CN101666362B - 离心式机械离合器 - Google Patents

Abstract

本发明是属于机械软启动领域的一种离心式机械离合器，机构中具有星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在内星轮(1)上的弹簧顶销机构去掉，用一个安装在原弹簧顶销机构位置附近的可沿内星轮(1)的径向做有约束的运动的而且可以在离心力的作用下将机构中的滚柱(2)顶紧在工作位置上的中部离心块(4)替代。

Description

离心式机械离合器

一、技术领域

本发明是属于机械软启动领域的一种离心式机械离合器。

二、背景技术

我们知道，在机械领域中，机械设备尤其是大型机械设备的软启动是一个非常重要的问题。在只限于机械设备的软启动及过载保护的情况下，目前比较常用的措施是采用限矩型液力偶合器来完成这项工作。液力偶合器一般说具有下面的功能：a、具有柔性传动自动适应功能，b、具有减缓冲击和隔离扭振功能，c、具有使电机轻载起动功能，并能够利用电机的最大力矩起动负载提高电机的起动性能，d、协调多机传动，均匀分布负载功能，e、具有节电功能，f、具有过载保护功能等。所以说，液力偶合器目前在机械领域中起到了非常重要的作用。

但是，我们也知道，液力偶合器也具有一些无法克服的缺点，例如：工作效率相对较低，一般为96％左右，这种功率的损失在大型设备上就比较明显了。再如：对于一些特殊的行业，如煤矿等，处于安全的原因，只能使用水介质的液力偶合器，而水介质的液力偶合器由于采用的工作介质是水，所以很容易产生泄露，从而很容易造成其它零部件(如轴承、油封等)过早损坏，因此使用寿命相对较低，需要经常的维修或更换，这样，就给企业造成了很多麻烦和损失。这个问题目前在一定程度上已经成为了一个行业性的难题。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种采用机械的方法来完成机械设备软启动要求的结构相对比较简单、制造成本相对较低、工作效率相对较高的离心式机械离合器的原理性技术方案。

本发明是这样实现的，机构中具有星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在内星轮上的弹簧顶销机构去掉，用一个安装在原弹簧顶销机构位置附近的可沿内星轮的径向做有约束的运动的而且可以在离心力的作用下将机构中的滚柱顶紧在工作位置上的中部离心块替代。

离心式机械离合器中的中部离心块、滚柱及与之对应的内星轮的工作面可制成沿中部离心块的径向中心线左右对称分布的结构。

中部离心块可制成长度方向与滚柱对应的矩形或圆柱形或与滚柱接触处带倒角的矩形形状，并且可通过其上端固定在中部离心块上的下端固定在内星轮上的中部弹簧机构予拉紧在内星轮上对应制成的槽中。

内星轮上与滚柱对应的内星轮工作面处的承载滚柱的实体部分可用分体制成的可沿内星轮径向做有约束的径向运动的主离心块替代，在主离心块的靠近内星轮圆心的一端与内星轮之间，也可以安装其工作方向是可以将主离心块顶向滚柱方向上的主弹簧机构，中部离心块可通过其上端固定在中部离心块上的下端固定在内星轮上的中部弹簧机构予拉紧在主离心块上对应制成的槽中。

可以在滚柱上沿轴向的中部或两端，制出其底面与滚柱的径向中心线平行的凹槽或缺口，并在主离心块与滚柱对应位置处的外侧一定位置上，分别装有其在约束条件下的运动方向与主离心块的径向中心线平行的可沿运动方向分别进入滚柱上制成的凹槽或两端缺口的且配合部位的形状与滚柱中的凹槽或缺口形状对应的离心式定位块，内星轮不转动时，离心式定位块通过外侧弹簧机构予拉紧限制在不能进入滚柱中的凹槽或缺口的且形状与离心式定位块对应的位于内星轮与主离心块之间形成的凹槽中的初始位置上，可以在星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的两星轮盖板之间位于中部离心块沿径向位置的上端给定位置上，分别安装阶梯圆柱形的限位销。

可将位于主离心块下端的主弹簧机构7和位于两星轮盖板之间的限位销8去掉，在主离心块上与滚柱相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱进入时可使其与外环脱离接触的给定宽度的沿滚柱长度方向贯通的凹槽或凹台，也可以在主离心块的外侧装有其一端安装在内星轮上另一端紧顶在滚柱2上的滚柱复位弹簧。

可将原位于主离心块上端中部的中部离心块制成与主离心块一体的结构，使中部离心块处于将滚柱顶紧在工作位置处的位置上，在主离心块上与滚柱相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱进入时可使其与外环脱离接触的给定宽度的沿滚柱长度方向贯通的凹槽或凹台在主离心块的外侧装有其一端安装在内星轮上另一端紧顶在滚柱上的滚柱复位弹簧。

可在主离心块的下部给定位置处制出对应的斜面，在斜面下部安装一套与之对应的普通的离心式斜面增力机构。

离心式斜面增力机构中的安装在主离心块下端的其上制有斜面的在约束条件下只能沿内星轮做径向运动的增力离心块可以通过安放在内星轮上制有的与主离心块上端工作平面平行的凸出平面上的圆柱形的增力滚柱及主离心块下端的斜面沿与主离心块工作平面平行的方向将推力传递给主离心块。

由于本发明的工作目的是解决机械设备的软启动问题，所以，虽然采用了滚柱式超越离合器的结构，但一般情况下是不考虑机构的超越运行问题的，一般情况下，离心式机械离合器可采用中部离心块、滚柱及与之对应的内星轮的工作面可制成沿中部离心块的径向中心线左右对称分布的结构，因为这种结构可以实现设备电机的正、反转要求。

具体工作时，由于中部离心块的重量在设计时就使其重量相对较小，所以，当设备的电动机在刚刚启动而转速相对较低时，中部离心块产生的离心力对滚柱基本上是起不到推紧作用的，另一方面，由于滚柱产生的离心力是反向的使其远离正常工作位置的，所以，这时离心式机械离合器的输入端基本上是处于一种空载转动的状态，当电动机的转速达到一定程度时，比如达到了额定转速的70％-80％时，这时电动机的工作转矩达到了最大值，这时，中部离心块由于电动机转速提高的原因，其产生的离心力也相应的增大了，所以，达到了克服滚柱产生的离心力而将滚柱顶至正常的工作位置上的程度，这时离心式机械离合器开始逐步的启动，由于这时电动机的起步转矩达到了最大值，而离心式机械离合器由于是采用滚柱式超越离合器的基本工作原理的，所以从原理上说，离心式机械离合器是可以适应在任何转速下结合的，因此，这时负载可以在电动机的驱动下顺利的启动，从而达到了软启动的目的。上述工作原理就是离心式机械离合器基本工作原理。可以看出，这种结构的离心式机械离合器只能单向驱动负载，一般情况下，可以采用离心式机械离合器中的中部离心块、滚柱及与之对应的内星轮的工作面可制成沿中部离心块的径向中心线左右对称分布的结构，从而达到双向驱动负载的目的。

一般情况下，中部离心块可采用通过其上端固定在中部离心块上的下端固定在内星轮上的中部弹簧机构予拉紧在内星轮上对应制成的槽中的结构，采用这种具有中部弹簧机构的结构的优点是在具体设计时匹配比较方便，可将中部离心块的重量设计的相对较重，当电动机转速未达到一定程度时，中部离心块是无法克服中部弹簧的予拉力而起不到任何作用的，只有当电动机转速达到足够大的程度时，中部离心块是才能克服中部弹簧的予拉力而起到推动滚柱的作用，所以这时的启动效果是相对比较好的。

由于这时离心式机械离合器采用的是普通滚柱式超越离合器的过载保护形式，所以，根据滚柱式超越离合器的基本工作原理，在机构过载时，滚柱开始打滑，因此在短时间过载的情况下，机构是没有任何问题的，也不会造成损坏，滚柱的磨损也可以自动的补偿。但是，如果机构是长时间的过载，那么，滚柱的磨损速度就会相应的加快，从而降低了离心式机械离合器的使用寿命，所以说，这种结构形式在工作时过载情况不频繁的条件下使用是比较有利的。

当离心式机械离合器采用内星轮上与滚柱对应的内星轮工作面处的承载滚柱的实体部分可用分体制成的可沿内星轮径向做有约束的径向运动的主离心块替代，在主离心块的靠近内星轮圆心的一端与内星轮之间，也可以安装其工作方向是可以将主离心块顶向滚柱方向上的主弹簧机构，中部离心块可通过其上端固定在中部离心块上的下端固定在内星轮上的中部弹簧机构予拉紧在主离心块上对应制成的槽中的这种具有分体制成的主离心块及主弹簧机构的结构形式时，上述的情况就好的多了，这时，由于主离心块是分体制造的，而且在主离心块的下端装有了主弹簧机构，所以，工作时，由负载通过外环及滚柱对主离心块产生的正压力与主离心块自身产生的离心力与主弹簧机构7产生的弹性推力的合力来进行平衡，当主离心块自身产生的离心力与主弹簧机构产生的弹性推力的合力一定时，离心式机械离合器所能传递的最大工作转矩也就随之而定了，所以，这时即使是负载超载出现了离心式机械离合器打滑的现象，滚柱相对于外环及主离心块是处在一种相对合理的压力下的相对转动状态下，这一点与普通的滚子轴承的工作原理有些相似，因此，这时滚柱的磨损情况就会有较大的好转，即使是较长时间的过载打滑，一般说滚柱也不会有太大的磨损。而且，由于主离心块采用了离心机构和弹性机构的组合机构，所以可以有效的吸收由原动机产生的扭振，这就使离心式机械离合器具有较好的减缓冲击和隔离扭振的功能。

当采用在滚柱上沿轴向的中部或两端，制出其底面与滚柱的径向中心线平行的凹槽或缺口，并在主离心块与滚柱对应位置处的外侧一定位置上，分别装有其在约束条件下的运动方向与主离心块的径向中心线平行的可沿运动方向分别进入滚柱上制成的凹槽或两端缺口的且配合部位的形状与滚柱中的凹槽或缺口形状对应的离心式定位块，使内星轮不转动时，离心式定位块通过外侧弹簧机构予拉紧限制在不能进入滚柱中的凹槽或缺口的且形状与离心式定位块对应的位于内星轮与主离心块之间形成的凹槽中的初始位置上，并在星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的两星轮盖板之间位于中部离心块沿径向位置的上端给定位置上，分别安装阶梯圆柱形的限位销的这种滚柱后退式的过载保护形式时，在离心式机械离合器起步的阶段，由于这时离心式定位块的重量相对较小，所以这时在外侧弹簧机构的予紧拉力下基本上是不会产生向上的运动的，因此，这时离心式机械离合器如上述的情况一样正常的启动并进入工作状态，当电动机的转速接近或达到额定转速时，离心式定位块开始在离心力的作用下克服外侧弹簧机构的拉力以一个相对较小的力接触到滚柱，因为这个力相对较小，所以，不会克服中部离心块的压力将滚柱推向非工作区，所以这时离心式机械离合器仍然正常的工作，但是，当机构处于打滑状态时，由于当滚柱转动时使滚柱上制有的凹槽或两端缺口正好转至与离心式定位块向上运动的轨迹重合的位置时，离心式定位块会突然的向上运动，达到一定的高度，这时，当滚柱再转动时，离心式定位块上的与滚柱相对的平面就会对滚柱的转动起到一个干涉或者说阻止作用，这时，滚柱就会随着继续的转动在离心式定位块的干涉作用下沿主离心块的平面向中部离心块的方向运动，并部分的将中部离心块压下，这时，滚柱将会贴在主离心块上并卡在离心式定位块、中部离心块及限位销之间，从而与外环脱离，因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，中部离心块和离心式定位块都在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。

当离心式机械离合器的设计转矩容量相对较小、允许体积相对大一些时，可采用将位于主离心块下端的主弹簧机构7和位于两星轮盖板之间的限位销8去掉，在主离心块上与滚柱相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱进入时可使其与外环脱离接触的给定宽度的沿滚柱长度方向贯通的凹槽或凹台的这种具有滚柱前进式过载保护形式的结构，这时，中部离心块的中部在设计时应有一个相对较窄的适当的凸起部位，主离心块是依靠自身产生的离心力来平衡由负载通过外环及滚柱对其产生的压力的，具体工作时，如果电动机按图示是顺时针转动时，当电动机刚刚起步时，由于中部离心块与主离心块处于被中部弹簧机构予拉紧的状态，所以这时中部离心块紧靠在主离心块上，主离心块的下端靠在内星轮上，二者均不起作用，这时，左边的滚柱在离心力的作用下运动到了中部离心块的径向中心线的附近，右边的滚柱运动到了主离心块右侧制有的凹台部位处，随着电动机的转速逐步的提高，由于主离心块的重量相对于中部离心块的重量要大很多，所以，这时主离心块首先克服中部弹簧机构的予拉力逐步的进入正常的工作位置，并且其离心力也达到了离心式机械离合器对负载的起步转矩所需的正压力值，这时，右边的滚柱将被留在主离心块右侧制有的凹台部位无法出来，左边的滚柱在主离心块的约束下已无法回到主离心块左侧制有的凹台部位处，这时，电动机的转速也达到了额定转速的70％左右，输出转矩接近了最大值，与此同时，中部离心块在离心力的作用下也开始克服中部弹簧机构的拉紧力逐步的将滚柱紧顶在正常的工作位置上，随着滚柱逐步的被压紧，系统的起步工作逐步的完成，系统起步工作完成后，电动机转速也达到了额定转速，系统进入了正常的工作状态。在过载打滑时，由于主离心块提供的正压力基本上是一个定值，所以，滚柱会因为负载的反向转矩的突然增大的原因而使主离心块沿径向向下做一个微小的运动，所以这时滚柱会因为转动的原因落入主离心块上制有的凹槽或凹台中，从而与外环处于基本脱离的状态，由于滚柱脱离后主离心块还要沿径向向上运动一个较小的距离后才会在约束条件下停止运动，所以这时滚柱是无法回到正常的工作位置上去的。因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，中部离心块和主离心块6都在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。这种结构的主要特点是结构比较简单，但体积相对要大一些。

一般情况下，采用在主离心块的下端安装主弹簧机构的方法来平衡系统的正压力是比较方便的，在离心式机械离合器的设计直径相对较大时，也可以采用将原位于主离心块上端中部的中部离心块制成与主离心块一体的结构，使中部离心块处于将滚柱顶紧在工作位置处的位置上，在主离心块上与滚柱相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱进入时可使其与外环脱离接触的给定宽度的沿滚柱长度方向贯通的凹槽或凹台，在主离心块的外侧装有其一端安装在内星轮上另一端紧顶在滚柱上的滚柱复位弹簧，并在主离心块的下部给定位置处制出对应的斜面，在斜面下部安装一套与之对应的普通的离心式斜面增力机构的这种具有滚柱前进式过载保护形式与斜面增力机构的结构形式。采用这种结构形式在具体工作时，由于中部离心块与主离心块是制成一体的，而且滚柱复位弹簧是始终将滚柱顶紧在正常工作位置上的，所以在起步时，随着电动机转速的逐步提高，主离心块与离心式斜面增力机构产生的离心力也逐步的增加，所以机构开始逐步的带动负载平稳的起步，从而进入正常的工作状态，过载时，滚柱打滑转动时同样会克服滚柱复位弹簧的推力进入主离心块外侧的凹槽或凹台中，从而与外环处于基本脱离的状态，因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，主离心块在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。采用这种结构时机构的体积相对而言要大一些。

由于本发明可以满足一般机械设备软启动的要求，而且结构相对比较简单、制造成本相对较低、工作效率相对较高、过载保护比较灵敏、使用寿命相对也比较长，具有较好的减缓冲击和隔离扭振等功能，所以，实施后可以收到比较积极的效果。

四、附图说明

本发明有9个附图，图1是单向驱动的离心式机械离合器的基本原理示意图，图2是双向驱动的离心式机械离合器的基本原理示意图，图3是具有中部弹簧机构的离心式机械离合器的基本原理示意图，图4是具有分体制成的主离心块及主弹簧机构的结构形式的离心式机械离合器的基本原理示意图，图5是具有滚柱后退式的过载保护形式的离心式机械离合器的在正常工作状态下的基本原理示意图，图6是具有滚柱后退式的过载保护形式的离心式机械离合器的在过载保护状态下的基本原理示意图，图7是具有滚柱前进式过载保护形式的离心式机械离合器在起步初期的基本原理示意图，图8是具有滚柱前进式过载保护形式的离心式机械离合器在正常工作状态下的基本原理示意图，图9是具有滚柱前进式过载保护形式与斜面增力机构的离心式机械离合器的基本原理示意图。

在各图中：1、内星轮，2、滚柱，3、外环，4、中部离心块，5、中部弹簧机构，6、主离心块，7、主弹簧机构，8、限位销，9、星轮盖板，10、离心式定位块，11、外侧弹簧机构，12、滚柱复位弹簧，13、增力滚柱，14、增力离心块。

五、具体实施方式

下面，结合说明书附图，对本发明作进一步的具体说明。

在图1所示的机构中具有星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在内星轮1上的弹簧顶销机构去掉，用一个安装在原弹簧顶销机构位置附近的可沿内星轮1的径向做有约束的运动的而且可以在离心力的作用下将机构中的滚柱2顶紧在工作位置上的中部离心块4替代。由于中部离心块4的重量在设计时就使其重量相对较小，所以，当设备的电动机在刚刚启动而转速相对较低时，中部离心块产生的离心力对滚柱2基本上是起不到推紧作用的，另一方面，由于滚柱2产生的离心力是反向的使其远离正常工作位置的，所以，这时离心式机械离合器的输入端基本上是处于一种空载转动的状态，当电动机的转速达到一定程度时，比如达到了额定转速的70％-80％时，这时电动机的工作转矩达到了最大值，这时，中部离心块4由于电动机转速提高的原因，其产生的离心力也相应的增大了，所以，达到了克服滚柱2产生的离心力而将滚柱2顶至正常的工作位置上的程度，这时离心式机械离合器开始逐步的启动，由于这时电动机的起步转矩达到了最大值，而离心式机械离合器由于是采用滚柱式超越离合器的基本工作原理的，所以从原理上说，离心式机械离合器是可以适应在任何转速下结合的，因此，这时负载可以在电动机的驱动下顺利的启动，从而达到了软启动的目的。上述工作原理就是离心式机械离合器基本工作原理。可以看出，这种结构的离心式机械离合器只能单向驱动负载。

在图2中采用了离心式机械离合器中的中部离心块4、滚柱2及与之对应的内星轮1的工作面可制成沿中部离心块4的径向中心线左右对称分布的结构，从而达到双向驱动负载的目的。

在图3中，中部离心块4采用了通过其上端固定在中部离心块4上的下端固定在内星轮1上的中部弹簧机构5予拉紧在内星轮1上对应制成的槽中的结构，采用这种具有中部弹簧机构5的结构的优点是在具体设计时匹配比较方便，可将中部离心块的重量设计的相对较重，当电动机转速未达到一定程度时，中部离心块4是无法克服中部弹簧机构5的予拉力而起不到任何作用的，只有当电动机转速达到足够大的程度时，中部离心块4是才能克服中部弹簧机构5的予拉力而起到推动滚柱2的作用，所以这时的启动效果是相对比较好的。

由于这时离心式机械离合器采用的是普通滚柱式超越离合器的过载保护形式，所以，根据滚柱式超越离合器的基本工作原理，在机构过载时，滚柱2开始打滑，因此在短时间过载的情况下，机构是没有任何问题的，也不会造成损坏，滚柱2的磨损也可以自动的补偿。但是，如果机构是长时间的过载，那么，滚柱2的磨损速度就会相应的加快，从而降低了离心式机械离合器的使用寿命，所以说，这种结构形式在工作时过载情况不频繁的条件下使用是比较有利的。

在图4中，离心式机械离合器采用了内星轮1上与滚柱2对应的内星轮工作面处的承载滚柱2的实体部分可用分体制成的可沿内星轮1径向做有约束的径向运动的主离心块6替代，在主离心块6的靠近内星轮1圆心的一端与内星轮1之间，也可以安装其工作方向是可以将主离心块6顶向滚柱2方向上的主弹簧机构7，中部离心块4可通过其上端固定在中部离心块4上的下端固定在内星轮1上的中部弹簧机构5予拉紧在主离心块6上对应制成的槽中的这种具有分体制成的主离心块6及主弹簧机构7的结构形式。

采用这种结构形式后，上述的情况就好的多了，这时，由于主离心块6是分体制造的，而且在主离心块6的下端装有了主弹簧机构7，所以，工作时，由负载通过外环3及滚柱2对主离心块6产生的正压力与主离心块6自身产生的离心力与主弹簧机构7产生的弹性推力的合力来进行平衡，当主离心块6自身产生的离心力与主弹簧机构7产生的弹性推力的合力一定时，离心式机械离合器所能传递的最大工作转矩也就随之而定了，所以，这时即使是负载超载出现了离心式机械离合器打滑的现象，滚柱2相对于外环3及主离心块6是处在一种相对合理的压力下的相对转动状态下，这一点与普通的滚子轴承的工作原理有些相似，因此，这时滚柱2的磨损情况就会有较大的好转，即使是较长时间的过载打滑，一般说滚柱2也不会有太大的磨损。而且，由于主离心块6采用了离心机构和弹性机构的组合机构，所以可以有效的吸收由原动机产生的扭振，这就使离心式机械离合器具有较好的减缓冲击和隔离扭振的功能。一般情况下，主弹簧机构7可采用标准的碟形弹簧，这样可以使结构比较紧凑。

在图5、图6中，采用了在滚柱2上沿轴向的中部或两端，制出其底面与滚柱2的径向中心线平行的凹槽或缺口，并在主离心块6与滚柱2对应位置处的外侧一定位置上，分别装有其在约束条件下的运动方向与主离心块6的径向中心线平行的可沿运动方向分别进入滚柱2上制成的凹槽或两端缺口的且配合部位的形状与滚柱2中的凹槽或缺口形状对应的离心式定位块10，使内星轮1不转动时，离心式定位块10通过外侧弹簧机构11予拉紧限制在不能进入滚柱2中的凹槽或缺口的且形状与离心式定位块10对应的位于内星轮1与主离心块6之间形成的凹槽中的初始位置上，并在星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的两星轮盖板9之间位于中部离心块4沿径向位置的上端给定位置上，分别安装阶梯圆柱形的限位销8的这种滚柱2后退式的过载保护形式。

在离心式机械离合器起步的阶段，由于这时离心式定位块10的重量相对较小，所以这时在外侧弹簧机构11的予紧拉力下基本上是不会产生向上的运动的，因此，这时离心式机械离合器如上述的情况一样正常的启动并进入工作状态，当电动机的转速接近或达到额定转速时，离心式定位块10开始在离心力的作用下克服外侧弹簧机构11的拉力以一个相对较小的力接触到滚柱2，因为这个力相对较小，所以，不会克服中部离心块4的压力将滚柱2推向非工作区，所以这时离心式机械离合器仍然正常的工作，但是，当机构处于打滑状态时，由于当滚柱2转动时使滚柱2上制有的凹槽或两端缺口正好转至与离心式定位块10向上运动的轨迹重合的位置时，离心式定位块10会突然的向上运动，达到一定的高度，这时，当滚柱2再转动时，离心式定位块10上的与滚柱2相对的平面就会对滚柱2的转动起到一个干涉或者说阻止作用，这时，滚柱2就会随着继续的转动在离心式定位块10的干涉作用下沿主离心块6的平面向中部离心块6的方向运动，并部分的将中部离心块4压下，这时，滚柱2将会贴在主离心块6上并卡在离心式定位块10、中部离心块4及限位销8之间，从而与外环3脱离，因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱2也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。大大的提高了离心式机械离合器使用寿命。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，中部离心块4和离心式定位块10都在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。离心式定位块10的作用主要是在阻止滚柱2在打滑时由于转动的原因向主离心块6的外侧运动的同时将滚柱2向主离心块6的中部反推一个小的距离，达到使滚柱2与外环3脱开的目的，所以具体设计时可以采用多种方式，离心式定位块10可以放在滚柱2的中部，也可以分别放在滚柱2的两端，其形状可以是矩形、圆柱型等。

在图7、图8中可以看出，当离心式机械离合器的设计转矩容量相对较小、允许体积相对大一些时，可采用将位于主离心块6下端的主弹簧机构7和位于两星轮盖板9之间的限位销8去掉，在主离心块6上与滚柱2相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱2进入时可使其与外环3脱离接触的给定宽度的沿滚柱2长度方向贯通的凹槽或凹台的这种具有滚柱2前进式过载保护形式的结构，这时，中部离心块4的中部在设计时应有一个相对较窄的适当的凸起部位，主离心块6是依靠自身产生的离心力来平衡由负载通过外环3及滚柱2对其产生的压力的，具体工作时，如果电动机按图示是顺时针转动时，当电动机刚刚起步时，由于中部离心块4与主离心块6处于被中部弹簧机构5予拉紧的状态，所以这时中部离心块4紧靠在主离心块6上，主离心块6的下端靠在内星轮1上，二者均不起作用，这时，左边的滚柱2在离心力的作用下运动到了中部离心块4的径向中心线的附近，右边的滚柱2运动到了主离心块6右侧制有的凹台部位处，随着电动机的转速逐步的提高，由于主离心块6的重量相对于中部离心块4的重量要大很多，所以，这时主离心块6首先克服中部弹簧机构5的予拉力逐步的进入正常的工作位置，并且其离心力也达到了离心式机械离合器对负载的起步转矩所需的正压力值，这时，右边的滚柱2将被留在主离心块6右侧制有的凹台部位无法出来，左边的滚柱2在主离心块6的约束下已无法回到主离心块6左侧制有的凹台部位处，这时，电动机的转速也达到了额定转速的70％左右，输出转矩接近了最大值，与此同时，中部离心块4在离心力的作用下也开始克服中部弹簧机构5的拉紧力逐步的将滚柱2紧顶在正常的工作位置上，随着滚柱2逐步的被压紧，系统的起步工作逐步的完成，系统起步工作完成后，电动机转速也达到了额定转速，系统进入了正常的工作状态。在过载打滑时，由于主离心块6提供的正压力基本上是一个定值，所以，滚柱2会因为负载的反向转矩的突然增大的原因而使主离心块6沿径向向下做一个微小的运动，所以这时滚柱2会因为转动的原因落入主离心块6上制有的凹槽或凹台中，从而与外环3处于基本脱离的状态，由于滚柱2脱离后主离心块6还要沿径向向上运动一个较小的距离后才会在约束条件下停止运动，所以这时滚柱2是无法回到正常的工作位置上去的。因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱2也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，中部离心块4和主离心块6都在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。这种结构的主要特点是结构比较简单，但体积相对要大一些。必要时，也可以在主离心块6的外侧装有其一端安装在内星轮1上另一端紧顶在滚柱2上的滚柱复位弹簧，并在主离心块6的下部给定位置处制出对应的斜面，在斜面下部安装一套与之对应的普通的离心式斜面增力机构。这样做的目的是为了尽量的减小离心式机械离合器中离心体的重量，从而相应的减小其体积。这时，增力离心块14的中部应制有沿内星轮1直径方向的通孔，中部弹簧机构5的下端，应当通过增力离心块14中部的通孔后再固定在内星轮1上。

在图9中可以看出，在一般情况下，采用在主离心块6的下端安装主弹簧机构7的方法来平衡系统的正压力是比较方便的，在离心式机械离合器的设计直径相对较大时，也可以采用将原位于主离心块6上端中部的中部离心块4制成与主离心块一体的结构，使中部离心块4处于将滚柱2顶紧在工作位置处的位置上，在主离心块6上与滚柱2相互作用的工作面的外侧给定的位置处，制有当滚柱2进入时可使其与外环3脱离接触的给定宽度的沿滚柱2长度方向贯通的凹槽或凹台，在主离心块6的外侧装有其一端安装在内星轮1上另一端紧顶在滚柱2上的滚柱复位弹簧12，并在主离心块6的下部给定位置处制出对应的斜面，在斜面下部安装一套与之对应的普通的离心式斜面增力机构的这种具有滚柱2前进式过载保护形式与斜面增力机构的结构形式。采用这种结构形式在具体工作时，由于中部离心块4与主离心块6是制成一体的，而且滚柱复位弹簧12是始终将滚柱2顶紧在正常工作位置上的，所以在起步时，随着电动机转速的逐步提高，主离心块6与离心式斜面增力机构产生的离心力也逐步的增加，所以机构开始逐步的带动负载平稳的起步，从而进入正常的工作状态，过载时，滚柱2打滑转动时同样会克服滚柱复位弹簧12的推力及主离心块6与离心式斜面增力机构产生的离心力进入主离心块6外侧的凹槽或凹台中，从而与外环3处于基本脱离的状态，因此，在这种状态下，即使机构长时间的过载，滚柱2也不会磨损，离心式机械离合器的输入端完全处于一种空转的状态，这样，就起到了比较完美的过载保护作用。当电动机关闭电源停止转动时，机构的离心力消失，主离心块6在弹性力的作用下恢复到初始的状态，所以，重新启动电动机后机构又可以正常的工作了。采用这种结构时机构的体积相对而言要大一些。

离心式斜面增力机构中的安装在主离心块6下端的其上制有斜面的在约束条件下只能沿内星轮1做径向运动的增力离心块14可以通过安放在内星轮1上制有的与主离心块6上端工作平面平行的凸出平面上的圆柱形的增力滚柱13及主离心块6下端的斜面沿与主离心块6工作平面平行的方向将推力传递给主离心块6。

实际设计时，采用离心式增力机构的目的是为了有效的减小离心体的体积，从而有效的减小离心式机械离合器的体积及重量，离心式斜面增力机构的种类很多，增力滚柱13也可以制成矩形斜面的形状，可以看出，图9中的离心式斜面增力机构是一个二级增力机构，因为首先是增力离心块14通过斜面将推力传递给增力滚柱13，然后增力滚柱13又将推力通过斜面机构传递给主离心块6下端的斜面，因此产生了二级增力的效果，当然，在具体设计时，可根据实际的情况选择采用一级增力、二级增力或多级增力的结构，一般说，采用二级增力机构在设计上是比较方便的。

Claims (7)

1.一种离心式机械离合器，具有星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在内星轮(1)上的弹簧顶销机构去掉，用一个安装在原弹簧顶销机构位置附近的可沿内星轮(1)的径向做有约束的运动的而且可以在离心力的作用下将机构中的滚柱(2)顶紧在工作位置上的中部离心块(4)替代。

2.根据权利要求1所述的离心式机械离合器，其特征在于：离心式机械离合器中的中部离心块(4)、滚柱(2)及与之对应的内星轮(1)的工作面制成沿中部离心块(4)的径向中心线左右对称分布的结构。

3.根据权利要求1或2所述的离心式机械离合器，其特征在于：中部离心块(4)制成长度方向与滚柱长度方向对应的矩形或圆柱形或与滚柱(2)接触处带倒角的矩形形状，并且可通过其上端固定在中部离心块(4)上的下端固定在内星轮(1)上的中部弹簧机构(5)予拉紧在内星轮(1)上对应制成的槽中。

4.根据权利要求1或2所述的离心式机械离合器，其特征在于：内星轮(1)上与滚柱(2)对应的内星轮工作面处的承载滚柱(2)的实体部分用分体制成的可沿内星轮(1)径向做有约束的径向运动的主离心块(6)替代，在主离心块(6)的靠近内星轮(1)圆心的一端与内星轮(1)之间，安装其工作方向是可以将主离心块(6)顶向滚柱(2)方向上的主弹簧机构(7)，中部离心块(4)可通过其上端固定在中部离心块(4)上的下端固定在内星轮(1)上的中部弹簧机构(5)予拉紧在主离心块(6)上对应制成的槽中。

5.根据权利要求4所述的离心式机械离合器，其特征在于：在滚柱(2)上沿轴向的中部或两端，制出其底面与滚柱(2)的径向中心线平行的凹槽或缺口，并在主离心块(6)与滚柱(2)对应位置的外侧与所述凹槽或缺口对应处，分别装有其在约束条件下的运动方向与主离心块(6)的径向中心线平行的可沿运动方向分别进入滚柱(2)上制成的凹槽或缺口的且配合部位的形状与滚柱(2)中的凹槽或缺口形状对应的离心式定位块(10)，内星轮(1)不转动时，离心式定位块(10)通过外侧弹簧机构(11)予拉紧限制在不能进入滚柱(2)中的凹槽或缺口的且形状与离心式定位块(10)对应的位于内星轮(1)与主离心块(6)之间形成的凹槽中的初始位置上，在星轮为内星轮的滚柱式超越离合器机构中的两星轮盖板(9)之间位于中部离心块(4)沿径向位置的上端，沿轴向分别安装阶梯圆柱形的限位销(8)。

6.根据权利要求4所述的离心式机械离合器，其特征在于：将位于主离心块(6)下端的主弹簧机构(7)去掉，在主离心块(6)上与滚柱(2)相互作用的工作面的外侧沿轴向制有当滚柱(2)进入时可使其与外环(3)脱离接触的沿滚柱(2)长度方向贯通的凹槽或凹台，在主离心块(6)的外侧装有其一端安装在内星轮(1)上另一端紧顶在滚柱(2)上的滚柱复位弹簧(12)。

7.根据权利要求6所述的离心式机械离合器，其特征在于：将原位于主离心块(6)上端中部的中部离心块(4)制成与主离心块一体的结构，使中部离心块(4)处于将滚柱(2)顶紧在工作位置处的位置上，在主离心块(6)上与滚柱(2)相互作用的工作面的外侧沿轴向制有当滚柱(2)进入时可使其与外环(3)脱离接触的沿滚柱(2)长度方向贯通的凹槽或凹台，在主离心块(6)的外侧装有其一端安装在内星轮(1)上另一端紧顶在滚柱(2)上的滚柱复位弹簧。

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