專利名稱：空載軟啟動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軟啟動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)裝置，尤其是對(duì)一種原動(dòng)機(jī)與 負(fù)載之間利用鋼球離心體在旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩以實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)和 轉(zhuǎn)遞功率的一種空載軟啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)改良。屬軟啟動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。背暴技術(shù)作為原動(dòng)機(jī)(包括電動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)等，以下僅用電 動(dòng)機(jī)表述)與負(fù)載之間的連接裝置， 一般有三類各種聯(lián)軸器，限矩型 液力偶合器，晶閘管軟啟動(dòng)器、液體電阻軟啟動(dòng)器和變頻軟啟動(dòng)器。聯(lián) 軸器只能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的剛性同步啟動(dòng)；晶閘管軟啟動(dòng)、液體電阻 軟啟動(dòng)器和變頻軟啟動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的同步軟啟動(dòng)，但其軟啟 動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，也不具備電動(dòng)機(jī)率先空載啟動(dòng)后第二步才拖動(dòng)負(fù)載軟 啟動(dòng)過(guò)程，更不具備過(guò)載保護(hù)和多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性能;另外，聯(lián)軸器、 晶閘管軟啟動(dòng)、液體電阻軟啟動(dòng)器和變頻軟啟動(dòng)器只可與電動(dòng)機(jī)配套使 用，而不可與原動(dòng)機(jī)其他類型的動(dòng)力機(jī)械配套使用；基于此，空載軟啟 動(dòng)器可以替代聯(lián)軸器、晶閘管軟啟動(dòng)、液體電阻軟啟動(dòng)器和變頻軟啟動(dòng) 器。限矩型液力偶合器也具備空載軟啟動(dòng)、過(guò)載保護(hù)和多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié) 調(diào)性能等三大性能，與空載軟啟動(dòng)器相比，其存在體積大、價(jià)格高、傳 動(dòng)效率低、主被動(dòng)軸存在滑差、傳動(dòng)介質(zhì)易滲漏、傳動(dòng)方式單一、不能 與其它聯(lián)軸器和傳動(dòng)裝置互換等不足。因此，發(fā)展空載軟啟動(dòng)器對(duì)于提 高動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 作為空載軟啟動(dòng)器的前身，本申請(qǐng)人曾于2001年申請(qǐng)了名稱為"離 心式限矩型鋼球聯(lián)軸器"(專利號(hào)ZL01108396.4,國(guó)際申請(qǐng)?zhí)?PCT/CN02/0016)的發(fā)明專利(以下簡(jiǎn)稱原專利)，其主要將星輪與原動(dòng) 機(jī)主軸聯(lián)結(jié)，是傳遞功率的主動(dòng)件；負(fù)載與半體、彈性尼龍柱銷、左蓋、 摩擦殼、右蓋、花蓋等聯(lián)成一體，成為被動(dòng)體；鋼球散體和紅丹粉混合 組成傳動(dòng)介質(zhì)，勻布于左蓋、摩擦殼、右蓋組成的包容體和被包容件星 輪葉片分割的六個(gè)扇形空腔內(nèi)；在星輪葉片間的軸體上設(shè)有組合器。原 專利除半體和彈性尼龍柱銷等，與電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)的右裝配總成是產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩的母體，是一具離心式離合器。原專利具有空載軟起動(dòng)、過(guò)載保護(hù) 和協(xié)調(diào)多機(jī)驅(qū)動(dòng)等性能。但存在下述缺點(diǎn)1、聯(lián)接電動(dòng)機(jī)的右裝配總成， 其結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度大于普通聯(lián)軸器和其他的傳動(dòng)裝置，且無(wú)縮短的可行性，一 旦需要對(duì)已有設(shè)備應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行技術(shù)更新改造時(shí)，則易出現(xiàn)缺乏足夠 的工作空間的情況；此時(shí)，應(yīng)對(duì)做法只能是先拆卸電動(dòng)機(jī)重新做基座， 或截短負(fù)載主軸解決。2、沒(méi)有帶制動(dòng)輪的型式。3、右蓋結(jié)構(gòu)包含"軸 承座"功能，當(dāng)安裝或拆卸軸承時(shí)，其內(nèi)、套存在的雙重摩擦阻力給裝 卸工作均帶來(lái)西難，甚至使軸承破碎造成"柔性連接"破壞，導(dǎo)致全部 優(yōu)良性能失效而無(wú)異于普通聯(lián)軸器。4、摩擦殼結(jié)構(gòu)不合理，質(zhì)量重，轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量大，且不能滿足G6.3級(jí)平衡要求，傳動(dòng)質(zhì)量欠佳。5、原專利全 系列型號(hào)規(guī)格多達(dá)103種，只能以銷售定生產(chǎn)，單件生產(chǎn)造成供貨周期 長(zhǎng)、成本高，無(wú)法組織規(guī)模生產(chǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用親型的目的是克服上述原有技術(shù)的不足，提供一種通用性好、 結(jié)構(gòu)合理、裝卸方便，可靠性高、實(shí)用性寬廣、市場(chǎng)耰夔面大、適合產(chǎn)
業(yè)化生產(chǎn)，能滿足市場(chǎng)需求的空載軟啟動(dòng)器。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的 一種空載軟啟動(dòng)器，其包括與原動(dòng)機(jī)軸相連的設(shè)有葉片的星輪、設(shè)于星 輪葉片間星輪軸體上的若干個(gè)阻合器、兩端連接有左右蓋的摩擦殼以及 均布于摩擦殼和星輪葉片分割的扇形空腔內(nèi)的鋼球離心體，在星輪一側(cè) 設(shè)有與負(fù)載軸連接的外圓為階梯形的盤形半體，所述的左蓋通過(guò)連接于 星輪軸體左端外圓上的軸承與星輪軸體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。半體的階梯形為 兩階或三階或四階，其上可設(shè)置制動(dòng)輪；左右蓋置于摩檫殼腔體中的內(nèi) 壁為光滑的平面結(jié)構(gòu)，利于鋼球離心體在腔體中靈活地移動(dòng)、分布均勻； 星輪軸體具有階梯型中心通孔，星輪通過(guò)階梯孔之小徑孔連接于原動(dòng)機(jī) 主軸；左蓋及其軸承孔內(nèi)軸承設(shè)于星輪軸體外圓周上，使得星輪階梯孔 可部分甚至全部用于空載軟啟動(dòng)器與原動(dòng)機(jī)主軸的連接；本發(fā)明空載軟 后動(dòng)器的右裝配總成的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度U與星輪等長(zhǎng)，U等于電動(dòng)機(jī)主軸伸出 長(zhǎng)度L。加星輪左軸孔長(zhǎng)度E，即U化。+E;而半體則與負(fù)載主軸伸出長(zhǎng)度 等長(zhǎng)；鑒于此，本發(fā)明的L2要比電動(dòng)機(jī)配套的普通聯(lián)軸器和其他傳動(dòng)裝 置的右半體長(zhǎng)；當(dāng)本發(fā)明要求與上述被替代者互換，又不允許電動(dòng)機(jī)從 安裝位置后移時(shí),必須通過(guò)縮短E加以解決；本發(fā)明具備的摩擦轉(zhuǎn)矩MF 和星輪葉片有效半徑R的n次方成正比，和有效寬度B的u次方成正比， 即N^f(RnXB11)，其中指數(shù)n遠(yuǎn)大于u;因此，當(dāng)優(yōu)選略增星輪葉片有效 半徑R值以獲得較多的有效寬度B的減小值的實(shí)施方案時(shí)，就可較大幅 度地縮短E值，甚至使E-O，即L2等于電動(dòng)機(jī)主軸伸出長(zhǎng)度L。的最大值， 就可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明能和任何被替代者達(dá)到互換之目的。另外，基于這種有 效半徑R值與有效寬度B的關(guān)系特性，通過(guò)優(yōu)化有效半徑R的系列值， 即可覆蓋較寬的負(fù)載范圍，而其對(duì)應(yīng)的有效寬度B只霜較少規(guī)格即可，
因此，本發(fā)明的系列產(chǎn)品規(guī)格得到較大的壓縮，利于實(shí)際生產(chǎn)的規(guī)?；?br>
成本也易于降低。本文所述的左右為針對(duì)附圖3中裝配圖所示的方向而
作為優(yōu)選，所述的右蓋一側(cè)固接有軸承座，設(shè)在fft承座的軸承孔內(nèi) 的軸承固定于星輪軸體右端外圓上。這種結(jié)構(gòu)，便于從星輪軸體上安裝 和拆卸右蓋、軸承座及其軸承孔內(nèi)的軸承。
作為優(yōu)選，所述的設(shè)于左蓋軸承孔內(nèi)的軸承為滾針軸承，該軸承通 過(guò)壓蓋將軸承外圈壓靠于左蓋上的軸承孔側(cè)壁。滾針軸承與軸承座內(nèi)的 軸承一起構(gòu)成摩擦殼、左蓋、右蓋和軸承座的連接體在星輪軸體上的徑 向定位。
作為優(yōu)選，所述的設(shè)于軸承座的軸承的內(nèi)圈軸向固定于星輪軸體上， 構(gòu)成摩擦殼、左蓋、右蓋和軸承座的連接體在星輪軸體上的軸向定位。 該軸承的內(nèi)圏一側(cè)貼靠于星輪軸體的軸肩，另一側(cè)通過(guò)設(shè)于軸體上的彈 簧卡圈或圓蠊母實(shí)現(xiàn)軸向定位。這種結(jié)構(gòu)，易于控制和調(diào)整左蓋、右蓋
與星輪葉片間的間隙。
為了提高空載啟動(dòng)器的性能， 一般盡量減小摩擦殼的質(zhì)量以降低其 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其減小摩擦殼轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方式通常就是盡可能地減
小摩擦殼的壁厚；但摩擦殼與左蓋需要保持較大的連接強(qiáng)度以滿足傳遞 負(fù)載的各項(xiàng)強(qiáng)度要求，作為優(yōu)選，所述的摩擦殼通過(guò)緊固件與左蓋相連 接，并于每個(gè)連接孔處的摩擦殼外圓周上設(shè)有凸臺(tái)。凸臺(tái)設(shè)于摩擦殼圓 周面上，包含摩擦殼側(cè)壁圓心與連接螺紋孔中心的連線與摩擦殼圓周面 交點(diǎn)的區(qū)域，其一端面與摩擦殼側(cè)壁相齊；連接螺紋孔可以部分或全部 設(shè)于凸臺(tái)體中；凸臺(tái)可加強(qiáng)摩擦殼連接部位的強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)可有效的 達(dá)到既保證摩擦殼具有較高的強(qiáng)度，又可使摩擦殼保持較低的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
作為上述方案的補(bǔ)充，所述的摩擦殼通過(guò)緊固件與左蓋相連接，摩 擦殼連接端的外圓周上設(shè)有凸起環(huán)帶。凸起環(huán)帶可加強(qiáng)摩擦殼連接部位
的強(qiáng)度，連接螺紋孔可以部分或全部設(shè)于凸起環(huán)帶體中；由于原動(dòng)機(jī)的 規(guī)格眾多，本發(fā)明的也需要提供相應(yīng)的多種規(guī)格，對(duì)于大負(fù)載，凸起環(huán) 帶可以提供更高的連接強(qiáng)度以承擔(dān)較大的負(fù)載。
作為優(yōu)選，所述的左蓋通過(guò)柱銷與半體構(gòu)成連接，其上的柱銷孔的 部分或全部露出于摩擦殼的外圓周面。柱銷孔的一部分或全部露出于摩 擦殼的外圓周面，便于從其露出部分頂出或裝入柱銷，以拆卸或更換柱 銷；柱銷孔的一部分露出于摩擦殼的外圓周面時(shí)，柱銷可以靠摩擦殼側(cè) 壁限位；柱銷孔的全部露出于摩擦殼的外圓周面時(shí)，柱銷可以靠摩擦殼 或左蓋上設(shè)置的蓋板或檔銷等限位裝置限位。
作為優(yōu)選，所述的半體的外圓為三階的階梯形，其第二階上套設(shè)有 C型制動(dòng)輪，半體上的柱銷孔部分露出于制動(dòng)輪的外周面。安裝制動(dòng)輪， 以實(shí)現(xiàn)設(shè)備關(guān)機(jī)后必須即時(shí)制動(dòng)停車的工況要求;半體上的柱銷孔部分 露出于制動(dòng)輪的外周面，便于從其露出部分頂出或裝入柱銷，以拆卸或 更換柱銷。
作為優(yōu)選，所述的半體的外圓為三階的階梯形，其第二階上套設(shè)有 的制動(dòng)輪，該制動(dòng)輪的環(huán)形支撐壁完全封蓋半體上的柱銷孔，并在與柱 銷孔對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)通孔。制動(dòng)輪可以為C型制動(dòng)輪或I型制動(dòng)輪；制 動(dòng)輪的環(huán)形支撐壁上與柱銷孔對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)通孔，便于通過(guò)孔頂出或 裝入柱銷。
作為優(yōu)選，所述的半體的外圓為四階的階梯形，其上設(shè)有第三階上
套設(shè)有制動(dòng)輪，該制動(dòng)輪的環(huán)形支撐壁固定于半體第二階的側(cè)壁上。四 階結(jié)構(gòu)的半體為加長(zhǎng)型，其使本發(fā)明可以替代帶制動(dòng)f&限矩型液力偶
器；制動(dòng)輪為帶制動(dòng)輪限矩型液力偶合器所使用的制動(dòng)輪，例如C型制 動(dòng)輪或I型制動(dòng)輪等。
作為以上諸方案的補(bǔ)充，對(duì)于沒(méi)有安裝制動(dòng)輪的半體，其側(cè)壁上設(shè) 置有防止柱銷軸向竄出的檔板；對(duì)于半體上安裝有制動(dòng)輪的，則可以靠 制動(dòng)輪側(cè)壁和左蓋側(cè)壁上設(shè)置的蓋板防止柱銷軸向竄出，亦具有同等效 果。另外，星輪的左軸肩、右軸肩上分別設(shè)置O型密封圈。以防止紅丹 粉或外界污物滲入軸承內(nèi)。
因此，本實(shí)用新型具有如下的有益效果
1、 可以在任意安裝結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的條件下，替換限矩型液力偶合器、 聯(lián)軸器以及其他傳動(dòng)裝置。
2、 可在半體上安裝制動(dòng)輪，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備關(guān)機(jī)后必須即時(shí)制動(dòng)停車 的工況要求。
3、 通過(guò)優(yōu)化星輪葉片的有效半徑、壓縮有效寬度，本發(fā)明的規(guī)格 得到壓縮，通用性增強(qiáng)，利于規(guī)?；a(chǎn)，降低成本。
4、 結(jié)構(gòu)合理，體積小，整體質(zhì)量輕而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn) 快捷。
附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意附圖2是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意附圖3是附圖1和附圖2的A-A剖視附圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3 —種結(jié)構(gòu)示意附圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的另一種結(jié)構(gòu)示意附圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例3的另一種結(jié)構(gòu)示意附圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例4的一種結(jié)構(gòu)示意附圖8是本實(shí)用新型和電動(dòng)機(jī)及幾種常見(jiàn)工作機(jī)的配合特性附圖9是本實(shí)用新型不同負(fù)荷時(shí)和普通聯(lián)軸器在爲(wèi)動(dòng)過(guò)程的能耗對(duì)
附圖10是本實(shí)用新型不同負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)過(guò)程主、被動(dòng)軸的接合過(guò)程。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步 具體的說(shuō)明。
實(shí)施例l:如附圖l、附圖3所示；設(shè)有葉片的星輪7軸孔與電動(dòng)機(jī) 主軸聯(lián)接，是本發(fā)明的主動(dòng)件。在星輪葉片右惻的星輪軸體軸肩上套裝
右蓋9，軸肩右側(cè)軸體外圓與球軸承11的內(nèi)孔配合。以檔圈12使軸承
11軸向定位，然后在軸承11外套上壓入軸承座10;軸承座10用緊固件 連接在右蓋9上。在星輪7左端伸軸體外圓上設(shè)有滾針軸承5，并安裝 于左蓋4的軸承孔內(nèi)，再以壓蓋1和緊固件2限位和密封。在星輪7的 左軸肩、右軸肩和軸承座處的右軸體上分別設(shè)置0型密封圈13，用以防 止紅丹粉或外界污物滲入軸承。在星輪7葉片間的軸體上設(shè)有阻合器16， 對(duì)于離心類型工作機(jī)的啟動(dòng)意義很大。在左蓋4、右蓋9之間和星輪7 葉片的有效直徑上設(shè)有摩擦殼6，并用緊固件2連接為一體，摩擦殼6是 左段大徑端的螺孔設(shè)置處，為滿足壁厚要求須增設(shè)一段寬30mm的凸臺(tái)的 一種摩擦殼6結(jié)構(gòu)，鑒于小型規(guī)格者的柱銷19和緊固件尺寸小數(shù)量少， 兩者則可均布在同一個(gè)分布圓上(見(jiàn)附圖l)。在左蓋4、右蓋9和摩擦 殼6三者圍成的包容體和星輪7葉片被包容件間的六個(gè)分割的扇形空腔 內(nèi)填充一定數(shù)量的傳動(dòng)介質(zhì)8,此外在上述包容體和被包容件之間的周
邊設(shè)有不相接觸的間隙S ，并籍軸承11和5構(gòu)成本發(fā)明的"柔性連接"， 以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的啟動(dòng)和傳動(dòng)的各項(xiàng)功能。在摩擦殼6或18的右外徑上設(shè) 有檢測(cè)塞17,以定期隨機(jī)抽査傳動(dòng)介質(zhì)中鋼球的磨損量決定其更換時(shí)間。
上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的右裝配總成，聯(lián)接在電動(dòng)機(jī)主軸上，其中 星輪7為主動(dòng)件，除阻合器16外，其余均組成為被動(dòng)體。
半體20軸孔與負(fù)載主軸聯(lián)接，其最大外圓與左蓋4相等，它與右 裝配總成之間通過(guò)柱銷19聯(lián)成一體，柱銷由半體左端插入并安裝于半體 和左蓋的柱銷孔中，并籍檔板3和緊固件2防止柱銷軸向竄出。以上組 成本發(fā)明的基本型。
實(shí)施例2:如附圖2、附圖3所示，圓蠊母14使軸承11軸向定位， 再以緊固件2鎖緊圓螺母14，然后在軸承11外套上壓入異型軸承座15; 軸承座15用緊固件連接在右蓋9上。
在星輪7的左軸肩、右軸肩和圓螺母14外圓上分別設(shè)置0型密封圈 13，用以防止紅丹粉或外界污物滲入軸承。
摩擦殼6為左段外圓大于右段外圓的"T"型結(jié)構(gòu)，右段壁厚應(yīng)滿足 強(qiáng)度要求，而左段壁厚應(yīng)能容納緊固件2安裝的螺孔位置和便于從左蓋 4右端頂出柱銷19，由于緊周件和柱銷尺寸大、數(shù)量多，為其緊湊合理 配置，左蓋4上柱銷孔分布圓直徑需大于緊固件孔的分布圓直徑(參見(jiàn) 附圖2)。
其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例如附屈4、附圖5、附圖6所示，此為本p:明tftj動(dòng)輪傳 動(dòng)型。將本發(fā)明基本型右裝配總成的左蓋4換成增大一個(gè)規(guī)格的左蓋4，
其上緊固件孔和摩擦殼6左端螺孔兩者的分布圓相等，而其上柱銷孔則 完全露出于摩擦殼6左段大外圓以上，以便從左蓋4右側(cè)裝入或退出柱 銷19，并將檔板3和緊固件2設(shè)置在左蓋4的右側(cè)端面上防止柱銷19 外竄。三階半體20與負(fù)載主軸聯(lián)接。當(dāng)制動(dòng)輪直徑型號(hào)等于或小于該左 蓋4外圓時(shí)，則采用"C"型制動(dòng)輪24，并以緊固件連接在三階半體20 上的第二階上(參見(jiàn)附圖4和附圖6)。當(dāng)制動(dòng)輪直徑型號(hào)大于左蓋外圓 時(shí)，便采用"I"型制動(dòng)輪25，籍緊固件連接在三階半體的第二階上(參 見(jiàn)圖5)。 "C"制動(dòng)輪和"I"型制動(dòng)輪25的內(nèi)腔右端面上設(shè)有柱銷頂出 孔30，其孔徑小于柱銷19直徑，既防止柱銷19竄出又可頂出柱銷19 (卸下左蓋上檔板時(shí))。而"C"型制動(dòng)輪24其右端半體內(nèi)的柱銷19有 月牙型部分露出于半體20的外圓以上，可方便地頂出柱銷19。必須指 出，從制動(dòng)輪內(nèi)腔端裝入或卸出柱銷19和檔板是不可行的，而且柱銷 19折斷后必須將電動(dòng)機(jī)拆卸并移開后才能取出。其余同實(shí)施例1或?qū)嵤?例2。
實(shí)施例4:如附圖7所示，利用本發(fā)明基本型右裝配總成，四階半 體20與負(fù)載主軸連接且其外圓與左蓋4相等，"I"型制動(dòng)輪25以緊固 件2和四階半體20聯(lián)成一體。由于制動(dòng)輪25右端和四階半體20左端 之間的距離大于柱銷長(zhǎng)度，柱銷19、檔板3及緊固件可方便地從四階半 體20左端之間進(jìn)行裝拆。以上組成的本發(fā)明帶制動(dòng)輪加長(zhǎng)型，就成為帶 制動(dòng)輪限矩型液力偶合器的最佳替代品而可以完全替代之。其余同實(shí)施 例1或?qū)嵤├?。
本發(fā)明在工作時(shí)由電動(dòng)機(jī)帶星輪旋轉(zhuǎn)，使離心介質(zhì)在離心力作用下
被拋向摩擦殼內(nèi)壁和左、右蓋內(nèi)側(cè)壁，并產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩Mp來(lái)傳遞功率。 摩擦轉(zhuǎn)矩Mp與輸入轉(zhuǎn)速n的平方成正比，當(dāng)摩擦轉(zhuǎn)矩Mp大于負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩 Ml吋，就使正在運(yùn)行的負(fù)載穩(wěn)態(tài)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，或啟動(dòng)負(fù)載并加速至工作轉(zhuǎn) 速進(jìn)入運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)負(fù)載軟啟動(dòng)；否則就使正在運(yùn)行的負(fù)載轉(zhuǎn)速下降 (主、被動(dòng)軸過(guò)載打滑)或不能啟動(dòng)負(fù)載(啟動(dòng)打滑)而空載啟動(dòng)電動(dòng) 機(jī)。啟動(dòng)打滑使本發(fā)明具有空載軟啟動(dòng)性能，而過(guò)載打滑則具備對(duì)電動(dòng) 機(jī)的過(guò)載保護(hù)性能，結(jié)合上述兩種性能就使本發(fā)明具備了對(duì)多機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)的協(xié)調(diào)性能。
以下結(jié)合附圖8、附圖9、附圖10詳細(xì)敘述本發(fā)明的各項(xiàng)性能。 一.關(guān)于空載軟啟動(dòng)性能。附圖8中，僅以等比例線型M,-f(n)工作 機(jī)為例表述其配合特性。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)空載軟起動(dòng)的條件是本發(fā)明和工作 機(jī)(即負(fù)載)兩者的外特性圖必須有交點(diǎn)，交點(diǎn)處^T應(yīng)的轉(zhuǎn)速ru稱為負(fù) 載啟動(dòng)臨界轉(zhuǎn)速，其對(duì)應(yīng)的阻轉(zhuǎn)矩為Mk,此時(shí)摩擦轉(zhuǎn)矩為Mw在rit本發(fā) 明的M^Mu,但仍然無(wú)能力啟動(dòng)負(fù)載，只有Mp〉 Mt即iMMMpo時(shí)才能加速 負(fù)載啟動(dòng)；Mw為本發(fā)明的啟動(dòng)附加轉(zhuǎn)矩，是使負(fù)載產(chǎn)生角加速度并由零 速提升到穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速的動(dòng)力，且NU越大則軟啟動(dòng)結(jié)束的時(shí)間也越短。 圖8中OAFC是設(shè)置阻合器后人為改善的外特性圖形,當(dāng)負(fù)載是M,=f (n2) 類型時(shí)能使nt由原來(lái)的1處提升至2處，以期提高離心式負(fù)載的空載軟 啟動(dòng)性能，在0至rit段為電動(dòng)機(jī)率先空載啟動(dòng)過(guò)程，ntw (0.8 0.9) nk;而在rit至rik段電動(dòng)機(jī)便第二步拖動(dòng)負(fù)載軟啟動(dòng)直至啟動(dòng)全過(guò)程結(jié)束， 該段的加速程僅(0.1 0. 2) nk。附圖9的1-11是普通聯(lián)軸器啟動(dòng)全過(guò) 程的電流一時(shí)間變化圖形，電動(dòng)機(jī)和負(fù)載同步啟動(dòng)。1-2-6-7-8為本發(fā) 明大慣量重負(fù)荷負(fù)載啟動(dòng)的電流一時(shí)間變化細(xì)形。在卜2段電動(dòng)機(jī)率先 空載高速啟動(dòng)，僅(0. 1 0. 3)秒電流便從1 降為0. 7Ia，同時(shí)電動(dòng)機(jī)由
零速提升至nt值(參見(jiàn)附圖10的0"-A段)；至2~6段電動(dòng)機(jī)開始第二 步拖動(dòng)負(fù)載軟啟動(dòng)，約(1.5 2.5)秒電流便再下降至(1.8 2) Lc， 同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由nt值提升至riF值并拖動(dòng)負(fù)載較快由零提升至m值(參 見(jiàn)附圖10的電動(dòng)機(jī)ABi段和負(fù)載0A段)；在6—7段電動(dòng)機(jī)在np和對(duì)應(yīng) [Mp]值及(1.8 2) lK下維持一段時(shí)間，以期不斷提升負(fù)載轉(zhuǎn)速直至和電 機(jī)同步，接著在6—8段電動(dòng)機(jī)和負(fù)載再以共同轉(zhuǎn)速提升至工作轉(zhuǎn)速和電 流下降至工作電流為止(參見(jiàn)附圖10的電動(dòng)機(jī)BA和及負(fù)載的AA 段和CA段)。對(duì)于輕載啟動(dòng)本發(fā)明電流按圖9中的12910變化，而主被 動(dòng)軸啟動(dòng)接合過(guò)程按圖10的0AB2C2D2和0AC2D2變化。另外，圖9的12345 電流圖形及圖10的主動(dòng)軸的OABCD和被動(dòng)軸OACD轉(zhuǎn)速變化和兩者接合 過(guò)程圖形則適合于大慣量重載啟動(dòng)而選取的[MF]值呈較小的啟動(dòng)工況。
空載軟啟動(dòng)是本發(fā)明的主性能，實(shí)用性強(qiáng)、工業(yè)應(yīng)用廣泛、社會(huì)效 益好。如啟動(dòng)過(guò)程節(jié)能達(dá)75%—80%，縮短電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)間達(dá)70%—90%， 減少鬼動(dòng)機(jī)發(fā)熱量50%~60%?？蓪?shí)現(xiàn)全壓直接大慣量帶負(fù)載滿載啟動(dòng)、 可選用小容量電動(dòng)機(jī)在額定工況點(diǎn)下工作(取功率儲(chǔ)備系數(shù)接近于1、 啟動(dòng)附加功率接近于零)，因而裝機(jī)容量下降l一2個(gè)機(jī)座號(hào)，杜絕"大 馬拉小車"高能耗運(yùn)行、達(dá)到高效節(jié)能效果。
二.關(guān)于過(guò)載保護(hù)性能。參見(jiàn)附圖8，本發(fā)明與電動(dòng)機(jī)相配合，使 兩者外特性圖形的交點(diǎn)為F，該點(diǎn)介于最大轉(zhuǎn)矩仏和額定轉(zhuǎn)矩Mk之間， 其值為[Mp]是本發(fā)明的安全限矩值，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為nP。這樣本發(fā)明就使 電動(dòng)tl限矩運(yùn)行，既具備了對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)，又能發(fā)揮其瞬時(shí)允許超 載的特點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)在額定工況下工作時(shí)，轉(zhuǎn)矩Mk和轉(zhuǎn)速rik，而本發(fā)明在 C點(diǎn)的摩擦轉(zhuǎn)矩Mc-kMk，轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)k〉1，本發(fā)明呈剛性聯(lián)接能平穩(wěn) 可靠地傳遞功率，并保證傳動(dòng)速比恒定不變；Mc為本發(fā)明的承載能力
當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩由Mk增至(jfc]時(shí)，轉(zhuǎn)速則由iik降至nF， 從而本發(fā)明的摩擦轉(zhuǎn)矩則由Mc急降至[Mp]，轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)降為k-l，在 F點(diǎn)處便出現(xiàn)過(guò)載打滑趨勢(shì)，剛性聯(lián)接開始轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝月?lián)接。過(guò)載打滑 使電動(dòng)機(jī)和負(fù)載脫開而不致造成堵轉(zhuǎn)燒毀。由于長(zhǎng)期打滑會(huì)導(dǎo)致摩擦副 過(guò)熱退火失效和柔性聯(lián)接破壞而最終燒毀電動(dòng)機(jī)，因此，為保證本發(fā)明 和工作機(jī)的安全，對(duì)于頻繁嚴(yán)重長(zhǎng)期過(guò)載堵轉(zhuǎn)工作和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制場(chǎng)合， 要求設(shè)置測(cè)溫儀加以監(jiān)控，當(dāng)過(guò)載打滑本發(fā)明發(fā)熱體溫度達(dá)到8(TC時(shí)便 輸出信號(hào)以報(bào)警、停車。對(duì)于偶爾過(guò)載堵轉(zhuǎn)場(chǎng)合，本發(fā)明的柱銷也能防 止過(guò)載打滑過(guò)熱，當(dāng)過(guò)載打滑使體溫升至165'C時(shí)，柱銷便可軟化剪斷 而停車，電動(dòng)機(jī)完全和負(fù)載脫開而只帶右裝配總成同步空轉(zhuǎn)。
三.關(guān)于協(xié)調(diào)多機(jī)負(fù)荷分配性能。該性能實(shí)質(zhì)是空載軟啟動(dòng)和過(guò)載 保護(hù)兩性能的延伸，只是它與電動(dòng)機(jī)外特性圖形的交點(diǎn)是設(shè)計(jì)在點(diǎn)F和 K點(diǎn)之間。協(xié)調(diào)性能可簡(jiǎn)單可靠地解決多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的順序啟動(dòng)、均衡 負(fù)荷分配和同步傳動(dòng)三大難題。
權(quán)利要求1. 一種空載軟啟動(dòng)器，包括與原動(dòng)機(jī)軸相連的設(shè)有葉片的星輪、設(shè)于星輪葉片間星輪軸體上的若干個(gè)阻合器、兩端連接有左右蓋的摩擦殼以及均布于摩擦殼和星輪葉片分割的扇形空腔內(nèi)的鋼球離心體，在星輪一側(cè)設(shè)有與負(fù)載軸連接的外圓為階梯形的盤形半體，其特征在于所述的左蓋(4)通過(guò)連接于星輪(7)軸體左端外圓上的軸承(5)與星輪(7)軸體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所述的右蓋 (9) 一側(cè)固接有軸承座(10)，設(shè)在軸承座(10)的軸承孔內(nèi)的軸承(11)固定于星輪(7)軸體右端外圓上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所述的軸承 (5)為滾針軸承，該軸承(5)通過(guò)壓蓋(1)將軸承外圈壓靠于左蓋(4)上的軸承孔側(cè)壁。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所 述的軸承(11)內(nèi)圈軸向固定于星輪(7)軸體上，構(gòu)成摩擦殼(6)、左 蓋(4)、右蓋(9)和軸承座(10)的連接體在星輪(7)軸體上的軸向 定位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所 述的摩擦殼(6)通過(guò)緊固件(2)與左蓋(4)相連接，并于每個(gè)連接孔 處的摩擦殼(6)外圓周上設(shè)有凸臺(tái)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所 述的摩擦殼(6)通過(guò)緊固件(2)與左蓋(4)相連接，摩擦殼(6)連 接端的外圓周上設(shè)有凸起環(huán)帶。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所 述的左蓋(4)通過(guò)柱銷(19)與半體(20)構(gòu)成連接，其上的柱銷孔的 部分或全部露出于摩擦殼(6)的外周面。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所述的半體 (20)的外圓為三階的階梯形，其第二階上套設(shè)有C型制動(dòng)輪(24)，半體(20)上的柱銷孔部分露出于制動(dòng)輪的外周面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所述的半體 (20)的外圓為三階的階梯形，其第二階上套設(shè)有制動(dòng)輪，該制動(dòng)輪的環(huán)形支撐壁完全封蓋半體(20)上的柱銷孔，并在與柱銷孔對(duì)應(yīng)的位置 開設(shè)通孔(30)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空載軟啟動(dòng)器，其特征在于所述的半 體(20)的外圓為四階的階梯形，其上設(shè)有第三階上套設(shè)有制動(dòng)輪，該 制動(dòng)輪的環(huán)形支撐壁固定于半體(20)第二階的側(cè)壁上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空載軟啟動(dòng)器，其包括與原動(dòng)機(jī)軸相連的設(shè)有葉片的星輪、設(shè)于星輪葉片間星輪軸體上的若干個(gè)阻合器、兩端連接有左右蓋的摩擦殼以及均布于摩擦殼和星輪葉片分割的扇形空腔內(nèi)的鋼球離心體，在星輪一側(cè)設(shè)有與負(fù)載軸連接的外圓為階梯形的盤形半體，所述的左蓋通過(guò)連接于星輪軸體左端外圓上的軸承與星輪軸體構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本實(shí)用新型可以在任意安裝結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的條件下，替換限矩型液力偶合器、聯(lián)軸器以及其他傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)，并可在半體上安裝制動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)設(shè)備關(guān)機(jī)后必須即時(shí)制動(dòng)停車的工況要求。因此，本實(shí)用新型具有通用性增強(qiáng)、利于規(guī)?；a(chǎn)，結(jié)構(gòu)合理、體積小、整體質(zhì)量輕而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)快捷的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16D37/00GK201080974SQ20072010674
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者華 洪, 霞 洪, 洪中元 申請(qǐng)人:洪中元;洪 霞