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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(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片、二次過片與磁通不過片；根據(jù)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。
（2）多片摩擦式電磁離合器
如下圖所示為線圈旋轉（帶滑環(huán)）多片摩擦式電磁離合器，在磁軛4的外表面和線圈槽中分別用環(huán)氧樹脂固連滑環(huán)5和勵磁線圈6，線圈引出線的一端焊在滑環(huán)上，另一端焊在磁軛上接地。外連接件1與外摩擦片組成回轉部分，內摩擦片與軸套7、磁軛組成另一回轉部分。當線圈通電時，銜鐵2被吸引沿花鍵套右移壓緊摩擦片組，離合器接合。這種結構的摩擦片位于勵磁線圈產(chǎn)生的磁力線回路內，因此需用導磁材料制成。由于受摩擦片的剩磁和渦流影響，其脫開時間較非導磁摩擦片長，常在濕式條件下工作，因而廣泛用于遠距離控制的傳動系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)中。
摩擦片處在磁路外的電磁離合器，摩擦片既可用導磁材料制成，也可用摩擦性能較好的銅基粉末冶金等非導磁材料制成，或在鋼片兩側面黏合具有高耐磨性、韌性而且摩擦因數(shù)大的石棉橡膠材料�？稍跐袷交蚋墒焦r下工作。
為了提高導磁性能和減少剩磁影響，磁軛和銜鐵可用電工純鐵或08號或10號低碳鋼制成，滑環(huán)一般用淬火鋼或青銅制成。
如下圖所示為線圈靜止（無滑環(huán)）多片摩擦式電磁離合器。磁軛1安置在滾動軸承上固定不動，內、外導磁體2、4與軸套9組成轉動部分。線圈通電時產(chǎn)生磁力吸引銜鐵8壓緊內、外摩擦片5、6。內摩擦片5與軸套9，外摩擦片6與外連接件7均滑動連接，實現(xiàn)主、從部件的接合。隔磁環(huán)3的作用是為了避免磁短路，形成如下圖所示的封閉磁力線。這種具有恒定工作氣隙的結構，可以縮短離合器脫開的時間，但整個磁阻較大，在傳遞相同轉矩條件下，所需的磁力比滑環(huán)式大，因此結構尺寸較大，成本較高，但因取消了刷和滑環(huán)，使得其轉動慣量小，適用于高速轉動的軸系，安裝維修方便，可靠性高，使用壽命長，適用于機床、建筑、紡織等行業(yè)。此外，由于線圈與摩擦片相距較遠，不直接接觸，因而散熱條件好，溫升較低。
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(shù)。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(shù)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(shù)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�？辙D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(shù)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(shù)主要有：銜鐵吸引時間——從離合器線圈通電開始到產(chǎn)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(shù)（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(shù)值。干式多片電磁離合器基本參數(shù)（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(shù)值。
（3）散熱特性與壽命
DLM3型濕式多片電磁離合器結構形式如下圖所示，基本參數(shù)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 |
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