摩擦片式電磁離合器的結構及工作原理

    摩擦片式電磁離合器具有單片和多片等形式，單片摩擦式電磁離合器具有結構簡單。傳動轉矩大，響應快，無空轉力矩，散熱良好等優(yōu)點。摩擦片常在干式狀態(tài)下使用，磨損快，需及時需換摩擦襯。多片摩擦式電磁離合器由于摩擦片的厚度較薄，傳動相同轉矩時，雖軸向尺寸增加但徑向尺寸明顯減少，因而結構緊湊。

    根據摩擦片的摩擦狀態(tài)，其可分為干式與濕式兩種；根據摩擦片的磁路中的位置，其可分為磁通一次過片、二次過片與磁通不過片；根據有無滑環(huán)又可將其分為線圈旋轉與線圈靜止電磁離合器。

    （1）單片摩擦式電磁離合器

    如下圖所示為線圈旋轉（帶滑環(huán)）單片摩擦式電磁離合器，滑環(huán)2和法蘭1分別用螺釘固定在磁軛3上，磁軛內放置線圈9，主動摩擦盤6與磁軛用螺紋連接。石棉或尼龍摩擦襯7用螺釘固定在從動摩擦盤8（銜鐵）上，銜鐵與套筒11用花鍵連接，并可沿軸向移動。線圈未通電時，與主動摩擦盤相連的各件在滾動軸承10上空轉，通電后吸引銜鐵向左移，使離合器接合。為了調整兩摩擦盤間的氣隙，在主動摩擦盤背面開有呈輻射狀的若干條鍵槽，同樣的磁軛外周也有槽，槽內放置特殊U形鍵4，調定氣隙后，使滑鍵進入合適位置的溝槽并用螺母5鎖緊。法蘭上的螺紋孔用來與其他傳動件相連接。這種離合器的外形尺寸和轉動慣量較大，不適宜用在快速接合的場合。

    摩擦片式電磁離合器的工作特性

    （1）轉矩特性

    摩擦轉矩有靜摩擦轉矩和動摩擦轉矩，它是選擇離合器的基本參數。靜轉矩是離合器處于勵磁狀態(tài)，內、外摩擦片間無相對滑動，自主動側傳遞到從動側的最大轉矩。動轉矩是離合器處于勵磁狀態(tài)，內、外摩擦片間有相對滑動，自主動側傳遞到從動側的轉矩。選擇時應使機器運轉的最大負載轉矩乘以安全系數小于公稱靜轉矩；連接時的負載轉矩加上加速轉矩乘以安全系數小于公稱動轉矩。濕式的靜摩擦轉矩約為動摩擦轉矩的二倍，而干式的兩者大致相同。離合器處于非勵磁狀態(tài)，主動側旋轉，自主動側傳遞到從動側的轉矩稱為空轉轉矩。干式的空轉轉矩一般很小，可以忽略不計。濕式由于存在潤滑油，其黏度是引起空轉轉矩的主要原因。從切斷電流起，到發(fā)生空轉轉矩的一段過渡狀態(tài)中，離合器所傳遞的轉矩稱為殘留轉矩。無論是濕式還是干式離合器，在勵磁電流切斷后由于磁滯現(xiàn)象磁力不能馬上消失，它是造成殘留轉矩的主要因素。潤滑油的黏度和表面張力是另一因素。后一因素對于干式的影響不太顯著，殘留轉矩的持續(xù)時間濕式離合器比干式離合器長得多，這段時間的長短將隨離合器的構造、供油條件等因素而變化。轉速愈低，殘留時間愈長。空轉轉矩和殘留轉矩都將使離合器的負載不能脫開和引起發(fā)熱，應當愈小愈好。

    （2）動作特性

    當開關接通時，由線圈中存在電阻和電感，電流隨時間呈指數曲線上升，達到一定值時，銜鐵被吸動。此時磁路中的間隙突然變小，阻抗隨之降低，使電器回路中的電感急劇增加，電流相應有一波動。當銜鐵將摩擦片壓緊時，開始傳遞轉矩，轉矩隨電流增加而增大，當滑差為零時，轉矩增至最大。連接過程終止時達到靜摩擦轉矩值。

    電磁離合器的動作特性參數主要有：銜鐵吸引時間——從離合器線圈通電開始到產生轉矩所需的時間；接通時間——從離合器線圈通電開始轉矩上升至80%公稱動轉矩所需的時間；斷開的時間——從離合器線圈斷電開始轉矩下降至10%公稱動轉矩所需的時間。

    濕式多片電磁離合器基本參數（JB/T1648——1999）給出了公稱動轉矩、公稱靜轉矩、空載轉矩、接通時間、斷開時間的數值。干式多片電磁離合器基本參數（JB/T10163——1999）給出了公稱動轉矩、空載轉矩、接通時間、斷開時間的數值。

    （3）散熱特性與壽命

    離合器的摩擦片連接時會發(fā)熱磨損甚至燒損，因此要有一定的散熱能力。這個參數的大小主要決定于摩擦材料的容許摩擦功。如果離合器連接部分溫升過高，將使線圈、集流環(huán)、軸承的溫度升高，絕緣線圈的溫升極限決定于絕緣材料的耐熱等級，標準中已有規(guī)定。

    離合器的壽命是以摩擦片磨損不能正常工作之前所離合的次數來表示。濕式多片電磁離合器的正常壽命一般規(guī)定為（50～160）×10³次。

    DLM3型濕式多片電磁離合器結構形式如下圖所示，基本參數見下表，主要尺寸見下表。

規(guī)格	公稱動 轉矩 /N·m	公稱靜 轉矩 /N·m	空載 轉矩 /N·m≤	接通 時間 /s≤	斷開 時間 /s≤	額定 電壓 （DC）/V	線圈消 耗功率 （20℃）/W	允許最高 轉速 /r·min-1	質量/kg	供油量 /L·min-1
1.2 2.5 5 10 16 25 40 63	12 25 50 100 160 250 400 630	20 40 80 160 250 400 630 1000	0.39 0.40 0.9 1.80 2.40 3.50 5.60 9.00	0.28 0.30 0.32 0.35 0.37 0.40 0.42 0.45	0.09 0.09 0.10 0.14 0.14 0.18 0.20 0.25	24 24 24 24 24 24 24 24	18 21 32 38 50 61 72 83	3500 3500 3000 3000 2500 2200 2000 1800	1.56 2.30 3.38 5.0 6.2 8.17 14.3 20.9	0.2 0.25 0.40 0.65 0.65 1.0 1.0 1.2