压盘、从动盘、压紧弹簧和操纵机构组成的核心组件,也可以适配替代液力偶合器或电磁离合器中的液力传动组件或电磁传动组件,设计制作成永磁离合器,上述技术方案还可适配选用于电动机和内燃机测功机及动力传动设备试验机中的加载/负载装置的技术方案,即采用上述永磁耦合负载装置的技术方案适配替代交流电回馈、直流电回馈或磁粉涡流加载器/负载装置中的加载核心组件,设计制作成永磁耦合加载/负载装置,上述技术方案可适配选用于制动技术领域用作永磁耦合刹车装置的技术方案,即采用上述永磁耦合制动装置的技术方案适配替代盘式/蝶式刹车装置、鼓式刹车装置、电磁粉末刹车器、电磁涡流刹车器或电磁摩擦式刹车器,设计制作成永磁耦合刹车装置,或者采用上述永磁耦合制动装置的技术方案与公知的盘式/蝶式刹车或鼓式刹车技术方案相融合设计成具有永磁缓速刹车并且低速启动摩擦方式刹车功能的永磁——摩擦复合式刹车装置。附图说明
[0038] 图1为实施例1的工作原理及结构剖切示意图。
[0039] 图2为实施例1的固定螺旋槽套左端部分示意图。
[0040] 图3为实施例1的固定螺旋槽套剖切示意图。
[0041] 图4为实施例2的工作原理及结构剖切示意图。
[0042] 图5为实施例3的工作原理及结构剖切示意图。
[0043] 图6为实施例4的工作原理及结构剖切示意图。
[0044] 图7为实施例4的导体转子盘的剖切示意图。
[0045] 图8为实施例5的工作原理及结构剖切示意图。
[0046] 图9为实施例6的工作原理及结构剖切示意图。
[0047] 图10为实施例7的工作原理及结构剖切示意图。
[0048] 图11为实施例8的工作原理及结构剖切示意图。
[0049] 图12为实施例9的工作原理及结构剖切示意图。
[0050] 图13为实施例9的导体转子盘左侧冷却管道的左视图。
[0051] 图14为实施例9的导体转子盘的右视图。
[0052] 图15为实施例9的控制器的电路原理和组成技术方案1方框图
[0053] 图16为实施例9的控制器的电路原理和组成技术方案2方框图。
[0054] 图17为实施例9的控制器的电路原理和组成技术方案3方框图。
[0055] 图18为实施例10的工作原理及结构剖切示意图。
[0056] 图19为实施例10的机动/手动调节机构的剖切示意图及一体化电动执行器的左视图。
[0057] 图20为实施例11的工作原理及结构剖切示意图。
[0058] 图21为实施例11的推拉组件的右视图。
[0059] 图22为实施例12的导体转子盘的右示图。
[0060] 图23为实施例13的工作原理及结构剖切示意图。
[0061] 图24为图23中的背靠背转子盘联动凸轮槽拨杆副的俯视结构示意图。
[0062] 图25为实施例14的工作原理及结构剖切示意图。
[0063] 图26为实施例14的结构右视剖切示意图。
[0064] 图27为实施例14的结构左视剖切示意图。
[0065] 图28为实施例15的工作原理及结构剖切示意图。
[0066] 图29为实施例15的工作状态1结构剖切示意图。
[0067] 图30为实施例15的工作状态2结构剖切示意图。
[0068] 图31为实施例16的工作原理及结构剖切示意图。
[0069] 图32为实施例16的工作状态结构剖切示意图。
[0070] 图33为图32的剖切左视图。

具体实施方式

[0071] 实施例1
[0072] 如图1、图2和图3所示,它为“轴向磁场+径向磁场+径向磁场”单层串联三组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,由一组轴向磁场永磁耦合组件(轴向磁场圆环型金属导体式永磁盘107、轴向磁场圆环型永磁盘121)和二组径向磁场永磁耦合组件(径向磁场筒型电枢绕组盘103、径向磁场筒型永磁盘122,径向磁场筒型鼠笼电枢盘106、径向磁场筒型永磁盘123)、一副与永磁耦合组件中的主动转子盘(111)和转筒(112)相适配的主动转子盘联轴机构(151)和对应的主动轴联轴机构(152)、一副与永磁耦合组件中的被动转子盘(131)和转筒(132)相适配的被动转子盘联轴机构(被动转子盘本体133、花键套178、限位器169、花键轴168和170,支撑轴承172、173)和对应的被动轴联轴机构(键槽171)、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(移动连接盘161、旋转隔离轴承162、绕轴旋转轴向位移调节套163、滑块167、机动/手动调节手柄164、固定螺旋槽套165、螺旋槽166)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置(密封本体141、密封填料142、138、139,密封紧固套143、148,冷媒输入口144、冷媒输出口145、冷媒输入密封腔146、冷媒输出密封腔147、冷媒输出汇集器149、冷媒输入分配器150、转筒输出冷却管道108、转筒输入冷却管道109、转盘输出冷却管道119、转盘输入冷却管道120、冷媒输入分配器输入管117、冷媒输入分配器输入管口115、冷媒输出汇集器输出管118、冷媒输出汇集器输出管口116)、两套对各传动部件和调节机构进行润滑的润滑装置(180、
181)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架175、冷却支架176)和外壳(177)组成,永磁耦合组件中的主动转子盘(111)通过相适配的主动转子盘联轴机构(151)与对应的主动轴联轴机构(152)相联接,永磁耦合组件中的被动转子盘通过相适配的被动转子盘联轴机构(133、178、168、169、170)与对应的被动轴联轴机构(171)相联接,在被动转子盘本体(133)及其相关联的联轴机构(168、169、170)上设置适配的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(161、162、163、164、165、166、167),用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置是三端密封两密封腔式的一体化结构的闭路管道/管路式冷媒冷却装置,冷媒是冷却水或其它适用的冷却气体或液体,永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构为外置执行机构的机动/手动式气隙间距和耦合面积调节机构(164)。
[0073] 调速原理:固定螺旋槽套(165)被固定在被动盘支架(175);执行器或手动拖动调节手柄,带动绕轴旋转轴向位移调节套(163)绕固定螺旋槽套(165)旋转,绕轴旋转轴向位移调节套由于滑块(167)的限制,只能沿固定螺旋槽套上的曲线槽(166)的滑动。绕轴旋转轴向位移调节套通过旋转隔离轴承(162)推动被动转子盘(131、132、133、178)沿花键轴(168)轴向滑动,从而使永磁耦合转子盘气隙间距(182)和气隙径向耦合面积(183)同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现联轴器或负载转速的调节。
[0074] 冷却原理:本实施例为闭路管道/管路式冷媒冷却装置,其中密封本体(141)与核心密封组件之三级密封填料(142、138、139)构成一体化冷媒输入/输出旋转密封组件,闭路管道/管路式冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件(141、142、143、144、146、138)、冷媒输入分配器(150)、主动转子盘(111)和转筒(112)圆周上均布着冷却管道(120、109、108、119)、冷媒输出汇集器(149)、冷媒输出旋转密封组件(138、139、141、145、147、148)及其冷却支架(176)构成,冷媒输入密封腔(146)上一路冷媒输入口(144)通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,冷媒输出密封腔(147)上设有冷媒输出口(145)通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器(150)通过冷媒汇集入口(115、117)与冷媒输入密封腔(146)连通,并与冷却管道(120、109、108、119)相连通,冷媒输出汇集器(149)设有冷媒汇集出口(116、118),冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道(120、109、108、119),冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口(116、118)对接冷媒出口(145),以形成主动盘旋转在线冷却媒介流通通路,达到冷媒冷却发热的主动盘或者冷却发热的永磁耦合组件中的导体、电枢绕组转子盘/转筒的目的。
[0075] 润滑原理:润滑系统由支撑轴承(172、173)的润滑油嘴(181)、旋转隔离轴承(162)和花键(168)的润滑油嘴(180)构成,支撑轴承、旋转隔离轴承和花键轴在高速旋转过程中,油嘴(181、180)通过油泵在线供油,因支撑轴承、旋转隔离轴承和花键轴旋转致使润滑油存在离心甩出和流动现象,从而使得支撑轴承、旋转隔离轴承和花键轴均能达到润滑的目的。
[0076] 实施例2
[0077] 如图4所示,它为“径向磁场+径向磁场”两层两组永磁耦合组件嵌套式转筒结构的永磁耦合联轴器,由两组径向磁场永磁耦合组件(一组为径向磁场筒型金属导体电枢盘207与径向磁场筒型永磁盘221构成的永磁耦合组件,筒型永磁盘221内嵌套由金属导体电枢盘203与径向磁场筒型永磁盘221构成的另一组永磁耦合组件)、一副与永磁耦合组件中的主动转筒(212、213)相适配的主动转筒联轴机构(201、211、251)和对应的主动轴联轴机构(253、284、276)、一副与永磁耦合组件中的被动转筒(232)相适配的被动转筒联轴机构(被动转筒本体233、花键套278、花键轴268和270,支撑轴承272、被动盘支架273)和对应的被动轴联轴机构(键槽271)、一副永磁耦合转子盘气隙耦合面积调节机构(移动连接盘
261、旋转隔离轴承262、轴向滑动位移调节套263、带螺母套的调节拨板264和螺母266、导向滑动光杠265、丝杠267、手动/自动一体化多回转执行器297和298)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的机械密封型冷媒冷却装置(密封本体241、端面密封组件242、238、239,冷媒输入口244、冷媒输出口245、冷媒输入密封腔246、冷媒输出密封腔247、转筒输出冷却管道208和219、转筒输入冷却管道209和220、冷媒输入分配器输入管217、冷媒输入分配器输入管口215、冷媒输出汇集器输出管218、冷媒输出汇集器输出管口216)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架273、冷却支架276)和外壳(277)组成,用于冷却永磁耦合组件的冷媒冷却装置是三端两密封腔的一体化结构的机械密封型的闭路管道/管路式冷媒冷却装置。润滑装置与实施例1基本相同,故没有图示和说明;另外在主、被动转子盘上对应的适配位置设置了可移梅花状联轴器式的锁止/离合装置(292、
295、291、294),通过操作调节机构,使得主、被动转子盘之间气隙耦合(283)面积最大后,继续调节使得被动盘锁止/离合组件(294)与主动盘锁止/离合组件(295)互插联接或分离,以达到接通“硬连接”传输动力或断开“硬连接”的目的。
[0078] 调速原理与实施例1不同的有两个方面:一方面是用滑动位移调节结构代替了实施例1中的带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节结构;另一个方面是把多回转执行器(297、298)设置在被动盘支架(273)上使之成为一体化结构。多回转执行器的输出轴与丝杠(267)相连,通过螺母266拖动调节拨板(264)轴向位移,带动、轴向滑动位移调节套263、旋转隔离轴承262、移动连接盘261、被动盘(278、232、233、221)沿导向滑动光杠265和花键轴(268)轴向滑动,从而使气隙径向耦合面积(283)同步发生变化并使输出转矩发生变化,实现转速的调节。
[0079] 冷却装置的结构和冷却原理与实施例1不同的有两个方面:一方面是用机械密封的冷媒输入旋转密封组件代替了实施例1中的填料密封的冷媒输入旋转密封组件;另一方面本例中未设置冷媒输入分配器和冷媒汇集器,而是用足够多的冷媒输入分配器输入管217和冷媒输出汇集器输出管216直通转筒输入、输出冷却管道209和220、208、219,代替设置冷媒输入分配器和冷媒汇集器,其冷却原理与实施例1相同。
[0080] 实施例3
[0081] 如图5所示,它为“径向磁场+径向磁场”两层串联四组永磁耦合组件嵌套式转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,由四组径向磁场永磁耦合组件(由径向磁场筒型鼠龙式电枢盘303与径向磁场筒型永磁盘322构成的永磁耦合组件串联由鼠龙式电枢盘306与永磁盘323构成的永磁耦合组件,内嵌绕组电枢盘304与永磁盘322构成的永磁耦合组件串联由绕组电枢盘305与永磁盘323构成的永磁耦合组件)、一副与永磁耦合组件中的主动转筒(312、302)相适配的主动转筒联轴机构(301、311、351)和对应的主动轴联轴机构为标准件之涨紧套(未图示)、一副与永磁耦合组件中的被动转筒(332)相适配的被动转筒联轴机构(被动转筒本体333、中心转盘364和366、转盘力矩传输滑杠365、中心转盘364和366的联轴键360、中心轴368和370,支撑轴承372、被动盘支架373)和对应的被动轴联轴机构(键槽371)、一副永磁耦合转子盘气隙耦合面积调节机构(移动连接盘361、旋转隔离轴承362、轴向滑动位移调节套363、齿条369、正交安装的手动/自动一体化多回转执行器及其齿轮组件367)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的双端单腔盘根型冷媒冷却装置(密封本体341、盘根组件342、338,冷媒输入口344、冷媒输入密封腔346、转筒输入冷却管道315、317、
308和319、冷媒喷口309和320)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架373、冷却支架376)和外壳(377)组成。
[0082] 调速原理与实施例2不同的有2个方面:一方面是用齿轮-齿条式滑动位移调节结构代替了实施例2中的螺母-调节拨板式滑动位移调节结构;第二个方面是采用“中心轴-中心转盘-转盘力矩传输滑杠”传力结构代替了花键轴传力结构。多回转执行器输出轴上的齿轮(367)与轴向滑动位移调节套363上的齿条(369)啮合相连,齿轮(367)转动拖动齿条(369)、轴向滑动位移调节套(363)、旋转隔离轴承362、移动连接盘361、被动盘(332、333、322、323)在中心转盘(364)之转盘力矩传输滑杠(365)上轴向滑动位移,从而使气隙径向耦合面积(383)同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现输出轴(370)或负载转速的调节。
[0083] 冷却装置的结构和冷却原理与实施例2不同的有两个方面:一方面是用双端单腔盘根型的冷媒输入旋转密封组件代替了实施例2中的三端两腔机械密封型的冷媒输入旋转密封组件;另一方面本实施例采用的是带喷嘴/喷口的开路管道/管路式冷媒冷却装置。冷媒通过冷媒输入口(344)、冷媒输入密封腔(346)、转筒输入冷却管道(315、317、308和
319)、冷媒喷口(309、320)流经和从里向外直接喷洒到永磁耦合组件(303、322、306、323、
304、322、305、323)上,达到充分冷却发热部件的目的,而不受耦合气隙中旋转气流形成“气流屏障”的影响。
[0084] 实施例4
[0085] 如图6、7所示,它为“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,由一组轴向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘406与永磁盘422)、一组经向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘407与永磁盘421)、一副与永磁耦合组件中的主动转子盘(411)和转筒(412)相适配的主动转筒联轴机构(主动盘本体401、转子盘背轭411、联轴套451)和对应的主动轴联轴机构为标准件之涨紧套(未图示)、一副与永磁耦合组件中的被动盘(432)相适配的被动盘联轴机构(被动转筒本体
433、花键套478、花键轴468和470,支撑轴承472、被动盘支架473)和对应的被动轴联轴机构(键槽471)、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(移动连接盘461、旋转隔离轴承462、轴向滑动位移调节套463、带螺母套的调节拨板464和螺母466、导向滑动光杠465、丝杠467、伺服电机497)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的填料型三端双腔闭路管道/管路式冷媒冷却装置(密封本体441、端面密封组件442、438、439,冷媒输入口
444、冷媒输出口445、冷媒输入密封腔446、冷媒输出密封腔447、主动盘输入冷却管道408和419、主动盘冷却管道输入/输出连通器410、主动盘输出冷却管道409和420、冷媒输入分配器输入管417、冷媒输入分配器输入管口415、冷媒输出汇集器输出管418、冷媒输出汇集器输出管口416)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架473、冷却支架476)和外壳(477)组成。润滑装置与实施例1基本相同,故没有图示和说明。本实施例的调速原理和冷却装置与实施例2基本相同,不再赘述。需要指出的是,本实施中的伺服电机(497)和丝杠(467)可以用直线行程的执行器或直线电机来替代,只需把直线行程执行器/电机的输出轴联接到带螺母套的调节拨板(464)的螺母(466)上即可。
[0086] 实施例5
[0087] 如图8所示,它为“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,由一组轴向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘506与永磁盘522)、一组经向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘507与永磁盘521)、一副与永磁耦合组件中的主动盘(501)相适配的主动盘联轴机构(主动盘本体501、联轴套551)和对应的主动轴联轴机构为标准件之涨紧套(未图示)、一副与永磁耦合组件中的被动盘(532)相适配的被动盘联轴机构(被动转筒本体533、花键套578、花键轴568和570,支撑轴承572、被动盘支架573)和对应的被动轴联轴机构(键槽571)、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(移动连接盘561、旋转隔离轴承562、绕轴旋转轴向位移调节套563、滑块567、螺旋槽566、调节齿轮564、固定螺旋槽套565、长形主动齿轮596、手动/机动一体化多回转执行器597和598)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的双端单腔填料型冷媒冷却装置(密封本体541、盘根组件542、538,冷媒输入口544、冷媒输入密封腔546、输入冷却管道515、517、519和508、冷媒喷口509和520)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架573、冷却支架476)和外壳(477)组成。润滑装置与实施例1基本相同,故没有图示和说明。本实施例的调速原理与实施例1不同的是用调节齿轮(564)代替了调节手柄,设置了一体化多回转执行器(597、598)和长形主动齿轮(596),同时使长形主动齿轮(596)与调节齿轮(564)成轴向滑动啮合,利用执行器(597、598)驱动长形主动齿轮(596)并带动调节齿轮(564)旋转,使得绕轴旋转轴向位移调节套(563)绕固定螺旋槽套(565)旋转,绕轴旋转轴向位移调节套由于滑块(567)的限制,只能沿固定螺旋槽套上的曲线槽(566)的滑动,绕轴旋转轴向位移调节套通过旋转隔离轴承(562)推动被动转子盘沿花键轴(568)轴向滑动,从而使永磁耦合转子盘气隙间距和气隙径向耦合面积同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现输出转速的调节。本实施例的冷却装置与实施例3基本相同,不再赘述。另外在主动盘(501)、被动盘(533)上对应的适配位置设置了可摩擦式的锁止/离合装置(592、591),通过操作调节机构,使得主、被动盘之间气隙间距(583)最小后,继续调节使得被动盘上的锁止/离合组件(591)与主动盘上的锁止/离合组件(592)相互接触或分离,以达到接通“摩擦连接”传输动力或断开“摩擦连接”的目的。
[0088] 实施例6
[0089] 如图9所示,它为“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,由一组轴向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘607与永磁盘622的内端面)、一组经向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘603与永磁盘622的外圆周面)、一副与永磁耦合组件中的主动盘(601)相适配的主动盘联轴机构(主动盘本体601、联轴套651)和对应的主动轴联轴机构为标准件之涨紧套(未图示)、一副与永磁耦合组件中的被动盘(632)相适配的被动盘联轴机构(被动盘本体633、中心转盘664和600、转盘力矩传输滑杠665、空心中心轴668和670,支撑轴承672、被动盘支架673)和对应的被动轴联轴机构(键槽671)、一副永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(移动连接盘661、旋转隔离轴承662、绕轴旋转轴向位移调节套663、滑块667、螺旋槽666、多手柄齿盘式调节轮664、固定螺旋槽套665、带长槽拨盘(696)的齿轮(659)、电机齿轮(698)、带减速机的伺服电机697)、一套适配的用于冷却永磁耦合组件的唇式三端双腔闭路管道/管路式冷媒冷却装置(密封本体641、唇式密封组件642、638、639,冷媒输入口644、冷媒输出口645、冷媒输入密封腔646、冷媒输出密封腔647、主动盘输入冷却管道608和619、主动盘冷却管道输入/输出连通器610、主动盘输出冷却管道618和620、冷媒输入分配器输入管617、冷媒输出汇集器输出管616)、一副使系统成一体化整体结构的一体化组装机构(被动盘支架673、冷却支架676)和外壳(677)组成。本实施例的一个特点是利用一组永磁组件(622)构建两组永磁耦合组件,可更高效地利用昂贵的永磁材料制作更大功率的永磁耦合产品;本例的调速原理与实施例5不同的是用多手柄齿盘式调节轮(664)代替了调节齿轮,在电机齿轮(698)和多手柄齿盘式调节轮(664)之间增加了带长槽拨盘(696)的齿轮(659)并通过轴承(658)固定到固定螺旋槽套665,利用带减速机的伺服电机(697)驱动电机齿轮(698)并带动带长槽拨盘(696)的齿轮(659)旋转,多手柄齿盘式调节轮(664)上的每个调节手柄对应伸进齿轮(659)的长槽(696)中,使得绕轴旋转轴向位移调节套(663)绕固定螺旋槽套(665)旋转,绕轴旋转轴向位移调节套由于滑块(667)的限制,只能沿固定螺旋槽套上的曲线槽(666)的滑动,绕轴旋转轴向位移调节套通过旋转隔离轴承(662)推动被动盘在转盘力矩传输滑杠(665)轴向滑动,从而使永磁耦合转子盘气隙间距和气隙径向耦合面积同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现输出轴(670)或负载转速的调节。
本实施例的冷却装置与实施例4基本相同,不再赘述。
[0090] 实施例7
[0091] 如图10所示,它为“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构的永磁耦合联轴器,本实施例与实施例5不同之处主要表现在两个方面:①未设锁止/离合组件;②永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构的构成方面,用“带螺母/丝套的绕轴旋转轴向位移调节结构”代替了“带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节结构”,也就是说,本实施例中的永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构由移动连接盘(761)、旋转隔离轴承(762)、带螺母的轴向位移调节套(763)、球形铰链(785)、带丝套(765)的固定齿轮(764)、轴承(774)、主动齿轮(796)和多回转执行器(797)构成,主动齿轮(796)与带丝套(765)的固定齿轮(764)相啮合,固定齿轮(764)上的丝套(765)配装在轴向位移调节套(763)的螺母中,带丝套(765)的固定齿轮(764)通过轴承(774)装配在花键轴(770)上,球形铰链(785)安装在带螺母的轴向位移调节套(763)与机座(786)或支架(775、777)之间,执行器(797)驱动主动齿轮(796)并带动固定齿轮764)旋转,使得带螺母的轴向位移调节套(763)在球形铰链(785)的限制下只能轴向移动,带螺母的轴向位移调节套(763)通过旋转隔离轴承(762)推动被动转子盘沿花键轴(768)轴向滑动,从而使永磁耦合转子盘气隙间距和气隙径向耦合面积同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现输出轴(770)或负载转速的调节。本实施例的冷却装置与实施例3基本相同,不再赘述。
[0092] 实施例8
[0093] 如图11所示,它为“径向磁场+径向磁场”两层两组永磁耦合组件构成的转筒型结构的永磁耦合联轴器,本实施例与实施例2不同之处主要表现在主要表现在三个方面:①密封类型不同,由实施例2中的机械密封变成本例的软填料密封(841、842、838、839);②实施例2中的两组径向“金属导体电枢---永磁”耦合组件(207和221、203和221)变成了本例的“永磁---永磁”的双永磁耦合组件(803和823、804和823);③永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构的构成方面,用“带齿条(867)的轴向滑动位移调节套(863)、主动齿轮组件(869、896)”代替了实施例2中的“带调节拨板(264)的轴向滑动位移调节套(263)、螺母和丝杠组件(266、267)”,也就是说,执行器(897)驱动主动齿轮(869)并带动齿条(867),使得轴向位移调节套(863)轴向移动,进而通过旋转隔离轴承(862)推动被动转子盘沿花键轴(868)轴向滑动,从而使永磁耦合转子盘气隙间距和气隙径向耦合面积同步发生变化,使得输出转矩发生变化,实现输出轴(870)或负载转速的调节;④设置了控制器(899)。本实施例的冷却装置与实施例4基本相同,不再赘述。
[0094] 实施例9
[0095] 如图12、13、14、15、16、17所示,它为永磁耦合联轴器,本实施例与上述实施例不同之处主要表现在主要表现在五个方面:①采用实施例5中的“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构,由一组轴向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘906与永磁盘922)、一组经向磁场永磁耦合组件(金属导体电枢盘903与永磁盘921);②永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构采用实施例8中的“带齿条(967)的轴向滑动位移调节套(963)、主动齿轮组件(969)”结构形式,其工作原理相同;③设置了控制器(999),控制器(999)的电路原理和组成有三个技术方案,分别见图15、16、17所示;④增设了散热器(905);⑤冷媒冷却装置由实施例8中的“闭路管道/管路式冷媒冷却装置”变成本实施例的“喷淋/直吹式冷媒冷却装置”,它包括在主、被动盘(932)上设置的和冷媒散发通路(911、909),在主动盘(901)上设置的散热槽(917)、散热片(905)和冷媒冷却管道(907、908、910)以及外置的带冷媒输入口(921/923/925)和冷媒喷嘴(926/927/928)的环形冷却管道(920/922/924),冷媒通过冷媒输入口(921/923/925)、环形冷却管道(920/922/924)及其冷媒喷嘴(926/927/928),直接喷淋或直吹到主、被动盘上的发热部件,并经冷媒冷却管道(907、908、910)进入永磁耦合组件的内侧,达到散热的目的。
[0096] 实施例10
[0097] 如图18、19所示,它为永磁耦合联轴器,本实施例与上述实施例不同之处主要表现在主要表现在五个方面:①采用实施例6中的“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构(1007与1022、1003与1022);②永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构采用实施例1中的“带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节结构”,固定螺旋槽套(1065)由可轴向摆动的球形连接铰链/连杆式支架(1075)支撑;手动拖动调节手柄(1064)带动绕轴旋转轴向位移调节套(1063)绕固定螺旋槽套(1065)旋转,绕轴旋转轴向位移调节套由于滑块(1067)的限制,只能沿固定螺旋槽套上的曲线槽(1066)的滑动,绕轴旋转轴向位移调节套通过旋转隔离轴承(1062)推动被动转子盘(1032、1033)沿花键轴(1068)轴向滑动,达到调速目的;③未设被动盘支架,通过锁紧盘式联轴器(1071)直接与负载轴对接;④花键轴(1068、1070)采用锥形中空结构以减重和加强传矩可靠性;⑤冷媒冷却装置采用实施例6中的“唇式三端双腔闭路管道/管路式冷媒冷却装置”技术方案,达到冷却的目的。
[0098] 实施例11
[0099] 如图20、21所示,它为永磁耦合联轴器,本实施例与上述实施例不同之处主要表现在五个方面:①采用实施例4中的“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合型结构(1007与1021、1003与1022);②永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构采用“带轮柱销的轴向滑动位移调节套+带有斜长形滑槽的纵向/径向推拉组件”结构,轴向滑动位移调节套(1163)外圆两侧各设置一个轮柱销(1167),并设置与之相适配的带有斜长形滑槽(1166)的“框形”纵向推拉组件(1169)、在推拉组件(1169)上端面设有螺母(1182)和丝杠(1183)及执行器(1197、1198),在推拉组件(1169)侧面设有用于支撑和限制其做径向直线滑动的T形滑块(1185),在被动支架(1177)的内侧设置T形滑槽(1186),滑动位移调节套(1163)上的轮柱销(1167)可在推拉组件上的斜长形滑槽(1166)中滑动,执行器(1197、1198)通过丝杠和螺母(1183.1182)组件带动推拉组件(1169)径向往复移动时,进而带动滑动位移调节套(1163)呈轴向往复移动,达到调节转矩的目的;③未设主动盘支架,通过涨紧套式联轴器直接与动力轴对接;④花键轴(1068、1070)采用锥形中空结构以减重和加强传矩可靠性;⑤采用分布式冷媒单元自主微循环热传导管(1109)结构的冷媒冷却装置,自主微循环热传导管(1109)内部密封冷媒,冷媒可以把其内侧端部上的热量迅速传导到外侧端部,在得到转子盘旋转气流自然冷却后自动回到内侧端,自成微循环热传导系统,达到冷却永磁耦合组件的目的;⑥设置了“锥柄——锥套式”结构的锁止/离合装置,在主、被动转子盘适配位置分别设置锥柄(1191)和锥套(1192),通过气隙间距和耦合面积调节机构调节主、被动转子盘之间永磁耦合间隙最小或耦合面积最大位置(双点划线1123)后,继续调节使得主、被动转子盘靠近或分离,并使锥柄(1191)伸进或退出锥套(1192),达到接通“硬连接”传输动力/制动或断开“硬连接”的目的,提高动力传输、或制动可靠性。
[0100] 实施例12
[0101] 如图22所示,它为永磁耦合加载/负载装置,本实施例与上述实施例5不同之处主要表现在三个方面:①被动转子盘(1201)的被动轴联轴机构之短轴(1251)硬连接到被动支架(1276)上,并使他们处于不能移动或转动的状态,花键轴(1268、1270)用作加载/负载装置的输入轴使用;②采用浸没式冷媒冷却装置,它由设置在被动转子盘上的冷媒箱(1209),使得被动转子盘(1201)的外部浸没在冷却箱(1209)里、冷却箱的冷媒输入口(1244)和冷却箱输出口(1245)构成,冷媒经输入口(1244)进入冷却箱(1209),经过热交换后从输出口(1245)流出;③工作原理:主动转子盘(1231)通过操作永磁耦合转子盘气隙间距和耦合面积调节机构(1261、1262,1263,1264、1296、1297、1298)使得主动转子盘(1231)进/出被动转子盘(1201)转筒的过程中,与被动转子盘(1201)之间形成气隙磁场永磁耦合状态,其气隙耦合间距和耦合面积发生变化,磁扭矩相应发生变化,这时的磁扭矩就是制动扭矩,由于工作过程中其绝大多数热量是金属导体盘(1206、1207)产生的,浸没式冷媒冷却装置可以达到冷却永磁耦合组件的目的,其中的被动转子盘(1201)也可称为制动盘(1201),由于它不转动而与主动转子盘(1231)存在转差,形成磁扭矩或制动磁扭矩,扭矩调节原理参见实施例5。
[0102] 实施例13
[0103] 如图23、24所示,它为永磁耦合联轴器,把一套“轴向磁场+径向磁场”单层两组永磁耦合组件(轴向磁场的锅箅式电枢转子盘1303与永磁转子盘1321、径向磁场的永磁转子筒1307与永磁转子筒1322)构成的转子盘转筒结构和一套“轴向磁场”单层单组永磁耦合组件(轴向磁场的绕组电枢转子盘1306与永磁转子盘1323)构成的转盘结构进行同轴“背靠背”扭矩叠加串联设置而成,锅箅式电枢转子盘(1303)、永磁转子筒(1307)和绕组电枢转子盘(1306)适配地安装在铁磁材质的主动盘(1301)上,永磁转子盘1321适配地安装在左侧被动转子盘(1387)端面上、永磁转子筒(1322)适配地安装在左侧被动转子盘的转筒(1332)上,永磁转子盘(1323)适配地安装在右侧被动转子盘(1384)端面上;主动转子盘联轴机构由主动转子盘本体(1301)和法兰轴套(1351)构成,主动轴联轴机构为与法兰轴套(1351)相适配的涨紧套(未画出),被动转子盘联轴机构由被动转子盘本体(1384、1387)及其上的滑杠套(1368)、被动盘力矩传输滑杠(1369),中心转盘及其联轴器(1381)及中心短轴(1370)构成,被动轴联轴机构为中心短轴(1370)外端适配的被动轴联轴节(1371);气隙间距和耦合面积调节机构为手动无级调节机构,其构成及工作机理是:
两套能使背靠背被动转子盘(1384、1387)相向或相反方向联动的横式转盘联动机构由滑块/滑槽拨杆副(带滑槽1386的拨杆1383、拨杆轴1382、滑块1385)、被动盘力矩传输滑杠(1369),转子盘(1384、1387)的滑杠套(1368)、中心转盘及其联轴器(1381)、中心短轴(1370)、被动转子盘旋转隔离轴承(1362)、连接盘(1361)、带有螺旋槽(1366)的轴向位移调节套(1363)、带有与螺旋槽(1366)配合的圆柱销(1367)的旋转套(1365)及其上设置的调节手柄(1364)构成,在带有螺旋槽(1366)的轴向位移调节套(1363)与外壳(1377)之间设置可轴向摆动的球形铰链支架(1375);手动操作调节手柄(1364),带有圆柱销(1367)的旋转套(1365)做正、反向旋转运动,圆柱销(1367)带动设有滑槽(1386)的轴向位移调节套(1363)左右直线滑动,通过隔离轴承(1362)推拉被动转子盘(1384)在被动盘力矩传输滑杠(1369)左右滑动,被动转子盘(1384)通过横式转盘联动机构使对应适配的相邻背靠背设置的被动转子盘(1387、138)同时做相向或相反方向联动,使永磁耦合组件中的气隙磁场间距和耦合面积得到相应的调节,从而达到无级调节磁扭矩的目的。本实施采用与实施例6所使用的冷媒冷却技术方案对主动转子盘进行冷却,其中的两套被动转子盘设计成不对称或不一样,为了说明实施例可根据权利要求书中的所述技术方案进行组合、复合和融合得到很多变化的实施例,而不能局限于实施例。
[0104] 实施例14
[0105] 如图25、26、27所示,它为带止动器的永磁耦合刹车装置,本实施例与上述实施例12相同之处是均是应用制动扭矩功能,不同之处主要表现在三个方面:①带圆环槽形金属导体盘(1407)的主动转子盘(1401)/背铁磁轭硬连接到主动轴(1451)或轮毂上,扇形制动盘(1431)/背铁磁轭(1433)连接到直线行程执行器(1497)的输出轴(1496)上,扇形制动盘(1431)上的永磁体以N极、S极成对交错布设,执行器安装到固定支架(1477),在主动转子盘(1401)转筒外端部设置齿套(1491),在扇形制动盘(1431)的背铁磁轭(1433)外缘设置与齿套(1491)相适配的止动齿(1492);②未画出冷却装置,还有就是一般刹车时间断工作或时间较短可采用自然冷却方式;③制动工作原理:通过操作直线行程执行器(1497)使得扇形制动盘(1431)进/出或靠近主动转子盘(1401)的过程中,与主动转子盘(1401)之间形成气隙磁场永磁耦合状态,其气隙耦合间距和耦合面积发生变化,磁扭矩相应发生变化,由于扇形制动盘(1431)不转动而与主动转子盘(1401)存在转差,形成磁扭矩或制动磁扭矩,达到无接触、缓速制动刹车之目的;当缓速制动结束后,操作直线行程执行器(1497)使得扇形制动盘(1431)轴向右移,并使得其止动齿(1492)与主动转子盘(1401)上的齿套(1491)相啮合,达到止动目的;当不需要止动时,操作直线行程执行器(1497)使得扇形制动盘(1431)轴向左移,并使得止动齿(1492)与主动转子盘(1401)上的齿套(1491)处于非啮合状态即可。
[0106] 实施例15
[0107] 如图28、29、30所示,它为带止动器的永磁耦合刹车装置,本实施例与上述实施例14相同之处是均是应用制动扭矩功能,不同之处主要表现在三个方面:①采用“轴向磁场+径向磁场”单层单组永磁耦合组件构成的转子盘和转筒复合成圆锥筒型结构(1507与1521);②采用带轮柱销/滑块的绕轴旋转轴向位移调节套(1561)结构,轴向位移调节套(1561)一端固定到制动盘(1531)上,另一端套装在带花键轴套(1578)的固定螺旋槽套(1563)上,轴向位移调节套(1561)设置手动/机动调节盘(1564),固定螺旋槽套(1563)通过轴套套装在传动轴(1570)上,制动盘(1531)通过花键套安装在固定螺旋槽套(1563)的花键轴(1578)上;③锁止/离合装置有两个,即一个锁止/离合装置是装配在主动转子盘(1501)与制动盘(1531)之间的低速摩擦制动盘片(1591、1592)、另一个锁止/离合装置是装配在主动盘(1501)转筒外端部与制动盘(1531)本体之间的弹性止动锥柄-锥套结构(锥柄1594、弹性止动销1593、锥套1595、制动槽1596);④制动工作原理:操作手动/机动调节盘(1564)旋转,使得制动盘(1531)进/出或靠近主动转子盘(1501)的过程中,与主动转子盘(1501)之间形成气隙磁场永磁耦合状态,其气隙耦合间距和耦合面积发生变化,磁扭矩相应发生变化,由于制动盘(1531)不转动而与主动转子盘(1501)存在转差,形成磁扭矩或制动磁扭矩,达到无接触、缓速制动刹车之目的;当缓速制动结束后,操作手动/机动调节盘(1564)继续旋转使得制动盘(1531)轴向继续左移,并使得其低速摩擦制动片(1592)与主动转子盘(1501)上的低速摩擦制动片(1591)摩擦制动,达到低速制动之目的;
当需要止动时,手动/机动调节盘(1564)反向旋转使得制动盘(1531)轴向右移,并使得其弹性止动锥柄(1594)进入止动锥套(1595),进而使得弹性止动销(1593)与止动槽(1596)相啮合,达到止动之目的;当不需要止动时,手动/机动调节盘(1564)再反向旋转使得制动盘(1531)轴向左移,并使得其弹性止动锥柄(1594)拉出止动锥套(1595),进而使得弹性止动销(1593)与止动槽(1596)处于非啮合状态,达到非止动之目的。
[0108] 实施例16
[0109] 如图31、32、33所示,它为带止动器的永磁耦合刹车装置,本实施例与上述实施例14相同之处是均是应用制动扭矩功能,不同之处主要表现在三个方面:①采用“轴向磁场”单层单组永磁耦合组件构成的转子盘型结构(1607与1621);②采用轴向滑动位移调节套(1666)结构;③锁止/离合装置有两组,即一组锁止/离合装置是装配在主动盘(1601)外圆周与制动盘(1631)转筒外端部之间的低速弹性摩擦制动盘片(1693、1695)、另一组锁止/离合装置是装配在主动盘(1601)外圆周与制动盘(1631)转筒外端部的弹性止动锥柄-锥套结构(锥柄1694、弹性止动销1693、锥套1695、制动槽1696);④制动工作原理:
操作手动/机动调节盘(1664)旋转,使得制动盘(1631)进/出或靠近主动转子盘(1601)的过程中,与主动转子盘(1601)之间形成气隙磁场永磁耦合状态,其气隙耦合间距和耦合面积发生变化,磁扭矩相应发生变化,由于制动盘(1631)不转动而与主动转子盘(1601)存在转差,形成磁扭矩或制动磁扭矩,达到无接触、缓速制动刹车之目的;当缓速制动结束后,操作手动/机动调节盘(1664)继续旋转使得制动盘(1631)轴向继续左移,并使得其低速摩擦制动片(1692)与主动转子盘(1601)上的低速摩擦制动片(1691)摩擦制动,达到低速制动之目的;当需要止动时,手动/机动调节盘(1664)反向旋转使得制动盘(1631)轴向右移,并使得其弹性止动锥柄(1694)进入止动锥套(1695),进而使得弹性止动销(1693)与止动槽(1696)相啮合,达到止动之目的;当不需要止动时,手动/机动调节盘(1664)再反向旋转使得制动盘(1631)轴向左移,并使得其弹性止动锥柄(1694)拉出止动锥套(1695),进而使得弹性止动销(1693)与止动槽(1696)处于非啮合状态,达到非止动之目的。
[0110] 上述实施例1至16仅仅给出了本发明中的一些代表性结构的具体实施技术方案,以说明利用权利要求书中所述部件或组件技术方案进行组合或复合设计可有很多不同的方案,附图是为了减少方案阐述篇幅来说明设计方,因篇幅所限未能给出所有不同的实施例,只要其它的任何未背离本发明技术方案的实质而作出的改变、修饰、替代、融合、组合及简化的技术方案,都应受到本发明的权利约束和保护,比如采用适配推力轴承、适配外壳或支架做成与立式电机相联接的应用实施例之变形成“立式永磁耦合联轴器”,再比如“轴向磁场和径向磁场”的复合结构可制作成“转子盘+圆锥转筒”永磁耦合组件等,诸如此类的实施例就没有给出,因为“转子盘+圆锥转筒”永磁耦合组件实际上是“转子盘+转筒”永磁耦合组件的简单几何变形,并没有实质性区别。特别说明的是:①本《说明书》和本案的《权利要求书》案中多处使用了标点符号“/”,它代表“或者”或“并列”的意思;②在给出的刹车装置实施例中没有画出散热装置、冷却装置和润滑装置,一方面是因为在上述其它实施例中已对散热装置、冷却装置和润滑装置的技术方案作了比较详细的介绍可以依照具体、类似的方式、方法和技术方案进行适配设置,另一方面对于小功率(比如小型汽车的刹车装置)没有必要设置冷媒冷却装置;③对于“非在线手动调节机构”和“离心式自卸载调节机构”已经在本发明人已公开的专利中有详细的介绍,本案中没有具体说明。
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