摩擦片式電磁離合器的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，響應(yīng)快，無(wú)空轉(zhuǎn)力矩，散熱良好等優(yōu)點(diǎn)。摩擦片常在干式狀態(tài)下使用，磨損快，需及時(shí)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(dòng)相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，雖軸向尺寸增加但徑向尺寸明顯減少，因而結(jié)構(gòu)緊湊。

    根據(jù)摩擦片的摩擦狀態(tài)，其可分為干式與濕式兩種；根據(jù)摩擦片的磁路中的位置，其可分為磁通一次過(guò)片、二次過(guò)片與磁通不過(guò)片；根據(jù)有無(wú)滑環(huán)又可將其分為線圈旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)（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(nèi)放置線圈9，主動(dòng)摩擦盤(pán)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(dòng)摩擦盤(pán)8（銜鐵）上，銜鐵與套筒11用花鍵連接，并可沿軸向移動(dòng)。線圈未通電時(shí)，與主動(dòng)摩擦盤(pán)相連的各件在滾動(dòng)軸承10上空轉(zhuǎn)，通電后吸引銜鐵向左移，使離合器接合。為了調(diào)整兩摩擦盤(pán)間的氣隙，在主動(dòng)摩擦盤(pán)背面開(kāi)有呈輻射狀的若干條鍵槽，同樣的磁軛外周也有槽，槽內(nèi)放置特殊U形鍵4，調(diào)定氣隙后，使滑鍵進(jìn)入合適位置的溝槽并用螺母5鎖緊。法蘭上的螺紋孔用來(lái)與其他傳動(dòng)件相連接。這種離合器的外形尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，不適宜用在快速接合的場(chǎng)合。

    摩擦片式電磁離合器的工作特性

    （1）轉(zhuǎn)矩特性

    摩擦轉(zhuǎn)矩有靜摩擦轉(zhuǎn)矩和動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩，它是選擇離合器的基本參數(shù)。靜轉(zhuǎn)矩是離合器處于勵(lì)磁狀態(tài)，內(nèi)、外摩擦片間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，自主動(dòng)側(cè)傳遞到從動(dòng)側(cè)的最大轉(zhuǎn)矩。動(dòng)轉(zhuǎn)矩是離合器處于勵(lì)磁狀態(tài)，內(nèi)、外摩擦片間有相對(duì)滑動(dòng)，自主動(dòng)側(cè)傳遞到從動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩。選擇時(shí)應(yīng)使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩乘以安全系數(shù)小于公稱(chēng)靜轉(zhuǎn)矩；連接時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩加上加速轉(zhuǎn)矩乘以安全系數(shù)小于公稱(chēng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。濕式的靜摩擦轉(zhuǎn)矩約為動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的二倍，而干式的兩者大致相同。離合器處于非勵(lì)磁狀態(tài)，主動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)，自主動(dòng)側(cè)傳遞到從動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。干式的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一般很小，可以忽略不計(jì)。濕式由于存在潤(rùn)滑油，其黏度是引起空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的主要原因。從切斷電流起，到發(fā)生空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的一段過(guò)渡狀態(tài)中，離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為殘留轉(zhuǎn)矩。無(wú)論是濕式還是干式離合器，在勵(lì)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(zhuǎn)矩的主要因素。潤(rùn)滑油的黏度和表面張力是另一因素。后一因素對(duì)于干式的影響不太顯著，殘留轉(zhuǎn)矩的持續(xù)時(shí)間濕式離合器比干式離合器長(zhǎng)得多，這段時(shí)間的長(zhǎng)短將隨離合器的構(gòu)造、供油條件等因素而變化。轉(zhuǎn)速愈低，殘留時(shí)間愈長(zhǎng)�？辙D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和殘留轉(zhuǎn)矩都將使離合器的負(fù)載不能脫開(kāi)和引起發(fā)熱，應(yīng)當(dāng)愈小愈好。

    （2）動(dòng)作特性

    當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，由線圈中存在電阻和電感，電流隨時(shí)間呈指數(shù)曲線上升，達(dá)到一定值時(shí)，銜鐵被吸動(dòng)。此時(shí)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(yīng)有一波動(dòng)。當(dāng)銜鐵將摩擦片壓緊時(shí)，開(kāi)始傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩隨電流增加而增大，當(dāng)滑差為零時(shí)，轉(zhuǎn)矩增至最大。連接過(guò)程終止時(shí)達(dá)到靜摩擦轉(zhuǎn)矩值。

    電磁離合器的動(dòng)作特性參數(shù)主要有：銜鐵吸引時(shí)間——從離合器線圈通電開(kāi)始到產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間；接通時(shí)間——從離合器線圈通電開(kāi)始轉(zhuǎn)矩上升至80%公稱(chēng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間；斷開(kāi)的時(shí)間——從離合器線圈斷電開(kāi)始轉(zhuǎn)矩下降至10%公稱(chēng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩所需的時(shí)間。

    濕式多片電磁離合器基本參數(shù)（JB/T1648——1999）給出了公稱(chēng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、公稱(chēng)靜轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩、接通時(shí)間、斷開(kāi)時(shí)間的數(shù)值。干式多片電磁離合器基本參數(shù)（JB/T10163——1999）給出了公稱(chēng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩、接通時(shí)間、斷開(kāi)時(shí)間的數(shù)值。

    （3）散熱特性與壽命

    離合器的摩擦片連接時(shí)會(huì)發(fā)熱磨損甚至燒損，因此要有一定的散熱能力。這個(gè)參數(shù)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(guò)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(jí)，標(biāo)準(zhǔn)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(shù)來(lái)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(jié)構(gòu)形式如下圖所示，基本參數(shù)見(jiàn)下表，主要尺寸見(jiàn)下表。

規(guī)格	公稱(chēng)動(dòng) 轉(zhuǎn)矩 /N·m	公稱(chēng)靜 轉(zhuǎn)矩 /N·m	空載 轉(zhuǎn)矩 /N·m≤	接通 時(shí)間 /s≤	斷開(kāi) 時(shí)間 /s≤	額定 電壓 （DC）/V	線圈消 耗功率 （20℃）/W	允許最高 轉(zhuǎn)速 /r·min-1	質(zhì)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