專利名稱：軸向式磁力齒輪高速磁力泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高速磁力泵，尤其涉及一種軸向式磁力齒輪高速磁力泵。
背景技術(shù)：
磁力齒輪是一種新型的磁力傳動(dòng)技術(shù)，其利用永磁材料產(chǎn)生的磁力實(shí)現(xiàn)力或者扭矩的傳遞。與機(jī)械齒輪傳動(dòng)相比，磁力齒輪具有過載保護(hù)，無潤(rùn)滑，隔振，低噪聲，非接觸傳動(dòng)等。由于傳統(tǒng)的磁力齒輪傳遞的力或者扭矩很小，在工程上應(yīng)用的較少。2006年英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的學(xué)者在文章〈〈a high-performance axial-f ield magnetic gear >> 中提出了軸向式磁力齒輪，其由低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子，調(diào)磁環(huán)定子，高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子同軸依次排列組成。軸向式磁力齒輪扭矩傳遞能力與傳統(tǒng)的磁力齒輪相比大大提高，可以與機(jī)械齒輪相媲美。因此，將其應(yīng)用到工程中成了研究焦點(diǎn)。目前的高速磁力泵一般是在普通磁力泵基礎(chǔ)上加上機(jī)械齒輪變速箱來增速，這樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積增大，并且機(jī)械齒輪變速箱存在著許多缺點(diǎn)，如磨損、噪聲、振動(dòng)
坐寸ο
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種軸向式磁力齒輪高速磁力泵，該傳動(dòng)部分采用軸向式磁力齒輪，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低噪聲，無需潤(rùn)滑，具有過載保護(hù)能力。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案—種軸向式磁力齒輪高速磁力泵，包括泵、傳動(dòng)部分、電動(dòng)機(jī)，所述傳動(dòng)部分為軸向式磁力齒輪，軸向式磁力齒輪包括動(dòng)力輸出軸、高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、隔離套、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子和動(dòng)力輸入軸；所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子沿同一軸線依次分布，且三者之間有間隙；所述動(dòng)力輸出軸一端與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接，另一端與泵葉片連接為泵輸入動(dòng)力；所述動(dòng)力輸入軸一端與電動(dòng)機(jī)相連，另一端與低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接；所述調(diào)磁環(huán)定子通過螺柱支撐并固定在泵體上；所述隔離套位于高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子與調(diào)磁環(huán)定子之間，并將高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子包裹于內(nèi)，隔離套經(jīng)螺釘固定在泵體上。所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由高速支撐基體和高速永磁體組成，高速支撐基體為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，若干塊高速永磁體按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)。所述低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由低速支撐基體和低速永磁體組成，低速支撐基體為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，若干塊低速永磁體按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)。所述低速永磁體和高速永磁體相向布置。所述調(diào)磁環(huán)定子包括鋁盤和鐵心，鋁盤上開有若干個(gè)均勻分布的徑向槽，鐵心由硅鋼片疊加而成，并且鐵心填充于鋁盤徑向槽內(nèi)。[0013]所述高速永磁體磁極對(duì)數(shù)為Pl，所述低速永磁體磁極對(duì)數(shù)為P2，所述調(diào)磁環(huán)定子鐵心塊數(shù)為N,并且P1、P2、N滿足Ρ1<Ρ2, Ν=Ρ1+Ρ2。本實(shí)用新型的傳動(dòng)部分米用軸向式磁力齒輪，軸向式磁力齒輪的低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)經(jīng)調(diào)磁環(huán)定子調(diào)制后，產(chǎn)生與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子作用后形成電磁轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)力輸出軸旋轉(zhuǎn)作為泵的動(dòng)力輸入。本實(shí)用新型采用軸向式磁力齒輪代替現(xiàn)有的磁力聯(lián)軸器和機(jī)械齒輪箱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低噪聲，無需潤(rùn)滑，具有過載保護(hù)、低振動(dòng)、大扭矩、非接觸傳動(dòng)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高速無泄漏輸送液體。

圖1為本實(shí)用新型軸向式磁力齒輪高速磁力泵結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子示意圖；圖3為調(diào)磁環(huán)定子示意圖；圖4為低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子示意圖。圖中1動(dòng)力輸出軸，2高速支撐基體，3高速永磁體，4隔離套，5鋁盤，6鐵心，7低速支撐基體，8低速永磁體，9外殼，10動(dòng)力輸入軸，11-aUl-b軸承，12鎖緊螺母，13平鍵，14-a、14-b軸承，15螺柱，16平鍵；21泵，22傳動(dòng)部分，23電動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參見圖1至圖4，一種軸向式磁力齒輪高速磁力泵，包括泵21、傳動(dòng)部分22、電動(dòng)機(jī)23 ;所述傳動(dòng)部分22為軸向式磁力齒輪，軸向式磁力齒輪包括動(dòng)力輸出軸1、高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、隔離套4、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子和動(dòng)力輸入軸10。所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子沿同一軸線依次分布，且三者之間有間隙。所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由高速支撐基體2和高速永磁體3組成，高速支撐基體2為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，材料為普通結(jié)構(gòu)鋼，開有環(huán)形槽側(cè)朝向調(diào)磁環(huán)定子，目的是使其另一側(cè)隔磁，防止對(duì)非傳動(dòng)結(jié)構(gòu)造成影響。若干塊高速永磁體3按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)構(gòu)成圓周陣列，參見圖2，利用強(qiáng)力膠水和永磁體本身與高速支撐基體2的吸引作用貼合在高速支撐基體2的環(huán)形槽內(nèi)。所述調(diào)磁環(huán)定子包括非導(dǎo)磁鋁盤5和鐵心6，鋁盤5上開有若干個(gè)均勻分布的徑向槽，鐵心6由硅鋼片疊加而成，其目的為了減小鐵損，并且鐵心6填充于鋁盤5徑向槽內(nèi)，參見圖3。調(diào)磁環(huán)定子的鋁盤5通過螺柱15支撐并固定在泵21體上。所述低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和安裝方式與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子基本一致，低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由低速支撐基體7和低速永磁體8組成,低速支撐基體7為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，材料為普通結(jié)構(gòu)鋼，開有環(huán)形槽側(cè)朝向調(diào)磁環(huán)定子，目的是使其另一側(cè)隔磁，防止對(duì)非傳動(dòng)結(jié)構(gòu)造成影響。若干塊低速永磁體8按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)構(gòu)成圓周陣列，參見圖4，利用強(qiáng)力膠水和永磁體本身與低速支撐基體7的吸引作用貼合在低速支撐基體7的環(huán)形槽內(nèi)。所述低速永磁體8和高速永磁體3相向布置,參見圖1。所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的高速永磁體3的磁極對(duì)數(shù)為P1，參見圖2，其中Pl=2，所述低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的低速永磁體8磁極對(duì)數(shù)為P2，參見圖4，其中P2=5，所述調(diào)磁環(huán)定子鐵心6塊數(shù)(調(diào)磁塊齒極數(shù))為N，參見圖3，其中N=7，并且P1、P2、N滿足P1<P2, N=P1+P2。高速永磁體3和低速永磁體8的充磁方向?yàn)檠剌S線方向。所述動(dòng)力輸出軸I 一端與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的高速支撐基體2固定連接，另一端與泵葉片連接為泵21輸入動(dòng)力。所述動(dòng)力輸入軸10 —端與電動(dòng)機(jī)23相連，另一端與低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的低速支撐基體7固定連接。所述隔離套4位于高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子與調(diào)磁環(huán)定子之間，并將高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子包裹于內(nèi)，隔離套4經(jīng)螺釘固定在泵21體上。外殼9將整個(gè)傳動(dòng)部分22罩住并通過螺釘固定在泵21體上，將傳動(dòng)部分22密封起來。所述動(dòng)力輸出軸I 一端為泵21的動(dòng)力輸入軸，與泵21的葉片通過鍵相連。另一端與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的高速支撐基體2通過平鍵16相連。動(dòng)力輸出軸I左右兩端由泵21體和隔離套4通過軸承14-a和軸承14-b支撐起來，其中軸承14_a和軸承14_b為雙列軸承對(duì)稱布置，保證能承受較強(qiáng)的軸向力和徑向力?？拷~片一側(cè)的軸承14-a內(nèi)圈與動(dòng)力輸出軸I配合，由鎖緊螺母固定，軸承14-a外圈與泵21體輸入口配合，由泵體凸出肩固定。靠近高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的軸承14-b內(nèi)圈與動(dòng)力輸出軸I軸肩配合，由動(dòng)力輸出軸I軸肩和高速支撐基體2軸向固定，外圈與隔離套4凸出環(huán)形套配合，由隔離套4軸向固定。高速支撐基體2通過平鍵16與動(dòng)力輸出軸I徑向固定，通過動(dòng)力輸出軸I 一側(cè)的軸肩和軸承14-b內(nèi)圈軸向固定，使高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子與高速輸出軸I固定起來，為泵21輸出動(dòng)力。所述動(dòng)力輸入軸10的一端與電動(dòng)機(jī)23的輸入軸通過聯(lián)軸器相連,輸入動(dòng)力；另一端與低速盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子通過平鍵13相連。其中動(dòng)力輸入軸10左右兩端由調(diào)磁環(huán)定子和傳動(dòng)密封外殼9通過軸承ΙΙ-b和ΙΙ-a支撐起來，其中軸承ΙΙ-a和軸承l(wèi)l_b為雙列軸承對(duì)稱布置，保證能承受較強(qiáng)的軸向力和徑向力?？拷鼊?dòng)力輸入軸10 —側(cè)的軸承ΙΙ-a內(nèi)圈與動(dòng)力輸入軸10配合,外圈與外殼9配合,軸向通過鎖緊螺母12固定。另一側(cè)軸承11-b內(nèi)圈與動(dòng)力輸入軸10配合，軸承ΙΙ-b外圈與調(diào)磁環(huán)定子的鋁盤5內(nèi)徑所開的內(nèi)孔內(nèi)側(cè)相配合，軸向通過動(dòng)力輸入軸10軸肩固定。低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子通過平鍵13與動(dòng)力輸入軸10徑向固定,軸向由動(dòng)力輸入軸10軸肩固定。本實(shí)用新型的軸向式磁力齒輪高速磁力泵工作工程如下首先電動(dòng)機(jī)23通電后，其旋轉(zhuǎn)速度為n，電動(dòng)機(jī)23的輸出軸通過聯(lián)軸器帶動(dòng)動(dòng)力輸入軸10旋轉(zhuǎn),動(dòng)力輸入軸10旋轉(zhuǎn)速度為n2 ;動(dòng)力輸入軸10由于與低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子連接，帶動(dòng)低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子以速度n2轉(zhuǎn)動(dòng)，由于低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子表面嵌有P2對(duì)低速永磁體8，這就形成了速度為n2的P2對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通過調(diào)磁環(huán)定子的磁場(chǎng)調(diào)制作用，將P2對(duì)速度為n2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)調(diào)制輸出為速度為n3的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該速度為n3的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子的Pl對(duì)高速永磁體3作用，帶動(dòng)高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子以nl速度旋轉(zhuǎn)，并且nl/n2=-P2/Pl，負(fù)號(hào)說明速度相反，達(dá)到了非接觸傳動(dòng)變速目的。進(jìn)一步地，高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子與動(dòng)力輸出軸I相連，帶動(dòng)動(dòng)力輸出軸I以nl速度旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力輸出軸I作為泵21的動(dòng)力輸入軸，最終帶動(dòng)泵體葉片以nl速度旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型軸向式磁力齒輪高速磁力泵有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，在結(jié)構(gòu)上將泵與軸向式磁力齒輪軸向相連，充分利用了軸向式磁力齒輪的優(yōu)點(diǎn)，使其替代了磁力聯(lián)軸器和機(jī)械齒輪箱，結(jié)構(gòu)緊湊，并且具備過載保護(hù)能力。第二，軸向式磁力齒輪替代了機(jī)械齒輪箱，大大降低了噪聲，并且無需潤(rùn)滑。第三，充分利用了軸向式磁力齒輪的非接觸傳動(dòng)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高速無泄漏輸送液體。第四，大大減小了維護(hù)量，并且傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩和效率很高。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軸向式磁力齒輪高速磁力泵，包括泵(21)、傳動(dòng)部分(22)、電動(dòng)機(jī)(23)，其特征是所述傳動(dòng)部分(22)為軸向式磁力齒輪,軸向式磁力齒輪包括動(dòng)力輸出軸(I)、高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、隔離套(4)、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子和動(dòng)力輸入軸 (10)；所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子沿同一軸線依次分布，且三者之間有間隙；所述動(dòng)力輸出軸(I) 一端與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接，另一端與泵(21)葉片連接為泵輸入動(dòng)力；所述動(dòng)力輸入軸(10)—端與電動(dòng)機(jī)(23)相連，另一端與低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接；所述調(diào)磁環(huán)定子通過螺柱(15)支撐并固定在泵(21)體上；所述隔離套(4)位于高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子與調(diào)磁環(huán)定子之間，并將高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子包裹于內(nèi)，隔離套(4)經(jīng)螺釘固定在泵(21)體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由高速支撐基體(2 )和高速永磁體(3 )組成，高速支撐基體(2 )為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，若干塊高速永磁體(3)按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由低速支撐基體(7 )和低速永磁體(8 )組成，低速支撐基體(7 )為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，若干塊低速永磁體(8)按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子由低速支撐基體(7 )和低速永磁體(8 )組成，低速支撐基體(7 )為一側(cè)開有一個(gè)環(huán)形槽的圓盤，若干塊低速永磁體(8)按照N、S交替排列鑲嵌于環(huán)形槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述低速永磁體(8) 和高速永磁體(3 )相向布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述調(diào)磁環(huán)定子包括鋁盤(5)和鐵心(6)，鋁盤(5)上開有若干個(gè)均勻分布的徑向槽，鐵心(6)由硅鋼片疊加而成,并且鐵心(6)填充于鋁盤(5)徑向槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述調(diào)磁環(huán)定子包括鋁盤(5)和鐵心(6)，鋁盤(5)上開有若干個(gè)均勻分布的徑向槽，鐵心(6)由硅鋼片疊加而成,并且鐵心(6)填充于鋁盤(5)徑向槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸向式磁力齒輪高速磁力泵，其特征是所述高速永磁體(3) 磁極對(duì)數(shù)為Pl，所述低速永磁體(8)磁極對(duì)數(shù)為P2，所述鐵心(6)塊數(shù)為N，并且P1、P2、N 滿足P1〈P2，N=P1+P2。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種軸向式磁力齒輪高速磁力泵，包括泵(21)、傳動(dòng)部分(22)、電動(dòng)機(jī)(23)，傳動(dòng)部分為軸向式磁力齒輪，其包括動(dòng)力輸出軸(1)、高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、隔離套(4)、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子和動(dòng)力輸入軸(10)；高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)定子、低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子沿同一軸線依次分布；動(dòng)力輸出軸一端與高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接，另一端與泵葉片連接為泵輸入動(dòng)力；動(dòng)力輸入軸一端與電動(dòng)機(jī)相連，另一端與低速輸入盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子固定連接；調(diào)磁環(huán)定子通過螺柱(15)支撐并固定在泵體上；隔離套將高速輸出盤式磁齒輪轉(zhuǎn)子包裹于內(nèi)，并經(jīng)螺釘固定在泵體上。
文檔編號(hào)F04D13/02GK202851374SQ20122052184
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者劉洋, 劉超, 葉青春, 金晶, 高廣, 嚴(yán)建 申請(qǐng)人:劉洋, 劉超, 葉青春, 金晶, 高廣, 嚴(yán)建