專利名稱：電渦流快速離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種主動運動件與從動運動件頻繁離合的聯(lián)接技術(shù)。
用于主從動件間頻繁離合的離合器是傳動裝置的主要機構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中最常用的離合器是機械插套式結(jié)構(gòu)，這種離合器的特點是結(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)控機床伺服系統(tǒng)驅(qū)動元件的快速電磁離合器，離合器的離合反映速度較機械式的離合器已有很大的提高，時間常數(shù)可達(dá)50ms，當(dāng)時是較先進的，但以后再也無法提高，因此只能適用于主從運動件離合頻率不是很高的情況。后來數(shù)控機床步進電機的進步，該離合器就被淘汰了。
本實用新型的課題來自國家自然科學(xué)基金項目，發(fā)明人對各種傳動裝置的離合器進行了廣泛的研究，對電磁離合器的特點和電渦流阻尼力的特性進行了深入的研究，從而創(chuàng)造出了一種巧妙地使電渦流阻尼力變成為離合器的結(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。
本實用新型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，價格低，使用壽命長的電渦流快速離合器。
本實用新型的目的是通過采取以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的電渦流快速離合器包括與主動運動件(或從動運動件)相連接的磁軛、線圈、鐵芯和與從動運動件(或主動運動件)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，磁極端部形成的幾何空間面與銜鐵表面之間有一間隙。
為了更好地實現(xiàn)本實用新型的目的，還可進一步采取以下技術(shù)措施銜鐵通過彈簧與從動運動件(或主動運動件)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，特別是主從動轉(zhuǎn)速接近時，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，而且電流分布還隨主從動相對運動速度變化而發(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。
本實用新型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，且相互彌補了對方的缺點。本實用新型與已有技術(shù)相比，具有反映速度快，即時間常數(shù)小，傳遞的扭矩大，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，價格低，壽命長等諸多優(yōu)點。尤其是在表征離合器性能的主要技術(shù)指標(biāo)方面，即時間常數(shù)與傳遞的扭矩方面更為突出。已試制出的樣機，時間常數(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。已試制的樣機其優(yōu)點已經(jīng)十分突出，如用該樣機同量的線圈來作一個電磁離合器，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。
本實用新型可用作數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的驅(qū)動元件，尤其是與單板機構(gòu)成的數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)在裝置成本費用和結(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)，為我國普通機床改造成數(shù)控機床提供了一種新技術(shù)。本實用新型也可廣泛使用于石油開采機械、化工機械、輕工機械中，作為聯(lián)接主動運動件與從動運動件頻繁離合的離合裝置。
下面結(jié)合著
，給出本實用新型的一個實施例，并對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述。
附圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實用新型另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖1中，本實用新型由磁軛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)計有外徑大于線圈3內(nèi)徑的端頭，另一端設(shè)計有螺紋，通過螺紋付與磁軛連接，磁軛空套在從動轉(zhuǎn)軸1上，而由另外的傳動機構(gòu)帶動運轉(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，連接件為兩個螺母，銜鐵與碟形彈簧通過兩個螺母固定在從動軸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，磁軛和由線圈與鐵芯構(gòu)成的磁極，由另外的傳動機構(gòu)帶動繞從動軸1空轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈3通電后，立即產(chǎn)生勵磁電流，同時產(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，則從動轉(zhuǎn)軸1開始轉(zhuǎn)動。由于間隙較小，磁吸引力較大，銜鐵移動速度較快；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，電渦流阻尼力同時也在起作用。從動轉(zhuǎn)軸在這兩個力矩的作用下，加速轉(zhuǎn)動，直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。
在附圖2中，磁軛安置在主動轉(zhuǎn)軸7上，銜鐵與碟式彈簧安置在從動轉(zhuǎn)軸1上，主動轉(zhuǎn)軸與從動轉(zhuǎn)軸在同一軸線上。其他均與附圖1中的實施例相同。
本實用新型不限于實施例的形式，根據(jù)其揭示的原理，還可設(shè)計成其他形式。
權(quán)利要求1.一種電渦流快速離合器，包括與主動運動件(或從動運動件)相連接的磁軛(2)、線圈(3)、鐵芯(4)和與從動運動件(或主動運動件)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，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)與從動運動件(或主動運動件)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)計有外徑大于線圈內(nèi)徑的端頭。
專利摘要本實用新型是一種用于主動運動件與從動運動件頻繁離合的電渦流快速離合器，主要由與主動運動件相連接的磁軛、磁極和與從動運動件相連接的銜鐵、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)置有多個磁極。本實用新型可設(shè)計成傳遞各種所需的扭矩，表征反映速度的時間常數(shù)可達(dá)5ms以下，且具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F16D27/00GK2206375SQ9422988
公開日1995年8月30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)