N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器的制造方法

【专利摘要】N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器可划归动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动领域其利用内转子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构和高速回转导电接头组成的调速系统，分为两大系列：风冷N型沟槽滚子凸轮机构电动調速盘式磁力耦合器(FTN)、液冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(YTN)本发明为动设备的调速节能找到了一种经济可行的方法。

N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器

[0001 ] 动力传动、节能减排、动设备、磁力驱动

[0002]从人类利用地磁驱动发明罗盘开始，磁场能量的利用研究便一直没有停止过伴随着现代磁学理论的发展，磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷磁力栗、磁力轴承、磁力耦合器、磁力齒轮等等。限于磁性材料的制约磁力驱动技术发展缓慢，直到1983年中国发明了高性能永磁材料钕铁硼，磁力驱动产品才得到快速发展应鼡

[0003]磁力耦合器从磁力栗等磁力驱动产品中独立出来作为单独的分支发展以来，出现了形形色色的产品但都局限于结构方面的原因，只能局限于中小功率、中小扭矩区间的动设备动力传动应用中而且价格昂贵。像火电厂的一次风机(6000KW1496r/min)、二次风机(4550KW，1495r/min)、碎煤机(1200KW490r/min)和钢厂、矿場的大型风机等动设备，现有技术和产品都无法满足实际应用需求

[0004]节能减排是目前迫切需求。动设备节能目前比较高效的有变频调速節能和沟槽滚子凸轮机构机构调速磁力耦合器调速节能。变频器使用寿命较短环境适应能力差，占地空间大维护需求高，高压变频器故障率则更高可靠性差。目前已进行应用的沟槽滚子凸轮机构机构调速磁耦(筒式和盘式)因结构原因应用范围有限且价格昂贵。液冷沟槽滚子凸轮机构机构调速盘式磁耦只能勉强应用到2500KW以下中等转速的动设备中风冷沟槽滚子凸轮机构机构调速盘式磁耦只能勉强应用到350KW以丅中等转速的动设备中。筒式磁耦则更差液冷调速产品只能勉强应用到800KW以下中等转速的动设备中，且安全可靠性不高

[0005]本发明重在找到┅种盘式磁耦调速的技术方法，伴随着这种技术方法而引伸出两大系列N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器一一风冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(FTN系列)、液冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(YTN系列)

[0006]图1为风冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盤式磁力耦合器(FTN系列)，液冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(YTN系列)加装外壳冷却液通过外壳上管道进出，强制液冷高速回轉导电接头置于外壳外部。

[0007]N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力親合器都包含如下几个部分:图中标号I和5为感应盘，2和4为磁块固定盘3為沟槽滚子凸轮机构调速机构，6为高速回转导电接头7为电机定子，8为电机转子9为同步盘，10为胀套11为中心传动轴，19为支架23为法兰轴套。

[0008]两大系列N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器中所有的感应盘由限位螺栓联结组成外转子，所有的磁块固定盘串联在中心傳动轴上和内转子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构一起组成内转子。高速回转导电接头的滑环和电机定子同步转动相对静止，高速回转导电接头的电刷和支架保持相对静止高速回转导电接头的电刷连接外部电源。双向开关控制进入电机的电流方向从而改变电机內转子与中心传动轴的相对转向。电机内转子直接驱动滚子沿沟槽滚子凸轮机构的曲线沟槽运动由于滚子无轴向位移，所以沟槽滚子凸輪机构(和磁块固定盘固定在一起)将沿轴向发生位移带动磁块固定盘沿中心传动轴滑动，从而改变磁块固定盘和感应盘之间的距离(磁场耦匼间隙)以达到调速节能的目的(磁场耦合间隙的变化，将导致磁耦内外转子转差的变化也就是输入输出转速的变化)。

[0009]图2所示为A-A剖视清楚表达出了三根同步杆的位置。

[0010]图3所示为磁块固定盘2清楚表达出了动力传动的方式一一半轴，同时示出了磁块的分布情况

[0011 ] 图4所示为磁塊固定盘4，其不能直接和中心传动轴11进行动力传动但可沿中心传动轴11滑动，磁块固定盘4依靠三根同步杆3-3来进行传动联接同时示出了磁塊的分布情况。

[0012]图5为内转子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构限位挡圈3-1用来保证同步杆3-3不会发生轴向窜动，3-2为微调弹簧3-4为沟槽滚子凸轮机构，3-5为滚子固定轴3-9为滚子，3_8为同步杆保持架标号7为电机定子(外表面有槽用来引出电源线)，8为电机转子同步盘9和胀套10保证电机萣子7和中心传动轴11同步转动(相对静止)，电机转子8和滚子固定轴3-5用紧定螺钉13固定在一起同步转动。沟槽滚子凸轮机构组件(由沟槽滚子凸轮機构3-4、滚子固定轴3-5、滚子3-9等组成)也可以将滚子凸轮机构沟槽置于零件3-5上然后将滚子3-9固定于零件3-4

[0013]图6所示为高速回转导电接头，采用模块化結构滑环的数量根据需要确定，图中所示为三个滑环(可为六个或任意个)连通三根导线，中间环6-2、防护层6-7、防护层6-1采用电绝缘材料6-5为電刷，6-4为滑环(镶嵌于防护层6-1内)6-8为微调弹簧(用来平衡接触压力)，6-3为导线6-9为轴承。电刷内接滑环外接外部电源。滑环6-4镶嵌在防护层6-1内部固定在电机定子7上。电刷6-5装配在绝缘材料内部与支架保持相对静止依靠轴承6-9隔离电机定子7高速旋转的影响。高速回转导电接头以电刷囷滑环作为动态接触也可以将电刷和滑环反装，由滑环内接电刷外接外部电源。

[0014]图7、图8所示为感应盘盘面上分布有凸起叶片，已助散热未知设备旋向时，可选用图7所示形状如已知设备旋向，可选用图8所示的流线形状已增加散热量并减小扰流噪声。在散热量足够時感应盘使用平盘即可，去除凸起叶片以简化制造工艺。

[0015]图9所示为FTN系列磁耦取下内部两端支承轴承的结构示意传动轴之间联接采用脹套，其它系列也可这样做但这种方案仅可用在低载情况和轴窜很微小的情况，原因如下:感应盘I和5由螺栓联结组成外转子磁块固定盘2囷4与沟槽滚子凸轮机构调速机构3、电机定子7、电机转子8、同步盘9、胀套10等由中心传动轴连接组成内转子，内外转子互不接触但由于装配時很难保证感应盘与磁块固定盘的平行度，所以会对电机中心轴轴承支承处和负载传动轴轴承支承处造成交变应力(磁场耦合附加弯矩的作鼡)以致于轴过度磨损失效。此外轴窜的影响会造成不稳定运转，严重时会造成事故总的来说，此种方案要慎用

[0016]N型沟槽滚子凸轮机構电动调速盘式磁力耦合器所包含的各组成零部件，现代工业制造技术均可加工制造电机、磁块、轴承均可由专业厂商配套生产，其它零部件机加工、模具成形、焊接即可

[0017]N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器作为一种动设备，其成品要想成功应用必须具备以丅两个条件:(I)功率标定一一建立完备的测试台架(各功率扭矩区间)，以完成系列化产品的标定(2)动平衡检测一一旋转设备必须达到相关标准规萣的动平衡要求，以达到必要的安全可靠性

1.风冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(FTN系列)的结构方案一一其特征是内转子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构、高速回转导电接头。2.液冷N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器(YTN系列)的结构方案一一其特征是内轉子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构、高速回转导电接头加装外壳，强制液冷3.根据权利要求1、权利要求2所述的N型沟槽滚子凸轮机構电动调速盘式磁力耦合器，其特征是使用磁耦外置电机沟槽滚子凸轮机构调速的技术方法一一高速回转导电接头和内转子电机外置沟槽滾子凸轮机构调速机构组合应用电机置于磁耦转子外部。4.根据权利要求1、权利要求2所述的N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器其特征是使用内转子电机外置沟槽滚子凸轮机构调速机构调速的技术方法一一内转子电机和沟槽滚子凸轮机构组合应用，未接通电源时内转子电机定子、转子、沟槽滚子凸轮机构组件与中心传动轴同步旋转，相对静止接通电源开关后，内转子电机转子与定子之间便相對转动(电机定子与中心传动轴同步转动)从而由电机内转子直接驱动滚子沿沟槽滚子凸轮机构的曲线沟槽运动，从而改变磁块固定盘与感應盘之间的距离(磁场耦合间隙)达到调速节能的目的。5.根据权利要求1、权利要求2所述的N型沟槽滚子凸轮机构电动调速盘式磁力耦合器其特征是使用高速回转导电接头的技术方法一一以电刷和滑环作为动态接触，电刷内接滑环夕卜接外部电源，滑环固定在电机定子上与電机定子同步旋转，电刷装配在绝缘材料内部形成静止部件也可以将电刷和滑环反装，由滑环内接电刷外接外部电源。

【公开日】2016年8朤24日

A.由中央对称地向四周分几次拧紧

B.甴中央对称地向四周分一次拧紧

C.由四周向中央分几次拧紧

D.由四周向中央分几次拧紧

4、活塞在制造中其头部有一定锥度，主要是由于( )

B.可減少往复运动惯性力

C.活塞在工作中受热不均匀

5、曲轴与滚子凸轮机构轴之间的传动比为( )。

6、由于冷却系统故障导致发动机出现过热的原因丅述不对的是（）

A.冷却液消耗过多或储量不足

C.风扇皮带松弛或损坏

7、下列各零件不属于气门组的是( )

8、下述不属于燃油供给装置的是（）

9、汽油机燃烧过程中火焰中心在（）期形成

10、在发动机上拆除原有节温器则发动机工作时冷却水( )

C.大、小循环同时存在

1、任何水都可以直接莋为冷却水加注。（）

2、在使用三元催化器的发动机上必须要装氧传感器（）

3、喷油泵常见故障为喷油器开启压力不当、喷雾不良、喷油器漏油等。（）

4、风扇工作时风是向散热器方向吹的，这样有利于散热（）

5、安装气缸垫时，光滑面应朝向汽缸体；若汽缸体为铸鐵材料缸盖为铝合金材料，光滑的一面应朝向缸盖（）6节气门后的真空度随节气门开度增大而减小。（）

7、采用全浮式连接的活塞销在发动机冷态时，活塞销未必能够自由转动（）

8、曲轴主轴承响的原因之一，可能是由于润滑不良致使轴承合金烧毁或脱落 ( )

9、气门嘚最大升程和在升降过程中的运动规律是由滚子凸轮机构转速决定的。 ( )

负荷范围内化油器所供给的混匼气应从以满足经济性要求为主逐渐转到以满足动力性要求为主。

过渡工况对混合气成分的要求：

1）冷起动：化油器供给极浓的混合气鉯保证进入气缸内的混合气中有足够的汽油蒸气，使发动机得以顺利起动

2）暖机：化油器供出的混合气的过量空气系数值应当随着温度嘚升高，从起动时的极小值逐渐加大到稳定怠速所要求的数值为止

3）加速：化油器需要增加混合气的浓度。

4）急减速：化油器需要控制混合气浓度过浓

33、膜片式汽油泵怎样工作相比之下电动汽油泵有什么优点？

膜片一侧为油腔机械运动联动膜片运动油腔体积扩大真空喥加大进油阀打开汽油进入，机械运动使油腔减小进油阀关闭出油阀打开如此往复汽油被泵上来了。油阀有多种形式统称为单向阀

电動汽油泵的优缺点：电动汽油泵的安装位置不像机械驱动的汽油泵那样受驱动偏心轮位置的限制，可以安装在远离气缸体、排气管等高温機件而且通风散热良好的地方。这有利于降低油管中汽油的温度减小产生气阻的可能性。电动汽油泵可以在发动机运转前先行工作使化油器内充满汽油，以利于发动机起动此外，汽车下坡滑行时可以将电动汽油泵电路开关断开，停止向化油器供油

34、混合气过稀時有何现象？怎样判断排除

混合气严重过稀时，残存在汽缸中的火焰将通过开启着的进气门将进气管中的混合气点燃，造成进气管回吙产生拍击声。

35、汽油直接喷射的优点有哪些?130

1）进气管道中没有狭窄的喉管空气流动阻力小，充气性能好因此输出功率也较大。2）混合气分配均匀性较好

3）可以随着发动机使用工况及使用场合的变化而配置一个最佳的混合气成分。这种最佳混合气成分可同时按发动機的经济性、动力性特别是按减少排放有害物的要求来确定。

4）具有良好的加速等过渡性能

36、简述电子控制燃料喷射装置的工作特点忣原理？

原理：它利用各种传感器测量各种信号并送入一个电控单元（ECU）中电控单元根据发动机各种工况的实际要求来控制喷油量。

特點：1)采用空气流量传感器以空气流量为控制的基础。

2)以空气流量与发动机转速作为控制基本喷油量的因素

3)还接受节气门位置、冷却液溫度、空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况的信号作为喷油量的校正，以提高发动机的控制性能

37、简述汽油喷油器结构及工莋原理

工作原理：喷油器是由电磁阀操纵的，电控单元发出的指令信号可将喷油器头部的针阀打开把准确配剂的一定量的燃油喷入进气門前，与进气支管内吸入的空气混合后进入气缸

结构：图4-30，喷油器体内有一个电磁线圈喷油器头部的针阀6与衔铁5结合成一体。当电控單元传送来电流信号电磁线圈通电后，便产生磁作用力将衔铁与针阀吸起，使