CN103511505A - 一种离心离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明是属于机械软启动领域的一种离心离合器，机构中具有星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在外星轮3上的弹簧顶销机构去掉，在原弹簧顶销机构位置附近安装一个可沿外星轮3的平行于径向的方向由内往外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圆柱形离心滚柱4。
Description
一、技术领域
本发明是属于机械软启动领域的一种新型离心离合器。
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、过载保护比较灵敏、使用寿命相对也比较长等功能的一种离心离合器的原理性技术方案。
本发明是这样实现的，机构中具有星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在外星轮3上的弹簧顶销机构去掉，在原弹簧顶销机构位置附近安装一个可沿外星轮3的平行于径向的方向由内往外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圆柱形离心滚柱4。
离心滚柱4的长度与滚柱2的长度相等，且轴线平行，二者两端对齐。
在滚柱2的与离心滚柱4相对的另一侧，安装一个将滚柱2顶向与外星轮3的工作面脱开方向的弹簧机构5。
弹簧机构5采用多个一端装在外星轮3上另一端顶在滚柱2上的沿平行于滚柱2轴线排列的机械弹簧组成。
所述机械弹簧是普通的机械压簧或弹簧片。
所述机械弹簧的一端，安装在紧装在外星轮3的与滚柱2相对的部位处的与外星轮3轴线平行的条状矩形的弹簧座6上。
由于本技术方案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。
具体工作时，外星轮3与输入端的电动机连接，内环1与负载连接，由于离心滚柱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，离心滚柱4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，这时一种离心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，电动机的工作转矩达到了最大值，这时，离心滚柱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，这时一种离心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，而一种离心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，一种离心离合器是可以适应在任何转速下结合的，而且，机构可以通过短时间的过载打滑来减少启动时的瞬时冲击转矩，对设备起到良好的保护作用。
当机构所匹配的电机转速较高时，由于离心滚柱4的直径一般不要设计的太小，所以机构可能在较低转速时就接合启动了，因此，为了达到满意的启动转速，可在滚柱2的与离心滚柱4相对的另一侧，安装一个在机构静止时将滚柱2顶向与外星轮3的工作面脱开方向的弹簧机构5，这样，就可以用一个附加的力把滚柱2顶向脱开的位置，从而使机构在设计时比较方便，而且可以在较高的转速条件下接合启动。
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2个附图，图1是一种离心离合器的基本原理示意图，图2是一种离心离合器的机构中增加了弹簧机构5的基本原理示意图。
各图中：1、内环，2、滚柱，3、外星轮，4、离心滚柱，5、弹簧机构，6、弹簧座。
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。
从图1中可以看出，机构中具有星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在外星轮3上的弹簧顶销机构去掉，在原弹簧顶销机构位置附近安装一个可沿外星轮3的平行于径向的方向由内往外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圆柱形离心滚柱4。
离心滚柱4的长度与滚柱2的长度相等，且轴线平行，二者两端对齐。
可以看出，具体工作时，外星轮3与输入端的电动机连接，内环1与负载连接，由于离心滚柱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，离心滚柱4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，这时一种离心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，电动机的工作转矩达到了最大值，这时，离心滚柱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，这时一种离心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，而一种离心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，一种离心离合器是可以适应在任何转速下结合的，而且，机构可以通过短时间的过载打滑来减少启动时的瞬时冲击转矩，对设备起到良好的保护作用。而且，当设备停机时，由于机构具有超越功能，所以可以在不拖动原动机的条件下实现自由停机。
所以这种机构具有空载启动、过载保护、减轻振动、在不拖动原动机的条件下实现自由停机、有效利用原动机空载启动后产生的瞬时冲击转矩来柔性的启动负载等功能。具有启动转矩大、接合平稳等特点。
具体实施时，在匹配时应注意使机构的打滑转矩大于电动机的最大转矩，这样，因为机构具有超越功能，由于大多数机械设备由于惯性的作用，在大部分工作情况下，机构中负载的平均转速会略高于原动机的转速，因此机构还具有较好的减振功能，可在较大程度上过滤掉设备在运行过程中产生的尖峰载荷，提高设备的使用寿命。机构在正常载荷下运行由于各部件与电动机处于同步运行状态，所以不打滑，不发热，没有功率损失，当负载在运行过程中遇到突然卡滞现象时达到机构的打滑转矩时，机构就会打滑，断开短时的尖峰载荷，当负载恢复正常时，机构立刻恢复正常工作状态，当负载卡滞时间比较长时，电动机将在一般不超过5秒钟的短时间内制动到停止状态，这时电动机的过载保护系统起作用，切断电源，对设备起到保护作用。所以当机构匹配合理时，可大大的提高了一种离心离合器的使用寿命。
从图2中可以看到，在滚柱2的与离心滚柱4相对的另一侧，安装一个将滚柱2顶向与外星轮3的工作面脱开方向的弹簧机构5。
弹簧机构5采用多个一端装在外星轮3上另一端顶在滚柱2上的沿平行于滚柱2轴线排列的机械弹簧组成。
所述机械弹簧是普通的机械压簧或弹簧片。
采用多个沿平行于滚柱2轴线分布的弹簧是为了增加机构的稳定性，这样，滚柱2就不会产生被顶偏的现象了。
弹簧机构5中机械弹簧的一端，安装在紧装在外星轮3的与滚柱2相对的部位处的与外星轮3轴线平行的条状矩形的弹簧座6上。
采用弹簧座的目的主要是从工艺上考虑的，因为外星轮3为整体结构，所以采用普通的机械加工工艺很难在弹簧的安装部位制出圆柱形压缩弹簧的安装通孔或弹簧片的安装螺孔，因此，增加一个紧装在外星轮3弹簧安装部位的上面制有弹簧安装孔或弹簧片的安装螺孔的弹簧座6还是很有必要的。当然，如果采用激光等设备打孔，或采用胶粘的方法，也是可以省掉弹簧座6的。
采用弹簧机构5的目的是当机构所匹配的电机转速较高时，由于离心滚柱4的直径一般不要设计的太小，所以机构可能在较低转速时就接合启动了，因此，为了达到满意的启动转速，可在滚柱2的与离心滚柱4相对的另一侧，安装一个在机构静止时将滚柱2顶向与外星轮3的工作面脱开方向的弹簧机构5，这样，就可以用一个附加的力把滚柱2顶向脱开的位置，从而使机构在设计时比较方便，而且可以在较高的转速条件下接合启动。
Claims (6)
1.一种离心离合器，具有星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构，其特征在于：将星轮为外星轮的滚柱式超越离合器机构中的安装在外星轮(3)上的弹簧顶销机构去掉，在原弹簧顶销机构位置附近安装一个可沿外星轮(3)的平行于径向的方向由内往外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圆柱形离心滚柱(4)。
2.根据权利要求1所述的一种离心离合器，其特征在于：离心滚柱(4)的长度与滚柱(2)的长度相等，且轴线平行，二者两端对齐。
3.根据权利要求1所述的一种离心离合器，其特征在于：在滚柱(2)的与离心滚柱(4)相对的另一侧，安装一个将滚柱(2)顶向与外星轮(3)的工作面脱开方向的弹簧机构(5)。
4.根据权利要求1所述的一种离心离合器，其特征在于：弹簧机构(5)采用多个一端装在外星轮(3)上另一端顶在滚柱(2)上的沿平行于滚柱(2)轴线排列的机械弹簧组成。
5.根据权利要求4所述的一种离心离合器，其特征在于：所述机械弹簧是普通的机械压簧或弹簧片。
6.根据权利要求4所述的一种离心离合器，其特征在于：所述机械弹簧的一端，安装在紧装在外星轮(3)的与滚柱(2)相对的部位处的与外星轮(3)轴线平行的条状矩形的弹簧座(6)上。
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