卧式油冷型永磁调速器专利目的

《卧式油冷型永磁调速器》要解决的技术问题是提供一种额定功率更大、结构简单、装配方便、散热能力更强、噪声更低、气隙大小更容易控制的卧式油冷型永磁调速器，以克服2016年5月之前技术的上述缺陷。

卧式油冷型永磁调速器技术方案

《卧式油冷型永磁调速器》包括与第一轴相连接的外转子、与第二轴相连接的内转子以及与所述内转子相连接的调速机构，所述外转子上设有第一转子盘和第二转子盘，所述内转子上设有第三转子盘和第四转子盘，所述第一转子盘与所述第三转子盘相对并保持有气隙，所述第二转子盘与所述第四转子盘相对并保持有气隙；所述内转子还包括一中间盘，所述中间盘与第二轴固定连接并位于第三转子盘和第四转子盘之间，第四转子盘可滑动地套接在第二轴上，第三转子盘、中间盘和第四转子盘之间穿设多根与所述第二轴平行的传扭销，第三转子盘、第四转子盘和中间盘之间还设有气隙调节装置；所述第一轴和所述第二轴均为水平设置；所述调速机构包括调速部轴承座和蜗轮蜗杆组件，所述调速部轴承座套设于所述第二轴上，所述调速部轴承座与所述第二轴之间设有座体部轴承；所述蜗轮蜗杆组件处于所述调速部轴承座与所述外转子之间；所述蜗轮蜗杆组件包括蜗杆件、以及依次套设于所述第二轴上的蜗轮件和水平传动件，所述蜗轮件与所述调速部轴承座面接触，所述蜗杆件设置于所述蜗轮件的外部，且所述蜗杆件与一个电动执行器相连接；所述蜗轮件与所述水平传动件活动连接，所述蜗轮件可驱动所述水平传动件沿着所述第二轴的轴向移动，且所述水平传动件与所述第三转子盘固定连接；所述卧式油冷型永磁调速器还包括机壳，所述外转子、所述内转子与调速机构均位于机壳的内部，在所述机壳上设置有冷却油进口和油液出口；所述第一转子盘和所述第二转子盘的远离所述中间盘的侧面上设有罩体、多个盘体进油孔和多个盘体出油孔，多个所述盘体进油孔处于所述罩体的内侧，多个所述盘体出油孔处于所述罩体的外侧；所述第一转子盘和所述第二转子盘内具有空腔，所述盘体进油孔和所述盘体出油孔均与所述空腔连通；所述冷却油进口上连接的冷却油管路对准所述罩体的内部。

优选地，所述水平传动件包括：螺纹套和联接套，所述蜗轮件的内侧面上设有蜗轮内螺纹；所述螺纹套设有与所述蜗轮内螺纹相应的套部外螺纹，所述螺纹套与所述蜗轮件螺纹连接；所述螺纹套的内端通过调速部轴承件与所述联接套活动连接，所述联接套通过紧固件与第三转子盘相连接。

优选地，所述气隙调节装置包括一个齿轮和两根平行的齿条，两根齿条分别位于所述齿轮的两侧并与齿轮啮合，所述齿轮可转动地安装在中间盘上，其中一根齿条固定连接在第三转子盘上，另一根齿条固定连接在第四转子盘上。

进一步地，所述机壳上还设有润滑油进口；所述调速部轴承座上设有与所述座体部轴承连通的第一轴承进油口，所述第一轴承进油口与所述润滑油进口通过润滑油管路连通；所述调速部轴承座上设置有调速部法兰，所述调速部法兰上设有法兰出油口，所述法兰出油口与所述座体部轴承连通。

更进一步地，所述螺纹套上设有与所述调速部轴承件连通的第二轴承进油口，所述第二轴承进油口通过润滑油管路与所述润滑油进口连通。

更进一步地，所述第二转子盘的远离所述中间盘的一侧设有支撑轴承座，所述支撑轴承座通过支撑轴承件套设在第一轴上；所述支撑轴承座上设有与所述支撑轴承件连通的第三轴承进油口和第三轴承出油口；所述第三轴承进油口通过润滑油管路与所述润滑油进口连通。

更进一步地，所述冷却油进口和所述润滑油进口上均连接油泵，所述油泵与一控制器连接。

进一步地，所述电动执行器固定安装在机壳的壳壁外侧，电动执行器通过一根穿过所述壳壁的连杆与所述蜗杆件相连接。

优选地，所述外转子上的所述第一转子盘和所述第二转子盘为导体盘；所述内转子上的所述第三转子盘和所述第四转子盘为永磁盘。

卧式油冷型永磁调速器改善效果

（1）《卧式油冷型永磁调速器》的调速机构中采用了蜗轮蜗杆组件，蜗轮蜗杆组件能够产生更大的轴向推力，精度更高，延迟更小，能够准确控制，蜗轮蜗杆组件通过驱动采用螺纹结构螺纹套来调节转子的轴向位移，达到准确调整任意气隙大小的要求；

（2）该发明的调速机构中采用了蜗轮蜗杆组件，有利于优化气隙调节装置的结构，在调节时更便于控制两侧气隙的精度；

（3）该发明舍弃了2016年5月之前技术中采用的散热片结构对外转子和内转子进行散热的结构，改用冷却油液喷注进入罩体的内部，罩体的内部也就是核心发热区域，提升了大功率卧式油冷型永磁调速器的散热效率，降低了设备运转时的噪声。

（4）润滑油管路在设备运转时自动为各个轴承加注润滑油，流过轴承的润滑油不断地将摩擦产生的热量带走，利于轴承在运转过程中及时润滑与散热，同时避免人工定时加注润滑脂带来的麻烦。

（5）该发明可应用在常规卧式安装环境下，与卧式电机连接。

美国马格纳福斯公司提出的申请号为98802726.7的中国实用新型专利申请说明书公开了一种可调节磁偶合器，其包括第一旋转轴、第二旋转轴、安装在第一旋转轴上的两个导体转子、两个安装在第二旋转轴上且各包括相应一组永磁铁的永磁转子、以及推拉机构，两个永磁转子位于两个导体转子之间，且每个永磁转子与所对的导体转子之间各保持有气隙，由导体转子和永磁转子形成的两个气隙在推拉机构的作用下可同时增大或减小，从而相应地增大或减小输出转矩，最终使得在电机保持恒定转速的前提下，负载设备得到不同的转矩而产生不同的转速。但是，上述可调节磁偶合器在实际使用中存在这较多的缺陷，主要体现在以下几个方面：

一、导体转子上由磁感应产生的涡电流发热量巨大，当提高设备的额定功率后，依靠2016年5月之前的鳍片状散热片来强制空冷散热的作用有限，极易使磁偶合器因高温而烧毁；

二、鳍片状散热片在磁偶合器运转过程中所产生的噪声问题非常严重；

三、位于永磁转子中的气隙调节单元结构复杂、制造成本高昂、装配难度大；

四、用于形成推拉机构的调速内外套筒中的凸轮机构，由于凸轮滚子采用与沟槽面接触的滑动接触式滑块，故一旦失去润滑脂的润滑，极易使滑块在沟槽内卡死，从而导致无法调速；同时，其也无法准确控制调速机构的轴向位移，达不到所要求的气隙大小，调速精度难以得到保证。

上述主要缺陷的存在，影响了整个永磁调速器的运转稳定性，既限制了采用永磁调速器在某些大功率要求场合的应用，也限制了永磁调速器的广泛推广应用。

图1是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的结构剖视图。

图2是图1的A处的放大示意图。

图3是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的气隙调节装置的示意图。

图4是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的传扭销的示意图。

图5是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的内转子的结构分解示意图。

图6是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的调速机构的分解示意图。

图7是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的外转子的分解示意图。

图8是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的第三转子盘上设置永磁体的结构示意图。

图9是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的机壳的结构示意图。

图10是该实施例的卧式油冷型永磁调速器的调速机构的剖面示意图。

《卧式油冷型永磁调速器》涉及一种永磁调速装置，具体地说，是涉及一种卧式油冷型永磁调速器。

1.《卧式油冷型永磁调速器》包括与第一轴（110）相连接的外转子（200）、与第二轴（120）相连接的内转子（300）以及与所述内转子（300）相连接的调速机构（400），所述外转子（200）上设有第一转子盘（210）和第二转子盘（220），所述内转子（300）上设有第三转子盘（310）和第四转子盘（320），所述第一转子盘（210）与所述第三转子盘（310）相对并保持有气隙，所述第二转子盘（220）与所述第四转子盘（320）相对并保持有气隙；所述内转子（300）还包括一中间盘（500），所述中间盘（500）与所述第二轴（120）固定连接并位于所述第三转子盘（310）和所述第四转子盘（320）之间，所述第四转子盘（320）可滑动地套接在所述第二轴（120）上，所述第三转子盘（310）、所述中间盘（500）和所述第四转子盘（320）之间穿设多根与所述第二轴（120）平行的传扭销（601），所述第三转子盘（310）、所述第四转子盘（320）和所述中间盘（500）之间还设有气隙调节装置，其特征是：所述第一轴（110）和所述第二轴（120）均为水平设置；所述调速机构（400）包括调速部轴承座（410）和蜗轮蜗杆组件（420），所述调速部轴承座（410）套设于所述第二轴（120）上，所述调速部轴承座（410）与所述第二轴（120）之间设有座体部轴承（411）；

所述蜗轮蜗杆组件（420）处于所述调速部轴承座（410）与所述外转子（200）之间；所述蜗轮蜗杆组件（420）包括蜗杆件（421）、以及依次套设于所述第二轴（120）上的蜗轮件（422）和水平传动件（423），所述蜗轮件（422）与所述调速部轴承座（410）面接触，所述蜗杆件（421）设置于所述蜗轮件（422）的外部，且所述蜗杆件（421）与一个电动执行器（700）相连接；所述蜗轮件（422）与所述水平传动件（423）活动连接，所述蜗轮件（422）可驱动所述水平传动件（423）沿着所述第二轴（120）的轴向移动，且所述水平传动件（423）与所述第三转子盘（310）固定连接；所述卧式油冷型永磁调速器还包括机壳（10），所述外转子（200）、所述内转子（300）与调速机构（400）均位于机壳（10）的内部，在所述机壳（10）上设置有冷却油进口（11）和油液出口（12）；所述第一转子盘（210）和所述第二转子盘（220）的远离所述中间盘（500）的侧面上设有罩体（231）、多个盘体进油孔（232）和多个盘体出油孔（233），多个所述盘体进油孔（232）处于所述罩体（231）的内侧，多个所述盘体出油孔（233）处于所述罩体（231）的外侧；所述第一转子盘（210）和所述第二转子盘（220）内具有空腔（234），所述盘体进油孔（232）和所述盘体出油孔（233）均与所述空腔（234）连通；所述冷却油进口（11）上连接的冷却油管路对准所述罩体（231）的内部；所述机壳（10）上还设有润滑油进口（13）；所述调速部轴承座（410）上设有与所述座体部轴承（411）连通的第一轴承进油口（412），所述第一轴承进油口（412）与所述润滑油进口（13）通过润滑油管路连通；所述调速部轴承座（410）上设置有调速部法兰（413），所述调速部法兰（413）上设有法兰出油口（414），所述法兰出油口（414）与所述座体部轴承（411）连通。

2.根据权利要求1所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述水平传动件（423）包括：螺纹套（426）和联接套（424），所述蜗轮件（422）的内侧面上设有蜗轮内螺纹；所述螺纹套（426）设有与所述蜗轮内螺纹相应的套部外螺纹，所述螺纹套（426）与所述蜗轮件（422）螺纹连接；所述螺纹套（426）的内端通过调速部轴承件（425）与所述联接套（424）活动连接，所述联接套（424）通过紧固件与第三转子盘（310）相连接。

3.根据权利要求1所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述气隙调节装置包括一个齿轮（621）和两根平行的齿条（622a、622b），两根齿条（622a、622b）分别位于所述齿轮（621）的两侧并与齿轮（621）啮合，所述齿轮（621）可转动地安装在中间盘（500）上，其中一根齿条（622a）固定连接在第三转子盘（310）上，另一根齿条（622b）固定连接在第四转子盘（320）上。

4.根据权利要求2所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述螺纹套（426）上设有与所述调速部轴承件（425）连通的第二轴承进油口（4261），所述第二轴承进油口（4261）通过润滑油管路与所述润滑油进口（13）连通。

5.根据权利要求1所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述第二转子盘（220）的远离所述中间盘（500）的一侧设有支撑轴承座（221），所述支撑轴承座（221）通过支撑轴承件（222）套设在第一轴（110）上；所述支撑轴承座（221）上设有与所述支撑轴承件（222）连通的第三轴承进油口和第三轴承出油口（2212）；所述第三轴承进油口通过润滑油管路与所述润滑油进口（13）连通。

6.根据权利要求1所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述冷却油进口（11）和所述润滑油进口（13）上均连接油泵，所述油泵与一控制器连接。

7.根据权利要求3所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述电动执行器（700）固定安装在机壳（10）的壳壁外侧，电动执行器（700）通过一根穿过所述壳壁的连杆（710）与所述蜗杆件（421）相连接。

8.根据权利要求1所述的卧式油冷型永磁调速器，其特征是，所述外转子（200）上的所述第一转子盘（210）和所述第二转子盘（220）为导体盘；所述内转子（300）上的所述第三转子盘（310）和所述第四转子盘（320）为永磁盘。

如图1至图10所示，《卧式油冷型永磁调速器》包括：与第一轴110相连接的外转子200、与第二轴120相连接的内转子300以及与内转子300相连接的调速机构400，外转子200上设有第一转子盘210和第二转子盘220，内转子300上设有第三转子盘310和第四转子盘320，第一转子盘210与第三转子盘310相对并保持有气隙，第二转子盘220与第四转子盘320相对并保持有气隙；第一轴110与第二轴120中的一根为输入轴，另一根为输出轴，在该实施例中，第一轴110为输入轴，用于与电机轴相连接，且该卧式油冷型永磁调速器可应用在常规卧式安装环境下，第一轴110可与卧式电机连接；第二轴120为输出轴，用于与负载设备相连接； 该实施例中，第一轴110和第二轴120均为水平设置，即第一轴110的中轴线和第二轴120的中轴线均与水平面平行。

外转子200上的第一转子盘210和第二转子盘220为导体盘；内转子300上的第三转子盘310和第四转子盘320为永磁盘，在第一转子盘210与第三转子盘310相对并保持有气隙，从而可以构成永磁偶合器，在第一转子盘210与第三转子盘310之间传递扭矩，在永磁盘上镶嵌多块永磁体40，且永磁体40的N极、S极沿圆周方向交替排列，永磁偶合器的结构原理为2016年5月之前的技术。同样地结构是第二转子盘220与第四转子盘320相对并在二者之间保持有气隙；由于外转子200上设有两个导体盘，内转子300上设有两个永磁盘，使得该卧式油冷型永磁调速器运行时力平衡性更好。

内转子300还包括一中间盘500，中间盘500与第二轴120固定连接并位于第三转子盘310和第四转子盘320之间，中间盘500与第二轴120200键连接，从而可以传递扭矩。 第四转子盘320可滑动地套接在第二轴120上，第三转子盘310、中间盘500和第四转子盘320之间穿设多根与第二轴120平行的传扭销601，用于将第三转子盘310和第四转子盘320的扭矩传递给中间盘500，进而传递给第二轴120。其中一部分传扭销601固定在第三转子盘310上，并与中间盘500上的销孔624、第四转子盘320上的销孔624滑动配合，另一部分传扭销601固定在第四转子盘320上，并与中间盘500上的销孔624、第三转子盘310上的销孔624滑动配合。

第三转子盘310、第四转子盘320和中间盘500之间还设有气隙调节装置；气隙调节装置包括一个齿轮621和两根平行的齿条622a、622b，两根齿条622a、622b分别位于齿轮621的两侧并与齿轮621啮合，齿轮621可转动地安装在中间盘500上，其中一根齿条622a的一端固定连接在第三转子盘310上，另一端穿过中间盘500可插入第四转子盘320上对应的齿条孔623中；另一根齿条622b的一端固定连接在第四转子盘320上，另一端穿过中间盘500可插入第三转子盘310上对应的齿条孔623中。当第三转子盘310受到外力远离或靠近中间盘500时，这种气隙调节装置可以保证第四转子盘320也同步地远离或靠近中间盘500，从而保持内转子300两端的气隙相等。

上述传扭销601和气隙调节装置可以设置多组，沿圆周方向均布。

第三转子盘310与调速机构400固定连接；第四转子盘320通过一个滑套可滑动地套接在第二轴120上，第三转子盘310则通过螺钉与一个调速机构400相连接，调速机构400的作用就在于向第三转子盘310施加外力，使其远离或靠近中间盘500，从而带动上述气隙调节装置动作，调节内转子300与外转子200之间的气隙；调速机构400包括调速部轴承座410和蜗轮蜗杆组件420，调速部轴承座410套设于第二轴120上，调速部轴承座410与第二轴120之间设有座体部轴承411；蜗轮蜗杆组件420处于调速部轴承座410与外转子200之间；

蜗轮蜗杆组件420包括蜗杆件421、以及依次套设于第二轴120上的蜗轮件422和水平传动件423，蜗轮件422与调速部轴承座410面接触，蜗杆件421设置于蜗轮件422的外部，且蜗杆件421与一个电动执行器700相连接；蜗轮件422与水平传动件423活动连接，蜗轮件422可驱动水平传动件423沿着第二轴120的轴向移动，且水平传动件423与第三转子盘310固定连接。

水平传动件423包括：螺纹套426和联接套424，蜗轮件422的内侧面上设有蜗轮内螺纹；螺纹套426设有与蜗轮内螺纹相应的套部外螺纹，螺纹套426与蜗轮件422螺纹连接；螺纹套426的内端通过调速部轴承件425与联接套424活动连接，联接套424通过紧固件与第三转子盘310相连接。紧固件可为螺钉。

电动执行器700驱动蜗杆件421转动,蜗杆件421带动蜗轮件422转动,由于蜗轮件422的蜗轮内螺纹与螺纹套426的套部外螺纹啮合,所以,使得螺纹套426和联接套424产生轴向位移,联接套424可滑动地套在第二轴120上,并通过螺钉与第三转子盘310相连接,因此,调速机构400的转动能够推动第三转子盘310远离或者靠近中间,调节内转子300与外转子200之间的气隙；蜗轮蜗杆组件420能够产生更大的轴向推力，精度更高，延迟更小，能够准确控制，蜗轮蜗杆组件420通过驱动采用螺纹结构螺纹套426来调节转子的轴向位移，达到准确调整任意气隙大小的要求。

根据永磁偶合器的工作原理，调节内转子300与外转子200之间的气隙大小，可以调节内转子300与外转子200之间的滑差，进而达到无级平滑调速，实现高效节能。

卧式油冷型永磁调速器还包括机壳10，外转子200、内转子300与调速机构400均位于机壳10的内部，在机壳10上设置有冷却油进口11和油液出口12；第一转子盘210和第二转子盘220的远离中间盘500的侧面上设有罩体231、多个盘体进油孔232和多个盘体出油孔233，多个盘体进油孔232处于罩体231的内侧，多个盘体出油孔233处于罩体231的外侧；第一转子盘210和第二转子盘220内具有空腔234，盘体进油孔232和盘体出油孔233均与相应的空腔234连通；冷却油进口11上连接的冷却油管路对准罩体231的内部，多个盘体进油孔232和多个盘体出油孔233均沿着相应的第一转子盘210或第二转子盘220的周向均匀布置。在卧式油冷型永磁调速器转动过程中，冷却油进口11上连接的冷却油管路将冷却油对准罩体231的内部喷洒，第一转子盘210和第二转子盘220转动过程中的离心力，使得冷却油的流向改变，罩体231上的冷却油流入盘体进油孔232，然后盘体进油孔232中的冷却油流到空腔234中，再流入盘体出油孔233，从盘体出油孔233排出的冷却油沉积到机壳10的底部，再从油液出口12排出；通过油冷的方式带走第一转子盘210和第二转子盘220中因涡电流产生的热量。因此该发明具有很好的冷却效果，并且不会产生很大的噪音。

该发明舍弃了2016年5月之前的技术中采用的散热片结构对外转子200和内转子300进行散热的结构，改用冷却油液喷注进入罩体231的内部，罩体231的内部也就是核心发热区域，提升了大功率卧式油冷型永磁调速器的散热效率，降低了设备运转时的噪声。

机壳10上还设有润滑油进口13；调速部轴承座410上设有与座体部轴承411连通的第一轴承进油口412，第一轴承进油口412与润滑油进口13通过润滑油管路连通；调速部轴承座410上设置有调速部法兰413，调速部法兰413上设有法兰出油口414，法兰出油口414与座体部轴承411连通。

由于座体部轴承411设置于调速部轴承座410中，在调速部轴承座410上设置第一轴承进油口412，在调速部法兰413上设有法兰出油口414，使得润滑油能够流入座体部轴承411，在从法兰出油口414流出，流出的润滑油沉积到机壳10的底部，再从油液出口12排出。螺纹套426上设有与调速部轴承件425连通的第二轴承进油口4261，第二轴承进油口4261通过润滑油管路与润滑油进口13连通，润滑油通过第二轴承进油口4261流入调速部轴承件425中，之后直接排出调速部轴承件425，沉积到机壳10的底部，再从油液出口12排出。

第二转子盘220的远离中间盘500的一侧设有支撑轴承座221，支撑轴承座221通过支撑轴承件222套设在第一轴110上；支撑轴承座221上设有与支撑轴承件222连通的第三轴承进油口和第三轴承出油口2212；第三轴承进油口通过润滑油管路与润滑油进口13连通。润滑油从第三轴承进油口流入支撑轴承座221，再从支撑轴承座221的第三轴承出油口2212排出。

冷却油进口11和润滑油进口13上均连接油泵，油泵与一控制器连接，控制器控制油泵提供输送油液的动力。

在设备运转时，在油泵的作用下，润滑油向各个轴承供给，流过各个轴承的润滑油不断地将摩擦产生的热量带走，利于轴承在运转过程中及时润滑与散热，同时避免人工定时加注润滑脂带来的麻烦。

外转子200上的第一转子盘210和第二转子盘220之间通过多块气隙板20连接成笼形结构。电动执行器700固定安装在机壳10的壳壁外侧，电动执行器700通过一根穿过壳壁的连杆710与蜗杆件421相连接。调速部轴承座410固定在机壳10的底板上。机壳10的壳壁上开有多个观察孔31，以及外盖盖板，便于停机检修时观察内部情况以及更换配件。

该发明的整个卧式油冷型永磁调速器安装在一个机壳10中，通过冷却油冷却外转子200，通过润滑油冷却支承输入轴的支撑轴承件222和输出轴的座体部轴承411，并提供必要的润滑。该发明优化了调速机构400，采取蜗轮蜗杆结构，能够产生更大的轴向推力，精度更高，延迟更小，能准确控制，通过驱动采用螺纹结构螺纹套426来调节转子的轴向位移，达到准确调整任意气隙大小的要求。而且当应用于大功率的电机时，即400千瓦以上的电机，由于喷洒在外转子200上的冷却油也能够喷到内转子300上，所以，通过将用于冷却油喷淋在外转子200和内转子300上，利用离心力作用，通过内部设置的空腔234带走外转子200和内转子300内产生的热量，这样既使输入轴、输出轴上的轴承得到充分润滑，又有效地解决了大功率卧式油冷型永磁调速器外转子200和内转子300的散热问题，达到强制冷却的效果。该发明是一种额定功率更大、结构简单、装配方便、散热能力更强、噪声更低、气隙大小更容易控制的卧式油冷型永磁调速器。

2019年5月16日，《卧式油冷型永磁调速器》获得第六届中国专利优秀奖。

50——泵的吸入口径为50mm

AY——经过改造的卧式离心油泵

60——泵的设计点单级扬程为60m

2——泵的级数为2级

A——叶轮外径切割代号

AY型单、两级离心油泵系列，是在老Y型离心油泵系列的基础上进行改造并重新设计的。它是为满足现代化建设的需要，尽快地适应以节能为中心的设备更新换代而发展的新产品。