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卧式油冷型永磁调速器实施方式

2022/07/16147 作者:佚名
导读: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

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。

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