專利名稱：用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離合器，具體地說，涉及的是一種用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器。
背景技術(shù)：
離合器是雙頻發(fā)電機(jī)組或具有變頻功能的發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間動力傳遞的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣直接影響發(fā)電機(jī)組的供電品質(zhì)，影響用電裝備功能發(fā)揮。目前， 雙頻發(fā)電機(jī)組配用離合器有單向轉(zhuǎn)子式、離心楔塊式等兩種型式。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這兩種離合器都存在易卡死或“燒死”、斷彈簧等故障現(xiàn)象。單向轉(zhuǎn)子式離合器存在故障原因分析一是楔形間隙中工作需采用耐高溫的航空 “特221”潤滑脂潤滑，由于該潤滑脂不易采購，一些用戶用黃油(鈣基潤滑脂)替代，常常出現(xiàn)高溫稀釋外泄，降低了潤滑效果；二是滾柱在楔形間隙中靠滾動摩擦使芯子與外殼保持力的傳遞，易使?jié)L柱與芯子、外殼卡死或高溫“燒死”，使發(fā)電機(jī)組失去變頻工作的功能; 三是單向轉(zhuǎn)子式離合器五個(gè)滾柱在工作中存在接合不均勻，易使外殼損壞。離心楔塊式離合器存在故障原因分析一是在接合狀態(tài)回位彈簧始終處于工作中，若工作時(shí)間長使彈簧產(chǎn)生疲勞，彈力下降或斷裂，無法使楔塊回位；二是離合器處于分離狀態(tài)，楔塊在回位彈簧作用下，收回到離合器中心軸上，回位彈簧仍處于工作中，同樣存在彈力下降，使楔塊誤動作；三是特殊的結(jié)構(gòu)使離合器楔塊運(yùn)動軌跡不受控，產(chǎn)生偏摩擦， 容易使回位彈簧抖動，加速彈力下降，促使彈簧老化、失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，以確保雙頻發(fā)電機(jī)組或具有變頻功能的發(fā)電機(jī)組可靠工作，提高系統(tǒng)工作可靠性， 解決現(xiàn)用單向轉(zhuǎn)子式、離心楔塊式離合器存在的問題是。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，包括離合器殼體、離合器盤、滑鍵、磁鋼、定位螺母、摩擦片和滑塊等零部件組成。離合器殼體、離合器盤為離合器主體，滑鍵固定于離合器盤，將滑塊承受的力傳遞給離合器盤，磁鋼用環(huán)氧樹脂膠粘在滑塊上，摩擦片膠粘在滑塊頂部，磁鋼、摩擦片和滑塊為運(yùn)動件，在不同的工作狀態(tài)下起 “接合”和“分離”的作用。本發(fā)明中，所述離合器，其接合轉(zhuǎn)速為0. 15-0. 22倍額定轉(zhuǎn)速。本發(fā)明中，永磁自動離合器安裝于發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間，離合器盤與發(fā)動機(jī)飛輪聯(lián)接、定位螺母與主軸聯(lián)接作為主動部分，離合器殼體與發(fā)電機(jī)主軸聯(lián)接為從動部分，滑塊與滑鍵間隙配合，固定于離合器盤上，作為動力傳遞的主要元件。永磁自動離合器靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于磁鋼磁力作用，四個(gè)滑塊被緊緊地吸附在離合器盤的定位螺母上，此時(shí)，離合器外殼和離合器盤之間沒有接觸，稱“分離”狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組雙頻工作時(shí)，發(fā)動機(jī)啟動后，離合器盤隨發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速低時(shí)， 滑塊離心力小于磁鋼吸附力，此時(shí)，滑塊處于靜止?fàn)顩r；隨著轉(zhuǎn)速提升，滑塊離心力大于磁
3鋼的吸附力，即Fs> Fe，滑塊沿滑鍵向離合器殼滑動，滑塊外端摩擦片與離合器殼接觸，在摩擦力作用下離合器外殼開始旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)主軸隨之轉(zhuǎn)動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，滑塊在離心力作用下緊緊壓在離合器殼上，使摩擦力達(dá)到最大，保證了發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，這種工作狀態(tài)稱為“接合”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)動力傳輸功能，使發(fā)電機(jī)為負(fù)載提供電能。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降低于臨界轉(zhuǎn)速，滑塊離心力小于磁鋼的磁力，滑塊在磁力作用下向離合器盤定位螺母(向內(nèi))運(yùn)動，使滑塊摩擦片與離合器外殼分離，滑塊最終牢牢地吸附在離合器盤定位螺母上。發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間沒有連接關(guān)系，處于分離狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組變頻工作時(shí)，發(fā)動機(jī)不工作，給同步發(fā)電機(jī)通上三相交流電，復(fù)合電機(jī)先異步啟動，激磁后同步運(yùn)行，使中頻發(fā)電機(jī)同步發(fā)電，離合器外殼隨著轉(zhuǎn)動，而離合器盤沒有轉(zhuǎn)動，滑塊沒有離心力作用，被永磁鐵吸附在離合器盤定位螺母上。離合器殼高速轉(zhuǎn)動，滑塊則不受影響，保護(hù)了發(fā)動機(jī)不會被反拖動，這種狀態(tài)稱為“分離”狀態(tài)。本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；易于實(shí)現(xiàn)離合器通用化、規(guī)范化；( 強(qiáng)磁材料控制滑塊與離合器外殼的接合與分離，實(shí)現(xiàn)了磁連接替代機(jī)械連接；滑塊在軌運(yùn)動，保證了滑塊與離合器外殼接觸面，延長了離合器使用壽命；C3)通過離合器接合時(shí)機(jī)研究，提出了離合器低速接合工作模式，減小了運(yùn)動件沖擊力，增強(qiáng)了接合的穩(wěn)定性； (4)實(shí)現(xiàn)了離合器軟聯(lián)接，具有保護(hù)功能；(5)具有免維護(hù)特性。離合器在一個(gè)修理周期(四年)不需維護(hù)保養(yǎng)，克服了現(xiàn)用離合器定期更換潤滑脂、聯(lián)接彈簧的要求；(6)工作安全可靠。永磁自動離合器工作中動力傳遞只有磁的連接，沒有其他機(jī)械連接，提高了離合系統(tǒng)工作的可靠性。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中離合器盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中離合器殼體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.離合器外盤，2.滑塊，3.固定螺母，4.磁鋼，5.離合器外殼，6.墊片，7.滑鍵，8.定位螺母。本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例本實(shí)施例目的是克服現(xiàn)有離合器在結(jié)構(gòu)上存在的問題，實(shí)現(xiàn)雙頻發(fā)電機(jī)組在雙頻、變頻狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)安全可靠的接合與分離。(1)根據(jù)雙頻發(fā)電機(jī)工作特點(diǎn)，提出離合器設(shè)計(jì)要求①結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、 工作安全、效率高。②離合器“接合”可靠，受力面均勻，平穩(wěn)無沖擊，不會引起發(fā)電機(jī)組振動超限?！敖雍稀钡霓D(zhuǎn)速范圍寬，不因負(fù)載突變而發(fā)生變化。③離合器“分離”徹底，在變頻工作中負(fù)載變化引起振動時(shí)，離合器工作元件不會
4改變位置。④離合器“接合”元件耐磨性好，使用壽命長，在一個(gè)大修周期不會失效，不需要維護(hù)保養(yǎng)。⑤離合器外殼、離合器盤分別與發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)軸相連，保持其同心度，不改變原機(jī)組結(jié)合部外型尺寸。(2)根據(jù)預(yù)設(shè)結(jié)果，提出設(shè)計(jì)要求①確保發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)在雙頻工作時(shí)接合可靠，變頻工作時(shí)分離徹底。②離合器接合時(shí)能同步傳遞扭矩，能滿足發(fā)電機(jī)組對負(fù)載突變時(shí)需要。③滑塊行程不大于2. 5mm。接合轉(zhuǎn)速0. 15-0. 22倍額定轉(zhuǎn)速。④安裝方便、快捷，不改變原發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)結(jié)合部位外型尺寸。⑤采用的永磁材料可滿足20kW以內(nèi)雙頻發(fā)電機(jī)組可靠工作需要；在一個(gè)大修周期(四年)不需更換磁性材料。⑥在使用中除等級修理外，不需要維護(hù)保養(yǎng)，即達(dá)到免維護(hù)的要求。根據(jù)雙頻發(fā)電機(jī)組工作特性、發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)連接部位空間狀況以及對離合器設(shè)計(jì)要求，在分析現(xiàn)用轉(zhuǎn)子式、楔塊式離合器工作過程、采用技術(shù)優(yōu)劣及使用中存在問題的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了永磁自動離合器。設(shè)計(jì)中引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T10043-2003《離合器分類》、GB/ T10042-2003《離合器術(shù)語》和GB/T321-1980《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》。如圖1、圖2和圖3所示，1.離合器外盤，2.滑塊，3.固定螺母，4.磁鋼，5.離合器外殼，6.墊片，7.滑鍵，8.定位螺母。依據(jù)雙頻發(fā)電機(jī)組發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間動力傳遞要求及空間等要素，將離合器主動部分設(shè)計(jì)成盤狀結(jié)構(gòu)，運(yùn)動件固定于盤上，從動部分設(shè)計(jì)成喇叭狀，完成動力傳遞。永磁自動離合器主要由離合器殼體、離合器盤、滑鍵、磁鋼、定位螺母、摩擦片和滑塊等零部件組成。離合器殼體、離合器盤為離合器主體，滑鍵固定于離合器盤，將滑塊承受的力傳遞給離合器盤，磁鋼用環(huán)氧樹脂膠粘在滑塊上，摩擦片用204剎車片膠粘在滑塊頂部，磁鋼、摩擦片和滑塊為運(yùn)動件，在不同的工作狀態(tài)下起“接合”和“分離”的作用。對現(xiàn)用兩種離合器分析認(rèn)為接合轉(zhuǎn)速過高易產(chǎn)生接合碰撞，降低接合靈敏度，使機(jī)組振動增大，影響離合器執(zhí)行器件可靠工作。經(jīng)過多次試驗(yàn)和已有經(jīng)驗(yàn)確定接合轉(zhuǎn)速為 0. 15-0. 22倍額定轉(zhuǎn)速。根據(jù)低速接合理念，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算設(shè)計(jì)適用不同發(fā)電機(jī)組離合器滑塊重量、強(qiáng)磁材料磁強(qiáng)度和摩擦材料類型。永磁自動離合器安裝于發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間，離合器盤與發(fā)動機(jī)飛輪聯(lián)接、定位螺母與主軸聯(lián)接作為主動部分，離合器殼體與發(fā)電機(jī)主軸聯(lián)接為從動部分，滑塊與滑鍵間隙配合，固定于離合器盤上，作為動力傳遞的主要元件。永磁自動離合器靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于磁鋼磁力作用，四個(gè)滑塊被緊緊地吸附在離合器盤的定位螺母上，此時(shí)，離合器外殼和離合器盤之間沒有接觸，稱“分離”狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組雙頻工作時(shí)，發(fā)動機(jī)啟動后，離合器盤隨發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速低時(shí)， 滑塊離心力小于磁鋼吸附力，此時(shí)，滑塊處于靜止?fàn)顩r；隨著轉(zhuǎn)速提升，滑塊離心力大于磁鋼的吸附力，即Fs> Fe，滑塊沿滑鍵向離合器殼滑動，滑塊外端摩擦片與離合器殼接觸，在摩擦力作用下離合器外殼開始旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)主軸隨之轉(zhuǎn)動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，滑塊在離心力作用下緊緊壓在離合器殼上，使摩擦力達(dá)到最大，保證了發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)同步
5運(yùn)轉(zhuǎn)，這種工作狀態(tài)稱為“接合”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)動力傳輸功能，使發(fā)電機(jī)為負(fù)載提供電能。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降低于臨界轉(zhuǎn)速，滑塊離心力小于磁鋼的磁力，滑塊在磁力作用下向離合器盤定位螺母(向內(nèi))運(yùn)動，使滑塊摩擦片與離合器外殼分離，滑塊最終牢牢地吸附在離合器盤定位螺母上。發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間沒有連接關(guān)系，處于分離狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組變頻工作時(shí)，發(fā)動機(jī)不工作，給同步發(fā)電機(jī)通上三相交流電，復(fù)合電機(jī)先異步啟動，激磁后同步運(yùn)行，使中頻發(fā)電機(jī)同步發(fā)電，離合器外殼隨著轉(zhuǎn)動，而離合器盤沒有轉(zhuǎn)動，滑塊沒有離心力作用，被永磁鐵吸附在離合器盤定位螺母上。離合器殼高速轉(zhuǎn)動，滑塊則不受影響，保護(hù)了發(fā)動機(jī)不會被反拖動，這種狀態(tài)稱為“分離”狀態(tài)。由以上的實(shí)施例可以看出，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，滿足設(shè)計(jì)要求，雙頻發(fā)電機(jī)組永磁自動離合器設(shè)計(jì)的滑塊接合、分離永磁“互動”工作方式，對接合、分離轉(zhuǎn)速的研究確定，滑塊在軌運(yùn)動，滑塊質(zhì)量的合理取值等技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在雙頻發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用，提高了離合器工作的可靠性，延長了其使用壽命，降低了故障發(fā)生率。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，其特征在于包括離合器殼體、離合器盤、滑鍵、 磁鋼、定位螺母、摩擦片和滑塊；其中離合器殼體、離合器盤為離合器主體，滑鍵固定于離合器盤，將滑塊承受的力傳遞給離合器盤，磁鋼用環(huán)氧樹脂膠粘在滑塊上，摩擦片膠粘在滑塊頂部，磁鋼、摩擦片和滑塊為運(yùn)動件，在不同的工作狀態(tài)下起“接合”和“分離”的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，其特征在于所述離合器，其接合轉(zhuǎn)速為0. 15-0. 22倍額定轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，其特征在于所述離合器安裝于發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間，離合器盤與發(fā)動機(jī)飛輪聯(lián)接、定位螺母與主軸聯(lián)接作為主動部分，離合器殼體與發(fā)電機(jī)主軸聯(lián)接為從動部分，滑塊與滑鍵間隙配合，固定于離合器盤上， 作為動力傳遞的主要元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，其特征在于所述離合器靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于磁鋼磁力作用，四個(gè)滑塊被緊緊地吸附在離合器盤的定位螺母上，此時(shí)，離合器外殼和離合器盤之間沒有接觸，稱“分離”狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于發(fā)電機(jī)的永磁自動離合器，包括離合器殼體、離合器盤、滑鍵、磁鋼、定位螺母、摩擦片和滑塊；其中離合器殼體、離合器盤為離合器主體，滑鍵固定于離合器盤，將滑塊承受的力傳遞給離合器盤，磁鋼用環(huán)氧樹脂膠粘在滑塊上，摩擦片膠粘在滑塊頂部，磁鋼、摩擦片和滑塊為運(yùn)動件，在不同的工作狀態(tài)下起“接合”和“分離”的作用。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；易于實(shí)現(xiàn)離合器通用化、規(guī)范化；強(qiáng)磁材料控制滑塊與離合器外殼的接合與分離，實(shí)現(xiàn)了磁連接替代機(jī)械連接；滑塊在軌運(yùn)動，保證了滑塊與離合器外殼接觸面，延長了離合器使用壽命；增強(qiáng)了接合的穩(wěn)定性；具有免維護(hù)特性；工作安全可靠。
文檔編號F16D43/18GK102401040SQ201010275330
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者韓飛 申請人:韓飛