1.2　磁力耦合傳動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式

磁力耦合傳動(dòng)裝置屬于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1-8所示，主要由三個(gè)部分組成。

①與主動(dòng)磁場(chǎng)和從動(dòng)磁場(chǎng)相結(jié)合的機(jī)械分別構(gòu)成主動(dòng)磁機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件和從動(dòng)磁機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，還有與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相配套的導(dǎo)向裝置等；

②主、從動(dòng)磁運(yùn)動(dòng)部件之間的工作氣隙中設(shè)置了隔離套部件，包括隔離套工作狀態(tài)（如溫度等）的測(cè)試裝置及導(dǎo)向裝置等；

③運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置及控制系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)如圖1-9所示。

它的程序是：動(dòng)力控制系統(tǒng)控制動(dòng)力機(jī)工作，根據(jù)運(yùn)行要求，動(dòng)力機(jī)工作轉(zhuǎn)速可調(diào)，工作轉(zhuǎn)向可變換，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)磁組件運(yùn)行工作后，主、從動(dòng)磁組件磁場(chǎng)透過(guò)隔離套4的器壁相互耦合，當(dāng)主動(dòng)磁組件3進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)磁組件6由于磁場(chǎng)作用開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；從動(dòng)磁組件帶動(dòng)和控制負(fù)載傳動(dòng)及導(dǎo)向裝置5正常運(yùn)行，件5工作時(shí)拖動(dòng)傳動(dòng)桿及負(fù)載按程序進(jìn)行工作，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)器8主要檢測(cè)從動(dòng)磁組件及件5、件7的工作運(yùn)行狀態(tài)；溫度檢測(cè)裝置9主要檢測(cè)隔離套及內(nèi)部溫度狀態(tài)；隔離套4除具備密封隔離的作用外，還對(duì)主、從動(dòng)磁組件具有定位、支撐以及控制從動(dòng)磁組件定向運(yùn)動(dòng)的作用。

從磁力耦合傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用功能來(lái)看，其運(yùn)動(dòng)形式大致可分為以下幾種：

（1）主、從動(dòng)磁組件做同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

如圖1-8所示。此類運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)構(gòu)屬于基本類型，其應(yīng)用非常廣泛，普遍應(yīng)用于磁傳動(dòng)泵、磁傳動(dòng)攪拌反應(yīng)釜、高速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械等設(shè)備上。當(dāng)主動(dòng)磁組件被動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)磁組件在耦合磁場(chǎng)的作用下跟隨主動(dòng)磁組件同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由于耦合磁場(chǎng)的作用，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全受主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的牽動(dòng)和制約。

（2）主、從動(dòng)磁組件做同步直線運(yùn)動(dòng)

如圖1-10所示。當(dāng)主動(dòng)磁組件1做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)磁組件2跟隨件1做直線運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)磁組件1為環(huán)狀，設(shè)置在隔離套外側(cè)，通常由外磁體、磁屏蔽體、外罩、傳動(dòng)支撐部件等零部件所組成。從動(dòng)件也是環(huán)狀，由內(nèi)磁體、內(nèi)隔離罩、磁屏蔽體、緊固件、傳動(dòng)支撐件等零部件所組成。

（3）主、從動(dòng)磁組件做同步螺旋運(yùn)動(dòng)

由于螺旋運(yùn)動(dòng)是平面圓周運(yùn)動(dòng)與圓周平面垂直方向上的直線運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，所以它較前兩種單一運(yùn)動(dòng)形式的磁力耦合傳動(dòng)裝置復(fù)雜得多，從磁路排布上完成了復(fù)合運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的疊加，使得彼此疊加的多個(gè)場(chǎng)的作用力有序化從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。如圖1-11所示。

這種磁力耦合傳動(dòng)裝置的外形與直線同步運(yùn)動(dòng)裝置相接近。螺旋式復(fù)合運(yùn)動(dòng)裝置的主動(dòng)件做螺旋式旋轉(zhuǎn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)磁組件同時(shí)也隨之做相同的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，其主、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)軌跡是相同的。這種結(jié)構(gòu)還可以分別完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

（4）主動(dòng)磁組件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)磁組件的傳動(dòng)桿做直線運(yùn)動(dòng)

這種形式是主、從動(dòng)磁組件做不同狀態(tài)運(yùn)動(dòng)的組合形式，主動(dòng)磁組件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是二維的，即平面圓周運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)磁組件的傳動(dòng)桿在主動(dòng)磁組件運(yùn)動(dòng)平面的軸線方向上做軸向平動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)是一維的。系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)是二維的。以磁力耦合傳動(dòng)控制齒輪變換系統(tǒng)為例，其結(jié)構(gòu)如圖1-12所示。

主動(dòng)磁力耦合組件2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，速度是通過(guò)齒輪傳動(dòng)比的改變來(lái)調(diào)節(jié)的，齒輪變換是由從動(dòng)磁力耦合組件做軸向位移進(jìn)行調(diào)節(jié)的，傳動(dòng)的導(dǎo)向作用原理是齒輪軸為空心軸，內(nèi)孔中帶螺紋，由螺桿帶動(dòng)傳動(dòng)桿，加之導(dǎo)向裝置輸出直線運(yùn)動(dòng)形式。傳動(dòng)桿直線運(yùn)動(dòng)位移的距離、位置是由螺桿控制的，螺桿的長(zhǎng)度和導(dǎo)程是根據(jù)技術(shù)要求設(shè)計(jì)確定的。這樣，主、從動(dòng)磁力耦合傳動(dòng)裝置就具有直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功能。當(dāng)需要變換齒輪進(jìn)行調(diào)速時(shí)，主動(dòng)磁力耦合組件及動(dòng)力傳動(dòng)軸做直線往復(fù)位移，從動(dòng)磁力耦合傳動(dòng)組件隨著主動(dòng)磁力耦合傳動(dòng)組件做同步運(yùn)行，使嚙合齒輪組變換，再做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)達(dá)到調(diào)速的目的。主、從動(dòng)磁力耦合的磁路排列為徑向軸向組合排列。

圖1-13和圖1-14所示裝置也屬此類運(yùn)動(dòng)形式。圖1-13中，傳動(dòng)軸1帶動(dòng)螺旋套4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)磁組件3與從動(dòng)磁組件5耦合，傳動(dòng)桿6與從動(dòng)磁組件5連接，由于導(dǎo)向裝置7的作用，傳動(dòng)桿6做直線運(yùn)動(dòng)。圖1-14中，傳動(dòng)軸1帶動(dòng)導(dǎo)向槽旋轉(zhuǎn)套4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)磁組件3跟隨導(dǎo)向槽旋轉(zhuǎn)套4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)磁組件5在傳動(dòng)螺桿6的作用下做螺旋運(yùn)動(dòng)，而傳動(dòng)桿7在導(dǎo)向裝置8的作用下輸出直線運(yùn)動(dòng)，由于主、從動(dòng)磁組件相互耦合，主動(dòng)磁組件在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)于導(dǎo)向槽中做直線滑移運(yùn)動(dòng)。

諸如此類運(yùn)動(dòng)形式，可根據(jù)復(fù)合方式的不同而組合成多種類型。既可以是單一運(yùn)動(dòng)又可以是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，既可以是同步運(yùn)動(dòng)也可以是異步運(yùn)動(dòng)，既可以是連續(xù)運(yùn)動(dòng)又可以是斷續(xù)或間歇的運(yùn)動(dòng)。

（5）主、從動(dòng)磁組件分別做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與螺旋運(yùn)動(dòng)

當(dāng)主動(dòng)磁組件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)磁組件與傳動(dòng)桿沿著主動(dòng)磁組件旋轉(zhuǎn)的軸線做螺旋運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)裝置與（3）中所述運(yùn)動(dòng)裝置有所不同。本裝置是短距離行程，而（3）中的裝置是遠(yuǎn)距離行程，并且（3）是同步的，而本結(jié)構(gòu)主、從動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)的軌跡是不同步的，稱為異型運(yùn)動(dòng)。

以上幾種運(yùn)動(dòng)形式是磁力耦合傳動(dòng)裝置的基本運(yùn)動(dòng)形式，通過(guò)上述多種運(yùn)動(dòng)形式的組合設(shè)計(jì)，還可設(shè)計(jì)出滿足多種用途的不同形式的運(yùn)動(dòng)，例如，主動(dòng)磁組件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)磁組件與傳動(dòng)桿先做螺旋運(yùn)動(dòng)到一定距離后再做直線運(yùn)動(dòng)；主動(dòng)磁組件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)磁組件先做直線運(yùn)動(dòng)到一定距離后再做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或螺旋運(yùn)動(dòng)。另外，隨著對(duì)磁力耦合傳動(dòng)裝置更加深入的研究，其輸入和輸出的運(yùn)動(dòng)形式將會(huì)派生出更多種類的裝置組合類型，以滿足現(xiàn)代工業(yè)中許多特殊場(chǎng)合復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)的需要。