專利名稱：電渦流快速離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件頻繁離合的聯(lián)接技術(shù)。
用于主從動(dòng)件間頻繁離合的離合器是傳動(dòng)裝置的主要機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中最常用的離合器是機(jī)械插套式結(jié)構(gòu)，這種離合器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，傳遞扭矩比較大，但只能適用于離合頻率很低的情況。另一類是電磁離合器，如奧地利的HIDE公司研制的作為數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)元件的快速電磁離合器，離合器的離合反映速度較機(jī)械式的離合器已有很大的提高，時(shí)間常數(shù)可達(dá)50ms，當(dāng)時(shí)是較先進(jìn)的，但以后再也無法提高，因此只能適用于主從運(yùn)動(dòng)件離合頻率不是很高的情況。后來數(shù)控機(jī)床步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)步，該離合器就被淘汰了。
本發(fā)明的課題來自國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，發(fā)明人對各種傳動(dòng)裝置的離合器進(jìn)行了廣泛的研究，對電磁離合器的特點(diǎn)和電渦流阻尼力的特性進(jìn)行了深入的研究，從而創(chuàng)造出了一種巧妙地使電渦流阻尼力變成為高合器的結(jié)合力，將電渦流阻尼力與摩擦力結(jié)合在一起的全新的電渦流快速離合器。
本發(fā)明的目的在于避免已有技術(shù)的不足之處，而提供一種利用電渦流阻尼力與摩擦力傳遞扭矩，反映速度快，傳遞扭矩大，價(jià)格低，使用壽命長的電渦流快速離合器。
本發(fā)明的目的是通過采取以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的電渦流快速離合器包括與主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接的磁軛、線圈、鐵芯和與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接的銜鐵，其特征是在磁軛的環(huán)形板面圓周方向上均勻設(shè)置有若干個(gè)相互連接的線圈與鐵芯構(gòu)成的磁極，磁極端部形成的幾何空間面與銜鐵表面對應(yīng)平行，離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，磁極端部形成的幾何空間面與銜鐵表面之間有一間隙。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還可進(jìn)一步采取以下技術(shù)措施銜鐵通過彈簧與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接。采用的彈簧最好是碟形彈簧。
磁極中的鐵芯，其一端與磁軛可裝拆地固定連接，另一端設(shè)計(jì)有外徑大于線圈內(nèi)徑的磁極端頭。
眾所周知，電磁離合器傳遞扭矩大，但反映速度慢，而電渦流產(chǎn)生的阻尼力效率較低，特別是主從動(dòng)轉(zhuǎn)速接近時(shí)，輸出力矩急劇下降，傳遞的扭矩又小，因此，長期以來人們認(rèn)為電渦流阻尼力沒有多少使用價(jià)值，又加之電渦流的流徑路徑和分布非常復(fù)雜，類似于流體力學(xué)的2維場分布，面且電流分布還隨主從動(dòng)相對運(yùn)動(dòng)速度變化而發(fā)生變化，這就使本來就很復(fù)雜的流通路徑中的電阻和電感產(chǎn)生更加復(fù)雜的變化，至今尚無較深入的研究成果，甚至未能建立較粗略的數(shù)學(xué)模型、定量分析的理論更是一片空白，理論上的貧乏，進(jìn)一步又阻礙了電渦流阻尼力的應(yīng)用，甚至連電渦流阻尼力的快速特性都被埋沒了。
本發(fā)明是將電渦流阻尼力與摩擦力巧妙地結(jié)合在一起，并充分發(fā)揮電渦流的快速特性，而創(chuàng)造出了一種全新的電渦流快速離合器，它充分發(fā)揮了二者的優(yōu)點(diǎn)，且相互彌補(bǔ)了對方的缺點(diǎn)。本實(shí)發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有反映速度快，即時(shí)間常數(shù)小，傳遞的扭矩大，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，價(jià)格低，壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。尤其是在表征離合器性能的主要技術(shù)指標(biāo)方面，即時(shí)間常數(shù)與傳遞的扭矩方面更為突出。已試制出的樣機(jī)，時(shí)間常數(shù)可達(dá)5ms以下，可傳遞5kg-m的扭矩，并可制作傳遞各種需要的扭矩。已試制的樣機(jī)其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)十分突出，如用該樣機(jī)同量的線圈來作一個(gè)電磁離合器，其電磁力扭矩只能達(dá)到1kg-m，因此本電渦流快速離合器使電磁離合器與電渦流阻尼力巧妙的結(jié)合后產(chǎn)生了予想不到的技術(shù)效果，而且充分發(fā)揮了電渦流力的快速特性。
本發(fā)明可用作數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件，尤其是與單板機(jī)構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)在裝置成本費(fèi)用和結(jié)構(gòu)簡單方面，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種伺服系統(tǒng)，為我國普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床提供了一種新技術(shù)。本發(fā)明也可廣泛使用于石油開采機(jī)械、化工機(jī)械、輕工機(jī)械中，作為聯(lián)接主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件頻繁離合的離合裝置。
下面結(jié)合著


，給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖1中，本發(fā)明由磁軛2，線圈3，鐵芯4，銜鐵5，碟式彈簧6構(gòu)成，在磁軛的環(huán)形板面的同一半徑圓周上均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)由線圈3與鐵芯4構(gòu)成的磁極線圈2相互連接在一起，鐵芯的一端設(shè)計(jì)有外徑大于線圈3內(nèi)徑的端頭，另一端設(shè)計(jì)有螺紋，通過螺紋付與磁軛連接，磁軛空套在從動(dòng)轉(zhuǎn)軸1上，而由另外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，鐵芯的端頭形成空間平面。銜鐵為環(huán)形板狀，板面與鐵芯端頭形成的空間平面對應(yīng)平行，碟形彈簧的外邊緣與銜鐵固定連接，另一側(cè)與連接件相固定，連接件為兩個(gè)螺母，銜鐵與碟形彈簧通過兩個(gè)螺母固定在從動(dòng)軸1上，并通過該螺母調(diào)節(jié)銜鐵面與鐵芯端頭形成的空間面之間的間隙。離合器工作時(shí)，磁軛和由線圈與鐵芯構(gòu)成的磁極，由另外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)繞從動(dòng)軸1空轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈3通電后，立即產(chǎn)生勵(lì)磁電流，同時(shí)產(chǎn)生了磁場，銜鐵切割磁力線，電渦流阻尼力立即產(chǎn)生并增大，與此同時(shí)磁極對銜鐵產(chǎn)生吸引力，使間隙減小。間隙減小后，磁阻下降，磁通密度增加，從而使阻尼力矩急劇增加，當(dāng)阻尼力矩大于阻力矩時(shí)，則從動(dòng)轉(zhuǎn)軸1開始轉(zhuǎn)動(dòng)。由于間隙較小，磁吸引力較大，銜鐵移動(dòng)速度較快；當(dāng)銜鐵被吸合后，力矩上升更快，鐵芯端頭的端面與銜鐵之間的摩擦力增加，電渦流阻尼力同時(shí)也在起作用。從動(dòng)轉(zhuǎn)軸在這兩個(gè)力矩的作用下，加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。
在附圖2中，磁軛安置在主動(dòng)轉(zhuǎn)軸7上，銜鐵與碟式彈簧安置在從動(dòng)轉(zhuǎn)軸1上，主動(dòng)轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)轉(zhuǎn)軸在同一軸線上。其他均與附圖1中的實(shí)施例相同。
本發(fā)明不限于實(shí)施例的形式，根據(jù)其揭示的原理，還可設(shè)計(jì)成其他形式。
權(quán)利要求
1.一種電渦流快速離合器，包括與主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接的磁軛(2)、線圈(3)、鐵芯(4)和與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接的銜鐵(5)，其特征是在磁軛的環(huán)形板面圓周方向上均勻設(shè)置有若干個(gè)相互連接的線圈(3)與鐵芯(4)構(gòu)成的磁極，磁極端部形成的幾何空間面與銜鐵表面對應(yīng)平行，離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，磁極端部形成的幾何空間面與銜鐵表面之間有一間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電渦流快速離合器，其特征是銜鐵通過彈簧(6)與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件(或主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電渦流快速離合器，其特征是所說的彈簧為碟形彈簧，磁極端部形成的平面與銜鐵平面平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電渦流快速離合器，其特征是所說的磁極鐵芯一端與磁軛(2)可裝拆地固定連接，另一端設(shè)計(jì)有外徑大于線圈內(nèi)徑的端頭。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件頻繁離合的電渦流快速離合器，主要由與主動(dòng)運(yùn)動(dòng)件相連接的磁軛、磁極和與從動(dòng)運(yùn)動(dòng)件相連接的銜鐵、碟式彈簧構(gòu)成，在磁軛環(huán)形板面的圓周方向上均勻設(shè)置有多個(gè)磁極。本發(fā)明可設(shè)計(jì)成傳遞各種所需的扭矩，表征反映速度的時(shí)間常數(shù)可達(dá)5ms以下，且具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16D27/00GK1123375SQ9411198
公開日1996年5月29日 申請日期1994年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月21日
發(fā)明者忻文麗, 盧取義, 陳玉華, 杜立曉 申請人:四川聯(lián)合大學(xué)