【word】 摩擦片式电磁离合器的测试及选用

【word】 摩擦片式电磁离合器的测试及选用 摩擦片式电磁离合器的测试及选用 V0l2lNo2 2o08-04 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPIJICATION 第2l卷第2期 2008年4月 摩擦片式电磁离合器的测试及选用 于兴芝,郭威 (河南工业职业技术学院,河南南阳473009) 摘要:从摩擦片式电磁离合器存在的问题,工作特性,性能测试等方面进行论述,提出了安装及选用摩擦片式电磁 离合器应注意的事项. 关键词:摩擦片;电磁离合器;性能测试, 中图分类号:TH133.4文献标识码:A文章编号:1007-4414(2008)02-0122-03 ‘ Testandselectionofthefrictiondisktypemagneticdutch YuXing—zhi.GuoWei (//enanpolytechnicinstitute,Nanyangttenan473009,China) Abstract:Inthispaper,problemsofthefrictiondisktypemagneticclutch,oper ationalfactoranditsperformancetesthave beenelaborated.itemsininstallingandselectingthefrictiondisktypemagneti cclutcharethenproposed, Keywords:frictiondisk;magneticclutch;performancetest 电磁离合器是实现设备自动化控制的主要执行 元件之一,可在原动机不中断旋转的情况下控制传动 系统.如机床主轴的自动起动,停止(制动),反向, 变速,定位和进给系统中的切换等.加之电磁离合器 体积小,结构紧凑,动作灵敏,消耗功率小及操作方便 等,在现代技术中被广泛应用. 1存在的问题 (1)剩磁问题严重影响离合器的动力特性,在力 矩时间曲线上出现无响应区间.尽管人们为消除电 磁离合器剩磁做了不少努力,但仍不能被满意解决. (2)电磁离合器属于磁性物件,使用中有关部件 会被不同程度的磁化,影响传动系统寿命和精度. (3)在使用中电磁离合器的发热不可避免,如果 离合器在传动系统中的位置不当或散热不良,则会影 响传动系统的精度. 2摩擦片式电磁离合器的工作特性n】 2.1转矩特性 摩擦转矩有静摩擦转矩和动摩擦转矩,是选择离 合器的基本参数.静转矩是离合器处于励磁状态, 内,外摩擦片间无相对滑动,自主动侧传递到从动侧 的最大转矩.动转矩是离合器处于励磁状态,内,外 摩擦片间有相对滑动,自主动侧传递到从动侧的转 矩.选择时应使机器运转的最大负载转矩乘以安全 系数小于公称静转矩;连接时的负载转矩加上加速转 矩乘以安全系数小于公称动转矩.湿式的静摩擦转 矩约为动摩擦转矩的2倍,而干式的大致相同.离合 器处于非励磁状态,主动侧旋转,自主动侧传递到从 动侧的转矩称为空转转矩.干式的空转转矩一般很 小,可忽略不计.湿式由于存在润滑油,其黏度是引 起空转转矩的主要原因.从切断电流到发生空转转 矩的一段过渡状态中,离合器所传递的转矩称为残留 转矩.无论是湿式还是干式离合器,在励磁电流切断 后由于磁滞现象,磁力不能马上消失,是造成残留转 矩的主要因素.润滑油的黏度和表面张力是另一因 素.后一因素对干式的影响不太显着,.湿式离合器残 留转矩的持续时间比干式离合器长得多,这段时间的 长短将随离合器的构造,供油条件等因素而变化.转 速愈低,残留时间愈长.空转转矩和残留转矩都将使 离合器的负载不能脱开而引起发热,应当愈小愈好. 2.2动作特性 当开关接通时,由于线圈中存在电阻和电感,电 流随时间呈指数曲线上升,达到一定值时,衔铁被吸 动.此时磁路中的间隙突然变小,阻抗随之降低,使 电器回路中的电感急剧增加,电流相应有一波动.当 衔铁将摩擦片压紧时,开始传递转矩,转矩随电流增 加而增大,当滑差为0时转矩增至最大.连接过程终 止时达到静摩擦转矩值. 电磁离合器的动作特性参数主要有:?衔铁吸引 时间,即从离合器线圈通电开始到产生转矩所需的时 间;?接通时间,即从离合器线圈通电开始到转矩上 升至80%公称动转矩所需的时间;?断开时间,即从 离合器线圈断电开始到转矩下降至l0%公称动转矩 所需的时间.’ 湿式多片电磁离合器基本参数(JB/T1648一 收稿日期:2008—02-01 作者简介:于兴芝(1956一),女,河北故城人,副教授,主要从事机械设 计教学与理论研壳方面的工作. ? 122? 第21卷第2期 2008年4月 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPUCATION Vol21No2 20o8—04 1999)给出了公称动转矩,公称静转矩,空载转矩,接 通时间,断开时间的数值.干式多片电磁离合器基本 参数(JB/T10163—1999)给出了公称动转矩,空载转 矩,接通时问,断开时间的数值. 2.3散热特性与寿命 离合器在摩擦片连接时会发热磨损甚至烧损,因 此要有一定的散热能力.该参数的大小主要取决于 摩擦材料的容许摩擦功.如果离合器连接部分温升 过高,将使线圈,集流环,轴承的温度升高,绝缘线圈 的温升极限决定于绝缘材料的耐热等级,标准中已有 规定. 离合器的寿命是以摩擦片磨损不能正常工作之 前所离合的次数来表示.湿式多片电磁离合器的正 常寿命一般规定为(50,160)X103次. 3摩擦片式电磁离合器的测试方法 3.1静力矩的测定 首先把离合器被动侧固定,通人额定励磁电流, 使主动侧与被动侧在静止状态下完全连接.然后在 主动侧施加一定力矩,测出离合器滑移开始前的力 矩,即静摩擦力矩.力矩的测定常用弹簧秤或测力传 感器. 3.2动力矩的测定 在原动机输出轴上装上测定装置的离合器,该离 合器被动部分的输出轴装一飞轮,在同一输出轴的端 部装被测离合器的联结或磁轭,被测离合器的被动侧 与机架固定.力矩变换器和转速表均装在输出轴上, 并将转速,力矩和被测离合器的电压飞电流等讯号接 到示波器上. 测定步骤如下:先接通试验装置用的离合器,然 后起动原动机,此时飞轮和被测离合器的主动侧上升 到规定转速,待稳定后测出转速.这时将试验装置用 的离合器电源切断,同时接通被测离合器电源,产生 制动力矩,并将试验装置用的离合器被动侧,飞轮,被 测离合器的主动侧均制动停止.这时所发生的力矩, 用力矩变换器测出.被测离合器的电压,电流,转速 的变化同时用示波器记录. 由力矩定标曲线读出动力矩值,也可由示波器得 到制动的时间按下式算出动摩擦力矩】. M=[丽GD2n×]一 式中:为动力矩,Nm;GD为被动侧飞轮的惯性质 量,Nm;?为飞轮转速,rad/min;t,为动力矩上升时 间,s;为动力矩达到最大值的稳定时间,s;为摩 擦阻力矩,=GDn/375t;t为从飞轮的初始转速带 静止所经历的时间,S. 3.3空转力矩的测定 在试架中装上被测离合器,但不接通,使离合器 从动侧与机架固定,其方法与测定相同,从而用 下式求出空转力矩L2J. Mk= 案(一) 式中:f为未装被测离合器时飞轮的停车时间,s;t”为 已装上被测离合器时飞轮的停车时间,s. 3.4残留力矩及力矩消灭时间的测定 先将离合器被动侧固定,接通电源,则主动侧与 被动侧在静止状态下完全连结.然后在主动侧加上 任意力矩,使离合器被动侧承受某一转矩,并在示波 器上示出.之后,切断离合器电源,离合器被动侧的 力矩衰减过程由力矩变换器送到示波器上记录. 测定力矩消灭时间:在离合器主动侧加上100% 的额定力矩下切断电源后,其力矩衰减到1O%的额 定力矩所需的时间,即为力矩消灭时间. 额定摩擦力矩,对湿式离合器是动力矩,对干式 离合器则是静力矩. 4安装电磁离合器的注意事项 电磁离合器的安装因其结构不同,具体的方法和 要求也不同.一般离合器在结构上大致可分为两部 分:?外摩擦片部分;?内摩擦片部分.它们分别与 轴及齿轮联接,至于哪部分装在主动侧或是负载侧, 可根据需要而定.组成方式也无规定,只要适合具体 情况就行.安装时要注意以下事项. 4.1偏心 主动部分与被动部分不应偏心,跳动也会影响离 合器的动作和寿命,这种偏心值因离合器尺寸的不同 也不同,通常要求不大于0.03,0.05mm. 4.2润滑 湿式离合器在使用中要进行润滑.油的粘度高 则空转力矩大,发热严重,接通与断开的时间也受到 影响.反之油的粘度低,摩擦片之间应有的油膜不能 存留会产生异常力矩,缩短了寿命,所以润滑油的牌 号和粘度极为重要.离合器在使用中摩擦片之间能 存留油膜,可以使离合器工作正常,并能带走热量达 到冷却的目的.离合器所采用润滑的方法有飞溅式, 浸喷式,滴油式,飞强制式和轴心润滑等. 4.3其它方面 (1)电刷必须经常调整和更换,特别注意弹簧片 与刷握端面的安装间隙,否则易产生接触不良的故 障.. (2)气隙调整因结构不同也有所不同.对磁通 不过片的离合器摩擦片的磨损,要及时调整气隙,否 则不能保证正常工作. (3)花键部分的滑动面应涂少量润滑剂,以减少 ? 123? V0l21No2 2o08 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPLICATION 第2l卷第2期 2008年4月 磨损. (4)离合器线圈通电后即成为强力磁铁,应注意 不要有铁屑或铁粉吸附,避免机件的损坏. (5)电源容量应满足使用要求,否则将造成离合 器出力不足而不能正常工作.如电源电压超过额定 电压20%以上,离合器将不能正常工作,最好采用稳 压装置. 5选用电磁离合器的注意事项 (1)应根据机器运转的惯性与负载力矩来选择 离合器的动力矩和静力矩.为保证离合器在工作中 使用正常,还要求摩擦式电磁离合器一次接合功的发 热量和连续工作lh的发热量不超过允许值. 用在变速装置中的离合器,要考虑发热与散热问 题.发热的主要原因除连接功外,还有空转力矩,线 圈热损耗和其它机械损耗等.这些热量都发生在密 闭的齿轮箱中,因而引起温度上升.在装有几个离合 器的场合,必须对每个离合器的起动,变速,空转,停 止的循环时间加以了解,从而了解发热的主要原因. 在高频度使用场合,连接功损耗将占很大比例, 而在高速回转场合,空转损耗将占很大比例.这一点 必须特别注意.选用湿式离合器要考虑空转力矩引 起的发热.由于空转力矩与转速有关,所以应尽量使 离合器的相对转速减小.另外,齿轮箱的设计过于紧 凑,散热面积小也会使温升上升,因此,对发热和散热 条件要综合考虑. 总之,要尽量抑制产生发热的条件,根据最大发 热条件,使油的温升不超过允许值,来计算供油量,油 池储油量和箱体散热面积. 通常油温控制在60’E以下,若使用中,油温超过 100T:,则摩擦片的磨损就相当严重,应尽量避免. (2)电磁离合器主要应用在机床主传动系统中, 采用传递负载力矩.为保证切削正常工作,离合器的 静力矩应稍大于电动机的力矩折算到离合器轴上的 最大力矩.否则,过载时会造成电磁离合器长时间打 滑而烧坏. (3)在进给传动系统中选用电磁离合器时,应以 动作的可靠性,灵敏度及运动转换时间为主要依据. (4)在切削负载下进行变速,离合器接合时的动 作灵敏度总是比脱开时差.从高速降到低速时,离合 器动力矩和负载力矩共同克服传动系统中的惯性负 载,实现变速.由低速升到高速时,离合器力矩在克 服负载力矩后才能加速惯性负载.因此离合器负载 变速时,从高速变向低速易于实现,从低速变向高速 时,难以实现.如果离合器力矩选的不够大,则会造 成负载变速时丢转闷车现象. 6结语 由于电磁离合器可能实现集中控制与远距离操 纵,简化操作程序和减少操作时间及控制自动化,因 此,在仿形,数字控制等加工中被广泛使用.和 了解摩擦片式电磁离合器的工作特性,测试方法及安 装,选用原则是非常必要的. 参考文献: [1]阮忠唐.联轴器,离合器设计与选用[M].北京:化学工业出版 社,2005. [2]田金铭.电离合器设计与应用[M].南京:江苏科学技术出版社, 1991. 水性防锈切削液助力节能减排 中国航空工业集团与吉林正基科技开发有限责任公司在长春举行了市场战略合作签约仪式.中航集团将 在集团内部50多家大型国有企业推广吉林正基公司的产品——导电聚苯胺水性防锈切削液.这将使中国航 空工业集团每年节约能源近万吨,并彻底杜绝由于使用乳化油切削液而对环境造成的污染. 据了解,金属-’m~i《液是在金属加工过程中注入工件与刀具(或磨具)之间的润滑冷却液体,它存在严重的 缺点:?含油量高达60%,目前我国金属加工企业大部分都是无处理排放,致使大量的油污染环境;?易腐变 质,像牛奶一样,在常温,静止状态下48h就会变质,发出恶臭味,不能长期使用;?产品中的一些添加剂具有很 大毒性,对人身毒害大,使工人易患皮肤病甚至慢性致癌. 据介绍,聚苯胺水性防锈切削液是国内外唯一的最新型水性环保切 削液,其特点为:?环保性好,对人身无 害.它采用水为稀释剂,稀释量为4O倍,从根本上解决了乳化油污染环境和对人身有害的问题.?防腐性能 强.?防污,防霉变性好,不受细菌侵害,不变质,可以长时间循环使用,减少排放.?性价比优势明显,通过了 国家级检测中心的检测,性能达到和超过国家标准,价格低于乳化油切削液的价格. ? 本刊辑? . 124.