用于超高真空系统中的径向磁力传动装置

磁力耦合器的设计及应用概要:磁力耦合器也称磁力联轴器、永磁传动装置。

永磁涡流传动装置主要由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成。

一般，铜转子与电机轴连接，永磁转子与工作机的轴连接，铜转子和永磁转子之间有空气间隙(称为气隙），没有传递扭矩的机械连接。

这样，电机和工作机之间形成了软（磁）连接，通过调节气隙来实现工作机轴扭矩、转速的变化.因气隙调节方式的不同，永磁涡流传动装置分为标准型、延迟型、限矩型、调速型等不同类型.磁力耦合器在超高真空实验设备-滑动摩擦系数测定实验机上的具体应用和设计;并结合应用扼要介绍了磁力耦合器的工作理、主要功能、磁力传动转矩的计算、磁路的排列形式、结构特点等，以及在制造中需要注意的工艺问题。

随着科学技术的不断进步和发展，对有关物理量测定设备的性能要求越来越高,对测试结果要求更加精确和准确；从而得出的数据更加真实和有效,这极大地促进了科研事业的迅速发展,同时也为工业技术经济的腾飞发挥着巨大推动作用，充分体现了科学技术是第一生产力；我们设计制造的磁力耦合器应用到超高真空设备—滑动摩擦系数测定实验机上。

由于磁力耦合器在传动负载转矩的同时,能够彻底解决设备的全密封问题；滑动摩擦系数测定实验机在分子泵连续抽真空48h 后，测量室的真空度达到10—6Pa 以上，满足了实验室测试要求;足见其全密封的有效性和可靠性；这为科学研究提供了设备保障，为科研事业的发展起到了促进作用。

1、磁力耦合器的工作原理和主要功能1.1、工作原理根据磁体磁极的异性相吸、同性相斥原理及其磁力线能够穿过非铁磁性物质的特性；当电动机拖动外磁转子旋转时，通过磁力作用，外磁转子带动密封套内的内磁转子同步旋转,从而实现转矩的非直接接触传动；同时,通过密封套实现了传动转矩时轴端的静态全密封，把传统轴端的动态密封变为安全、可靠的静态密封,从根本上解决了动态轴封“跑、冒、滴、漏"的技术难题.其原理结构如图1 所示。

1.2、主要功能磁力耦合器的主要功能是传动转矩，同时,把轴端传统的机械动密封变为安全、可靠的静密封;当负载转矩超过磁力耦合器的最大传动转矩时，磁力耦合器内、外磁转子会自动脱开耦合状态，起到过载保护的作用；由于磁力耦合传动属于非直接接触的软连接,隔振、减振作用明显。

常见磁性联轴器及应用联轴器（coupling），是机械传动中重要的部件。

除了常见的机械式刚性和柔性联轴器外，还有一类靠磁场传动的联轴器，即磁力联轴器。

磁力传动，就是通过磁场NS极耦合相互作用传递动力的方式。

常见的磁力传动，包括同步传动，磁滞传动和涡流传动三种类型。

由于其各自特点，被应用在不同的领域。

同步传动器同步传动器，顾名思义，就是输出与输入同步。

常见的同步传动器结构有两种：平面性传动器和同轴（或圆筒）型传动器。

平面型同步传动器平面型传动器的基本结构：在两个相同直径的圆盘上，按照NS极交叉的方式安装磁铁。

使用时，把两个圆盘分别安装到主动轴和从动轴上，中间留有一定气隙。

由于A磁体的N极吸引对面B磁体的S极，同时排斥B磁体两侧的N极，从而保证在一定力矩范围内，从动轴与主动轴保持同步转动。

如图：图中，A为气隙。

实际工作中，真正NS相对的状态，只存在于无力矩输出的状态下。

只要有力矩产生，从动盘就会与主动盘存在一定的相位夹角。

这种角向的错动，一直保持并增加到力矩足够大到N极与对面的N极相对，然后传动器发生“打滑”，两个转盘旋转错动，跳向下一对耦合状态。

由于上述特性，磁力传动虽然可以做到同步，但是不能实现精密的同步传动。

这种平面性传动器，结构简单，安装时对两个轴的同轴度要求不高。

由于是采用平面相吸的原理，因此气隙越小，扭矩越大。

但同时，在磁场的作用下，轴向力（互相吸引）也成正比变化。

轴向力是这种平面型传动器的主要缺点。

另外，由于传递的扭矩大小与圆盘面积有关，因此，这种传动器的扭矩不能做的太大，否则会导致尺寸过大，安装困难。

结构简单，成本低廉，是平面型传动器的主要优点。

因此在某些微型隔离传动方面有成功应用。

目前，常用的简单结构平面型传动器，扭矩一般都在10Nm以下。

同轴型传动器同轴型传动器，是目前应用最广的同步传动器。

典型的应用，就是磁力泵。

如图，是同轴型传动器的结构一般来说，同轴型传动器包括如下几个部分：外转子，内转子，隔离套，轴承系统。

专利名称：真空设备传动轴用磁流体密封传动装置专利类型：实用新型专利
发明人：梁志华,邓朝阳,裴宁,罗喜梅
申请号：CN00225902.8
申请日：20001103
公开号：CN2447582Y
公开日：
20010912
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：真空设备传动轴用磁流体传动密封装置，由支承壳体、极靴、永磁体、唇圈、压盖及传动轴组成，其特征在于通过传动轴上套置着的一个导磁套与设于支承壳体内的极靴及永磁体等组成的密封区间，并通过设于导磁套内，并经O型密封圈摩擦连接的传动轴组成一个流体密封传动装置。

该装置克服了现有同类装置因拆卸、安装传动轴及设备维修带来的因磁性液体带出和极磁损伤问题，并解决了非导磁轴的密封问题。

申请人：罗喜梅
地址：412000 湖南省株洲市荷塘区株洲维格磁流体有限公司
国籍：CN
代理机构：株洲市专利事务所
代理人：王法男
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专利名称：磁力传动装置及包括该磁力传动装置的气流循环装置
专利类型：发明专利
发明人：童练达,涂成达,毕庆鸿
申请号：CN200710076744.1
申请日：20070831
公开号：CN101378223A
公开日：
20090304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种磁力传动装置，其包括外罩、动力装置、第一磁力装置及第二磁力装置，该外罩用于支撑动力装置及容纳第一磁力装置和第二磁力装置，该动力装置与第一磁力装置相连，用于驱动第一磁力装置旋转，该第一磁力装置包括第一固定罩及多个第一磁体，该多个第一磁体固定于第一固定罩内壁，该第二磁力装置包括第二固定罩、磁铁件及旋转轴，该旋转轴一端固定于第二固定罩，该磁铁件套设固定于旋转轴，其包括多个第二磁体，该多个第二磁体与多个第一磁体相对应，且每个第二磁体的磁极与其对应的第一磁体的磁极相反。

本发明还涉及一种包括该磁力传动装置的气流循环装置。

该磁力装动装置有良好的传动效果，用于气流循环装置可增强密封效果。

申请人：富葵精密组件(深圳)有限公司,鸿胜科技股份有限公司
地址：518103 广东省深圳市宝安区福永镇塘尾村新源工业区
国籍：CN
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超高真空磁力耦合传样杆-概述说明以及解释1.引言1.1 概述超高真空磁力耦合传样杆是一种用于实验室条件下的样品传输装置，其设计和制备是为了满足在超高真空环境中进行样品传输和分析的需求。

在研究领域中，超高真空技术被广泛应用于材料科学、物理学、化学等领域的实验研究中。

为了确保实验的可靠性和准确性，需要在超高真空环境下进行样品的传输与处理。

磁力耦合传样杆是一种基于磁力耦合原理的样品传输装置。

它利用磁力耦合的作用，通过磁铁和传样杆之间的磁力来实现样品的传输。

相比于传统的机械传输杆，磁力耦合传样杆具有没有机械接触、无摩擦、无磨损的优点，能够在超高真空环境下实现稳定可靠的样品传输。

在超高真空磁力耦合传样杆的设计与制备过程中，需要考虑多个因素，包括材料的选择、结构的设计、磁场的稳定性等。

针对不同实验需求，可以采用不同的设计方案和制备工艺来满足需求。

总之，超高真空磁力耦合传样杆的研究和应用具有重要的科学意义和实际应用价值。

通过本文的介绍和阐述，将详细探讨超高真空技术、磁力耦合传样杆的原理以及其设计与制备方法，为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。

同时，展望未来，超高真空磁力耦合传样杆在材料科学、物理学和化学等领域的创新与应用前景也将得到进一步的发展和拓展。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述：第一部分为引言。

引言部分旨在概述超高真空磁力耦合传样杆的背景和意义，并介绍本文的结构和目的。

第二部分为正文。

正文将分为三个小节，分别探讨超高真空技术、磁力耦合传样杆原理以及超高真空磁力耦合传样杆的设计与制备。

第三部分为结论。

结论部分将总结本文的主要内容和研究结果，并探讨超高真空磁力耦合传样杆的创新性和应用前景。

最后，我们将展望未来在这一领域的研究方向并提出建议。

整篇文章将通过以上结构进行组织，以系统地介绍超高真空磁力耦合传样杆的相关概念、原理、设计与制备方法，并探讨其创新性和应用前景。

通过这样的结构安排，读者可以逐步了解超高真空磁力耦合传样杆的基本知识，深入了解其工作原理和制备过程，同时也可以了解到该技术在未来的发展方向和应用领域。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920200678.2(22)申请日 2019.02.13(73)专利权人 铠柏科技有限公司地址 中国台湾新北市淡水区中正东路2段27之9号24楼(72)发明人 杨楷　(74)专利代理机构 北京汇知杰知识产权代理有限公司 11587代理人 吴焕芳　杨勇(51)Int.Cl.H02K 49/10(2006.01)(54)实用新型名称真空系统用磁力传动装置(57)摘要本实用新型涉及一种真空系统用磁力传动装置，包括传输杆、导磁块、传动轴、及磁性座。

导磁块容置于传输杆的中空结构中，且导磁块嵌设有多个内磁体及多个接触体。

传动轴的固定端与导磁块固定连接。

磁性座环设在传输杆外部，磁性座嵌设有多个外磁体，多个外磁体与多个内磁体一一对应，且磁性座通过外力运动时，通过多个外磁体与多个内磁体间的磁力作用，使导磁块随着磁性座运动，并且导磁块中嵌设的多个接触体被配置为在导磁块随着磁性座运动时活动接触传输杆内部的内壁，使导磁块在传输杆内部无论是作旋转运动或直线运动皆能非常顺畅，无需另在传输杆内部设置有轴承机构，使得轴承机构使用寿命以及耗损的问题也不复存在。

权利要求书1页 说明书4页 附图8页CN 209571939 U 2019.11.01C N 209571939U权　利　要　求　书1/1页CN 209571939 U1.一种真空系统用磁力传动装置，其特征在于，包括：传输杆，所述传输杆内部形成有中空结构；导磁块，所述导磁块容置于所述传输杆的所述中空结构中，且所述导磁块嵌设有多个内磁体及多个接触体；传动轴，所述传动轴一端为固定端，所述传动轴的所述固定端容置于所述传输杆的所述中空结构中，且所述传动轴的所述固定端与所述导磁块固定连接；及磁性座，所述磁性座环设在所述传输杆外部，所述磁性座嵌设有多个外磁体，多个所述外磁体与多个所述内磁体一一对应，且所述磁性座通过外力运动时，通过多个所述外磁体与多个所述内磁体间的磁力作用，使所述导磁块随着所述磁性座运动，从而使固接于所述导磁块的所述传动轴于所述传输杆的所述中空结构中作同步运动；其中，多个所述接触体被配置为在所述导磁块随着所述磁性座运动时活动接触所述传输杆内部的内壁。

磁流体真空传动装置零部件加工工艺摘要：磁流体真空传动装置是把旋转运动传入真空容器的一种部品解决方案，杜绝了气体泄漏和污染，适用于对密封要求很高的场合。

如今，在许多需要自由控制进给的装置上，真空传动装置已得到广泛应用，如在硅生长、目标位置电子指示器、溅射、等离子蚀刻、化学气相淀积、离子移置技术、液晶再生过程中，减少了不必要的停机时间，具有特殊意义。

本文主要是介绍磁流体真空传动装置零部件组成部分及主要零部件的加工工艺，常规的磁流体真空传动装置主要由无磁壳体（HOUSING）、磁性主轴（SHAFT）、磁极块（POLE PIECE）、垫圈（SPACER）、盖子（COVER）、磁流体、永久磁铁、O型密封圈、轴承、卡环等部分组成。

其中HOUSING、SHAFT、POLE PIECE、SPACER、COVER这5类零件的制造主要由机械加工的方式来完成零件的生产制造。

本文重点介绍以上5类零件的产品关键特性及加工难点。

关键词：磁流体真空传动装置加工工艺一引言磁性流体真空传动装置是一种把旋转运动传入真空容器中的装置，其基本构成为一个永久磁场，两个磁极，一个磁性传动轴和磁性流体。

磁性传动轴是一个多极结构，由磁极和转轴组成。

在每级环形间隙中，充满了磁性流体。

在理想状态下，所有磁性流体密封在每一级极间磁极之间，形成一系列的“磁性流体密封圈”。

每级“磁流体密封圈”能承受的压差0.15~0.2个大气压，整个区域的承载能力为密封圈总的承载能力，为适应真空环境，磁性流体密封圈标准设计压力大于两个大气压，所以说是绝对安全可靠的。

如图1。

从半导体到FPD、LED，太阳能电池等各种制造设备领域，许多需要自由控制进给的装置上，磁流体真空传动装置已得到了广泛的应用，是真空环境下密封传动问题的最佳解决方案。

如图2。

二主要类型及组成部分磁性流体密封传动装置的主要类型有微型轴型、通孔轴型、法兰型、重负载型、空心轴型、多轴型等类型，他们适用于各种不同场合。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
磁力传动式真空动密封在真空应用设备上的应用实例
①在各种真空镀膜设备上用来传递镀膜工件及保证膜厚均匀，而要求旋转的工件架、轴的动力输入等许多方面都采用磁力传动密封装置，不但消除了O 形密封圈易泄漏、磨损和污染真空等弊病，而且也提高了镀膜层的质量和生产效率。

②我国的重离子加速器上采用了磁力传动装置，在真空室中传送试验靶，安全可靠，保证了试验效果，提高了试验质量和效率。

③在一些高真空及超高真空的设备上广泛采用了磁力传动技术。

比如航天技术地面模拟试验的各种真空容器与装置上所采用的磁力传动装置，操作简单可靠，而且也保证了高真空或超高真空状态下的各种环境试验。

④在一些真空工艺设备上采用了磁力传动装置。

作为机械手在真空室中传递工件、旋转工件等。

如真空熔炼炉中用磁力驱动装置取代了送料机构的取料机构;真空热处理炉中用磁力传动装置取代了送样机构和取样机构;真空焊接炉中用磁力传动装置准确地传送构件和取送焊接件等。

⑤一些专用的真空试验设备中也均采用了磁力传动技术。

比如航空、航天技术设备中用精密轴承、微型轴承在高真空状态下的寿命试验;一些重要仪器、仪表在高真空状态下的测试实验等。

这类专用真空设备要求连续运动的时间长，保证高真空状态下工作。

因此传送机构及机械手均采用了磁力传动装置，运动安全可靠，满足了技术要求。

⑥磁力传动装置在一些特殊真空设备上的应用。

我国第一台分子束外延设备上采用了旋转与直线运动的复合运动式磁力传动装置。

作为机械手在真空室中传送样品，操作简便、结构合理、紧凑、运动安全可靠。

设备采用真空无。