专利名称：滚柱式离心离合器的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于机械软启动领域的一种滚柱式离心离合器。 二背景技术：
我们知道，在机械领域中，机械设备尤其是大型机械设备的软启动是一个非常重 要的问题。在只限于机械设备的软启动及过载保护的情况下，目前比较常用的措施是采用 限矩型液力偶合器来完成这项工作。液力偶合器一般说具有下面的功能a、具有柔性传动 自动适应功能，b、具有减缓冲击和隔离扭振功能，C、具有使电机轻载起动功能，并能够利用 电机的最大力矩起动负载提高电机的起动性能，d、协调多机传动，均勻分布负载功能，e、具 有节电功能，f、具有过载保护功能等。所以说，液力偶合器目前在机械领域中起到了非常重 要的作用。但是，我们也知道，液力偶合器也具有一些无法克服的缺点，例如工作效率相对 较低，一般为96%左右，这种功率的损失在大型设备上就比较明显了。再如对于一些特殊 的行业，如煤矿等，处于安全的原因，只能使用水介质的液力偶合器，而水介质的液力偶合 器由于采用的工作介质是水，所以很容易产生泄露，从而很容易造成其它零部件(如轴承、 油封等)过早损坏，因此使用寿命相对较低，需要经常的维修或更换，这样，就给企业造成 了很多麻烦和损失。这个问题目前在一定程度上已经成为了一个行业性的难题。目前，有一种专利申请号为200820027889. 2，专利申请名称为离心式机械离合器 的专利项目可以在一定程度上较好的解决上述的问题，但是在具体设计时，例如在滚柱与 中部离心块之间的摩擦副设计时应尽量采用滚动摩擦副的结构，具体设计时一般是直接将 中部离心块制成圆柱形的形状，并在其外圆的中部制出一小段直径较小的轴段，用来挂中 部弹簧机构，工作时由于其中部线速度相对较低，且弹性力也相对较小，因此机构产生的摩 擦热是很小的，所以可以收到比较满意的效果，对于大型的产品，由于滚柱及中部离心块体 积相对较大，所以中部离心块中部的小直径轴段上一般可以通过先挂一个由锡青铜制成的 挂环再将挂环挂在中部弹簧机构的上端上的方法来处理这个问题，同样也能收到满意的效 果。但是，在具体的设计过程中，也发现了还有一些基本上可以替代上述方案的在具体性能 上甚至好于上述技术方案的改进型的方案，所以，提出对上述技术方案的改进技术方案，也 是很有必要的。
三
实用新型内容本实用新型的目的是在上述专利申请的技术方案的基础上，提出的一种机构中滚 柱与中部离心块之间的摩擦副完全或基本上采用滚动摩擦副的可以在一定程度上提高了 机构的使用寿命的改进型的滚柱式离心离合器的原理性技术方案。本实用新型是这样实现的，机构中具有离心式机械离合器机构，其特征在于将离 心式机械离合器机构中的中部弹簧机构去掉，且中部离心块4采用长度与滚柱2长度对应 的圆柱体或圆环体结构，并在采用圆柱体或圆环体结构的中部离心块4的沿径向靠近圆心的一侧的主离心块6上制有的槽中固定装有在内星轮1转速的一定范围内可以在磁力作用 下克服离心力将中部离心块4拉向与滚柱2脱离的位置的磁铁5。磁铁5可制成磁场方向沿内星轮1径向的长度与滚柱2长度对应的矩形形状，也 可采用多个磁场方向沿内星轮1径向的沿滚柱2长度方向排列的矩形或圆柱型磁铁5组合 而成的结构。在主离心块6中部制有的其中装有中部离心块4及磁铁5的槽的位于中部离心块 4与磁铁5之间的部位处，可以制出可使中部离心块4在靠近磁铁5时不会直接碰撞到磁铁 5的凸起限位结构。也可以采用下述机构，即机构中具有离心式机械离合器机构，其特征在于当离心 式机械离合器机构采用内星轮1上与滚柱2对应的内星轮工作面处的承载滚柱2的实体部 分可用分体制成的可沿内星轮1径向做有约束的径向运动的主离心块6替代，在主离心块 6的靠近内星轮1圆心的一端与内星轮1之间，也可以安装其工作方向是可以将主离心块6 顶向滚柱2方向上的主弹簧机构7，中部离心块4可通过其上端固定在中部离心块4上的下 端固定在内星轮1上的中部弹簧机构5予拉紧在主离心块6上对应制成的槽中的技术方案 时，可将采用矩形结构的中部离心块4和中部弹簧机构5沿径向整体向圆心部位移动一个 距离，并在中部离心块4上端的平面上，再组合安装一个长度与滚柱2长度对应的具有圆柱 形或圆环形结构的中部离心块8。当采用上述第一技术方案时，既机构中采用磁铁5的技术方案时，具体工作时，电 动机与内星轮1连接，外环3与负载连接，当电动机启动时，由于中部离心块4在磁铁5吸引 力的作用下沿机构的径向被拉向远离滚柱2的位置上，所以，根据滚柱式超越离合器的基 本工作原理可知，这时滚柱2无法楔紧，是处于不工作的状态下的，所以电动机带动内星轮 1基本上是处于一种接近空载启动的状态下启动的，当电动机的转速达到一定程度时，一般 在其额定转速的80%左右时，电动机的输出转矩达到了最大值，随着转速的提高，这时，在 中部离心块4上产生的离心力也在逐步的增大，所以这时其离心力克服了磁铁5吸引力的 作用，沿径向向滚柱2运动，并把滚柱2顶紧在工作位置上，使滚柱2进入了楔紧状态，可以 看出，在滚柱2转动的条件下，这时滚柱2与中部离心块4之间是处于一种高副的滚动摩擦 状态下的，所以摩擦热相对而言是很小的，这一点是很有利的。这时，电动机将带动内星轮 1并通过安装在内星轮1上的主离心块6及主弹簧机构7压紧滚柱2通过滚柱2带动外环 3及负载开始转动，从而达到了软启动的目的。当采用上述第二技术方案时，既机构中采用中部离心块8的技术方案时，具体工 作时，电动机与内星轮1连接，外环3与负载连接，当电动机启动时，由于处于下端的中部离 心块4在中部弹簧机构5的作用下无法沿机构的径向运动，而处于上端的中部离心块8由 于自身的质量相对比较小，所以即使是能够产生一定的离心力，但也无法将克服滚柱2自 身产生的离心力将滚柱2顶紧在工作位置上，所以，根据滚柱式超越离合器的基本工作原 理可知，这时滚柱2无法楔紧，是处于不工作的状态下的，所以电动机带动内星轮1基本上 是处于一种接近空载启动的状态下启动的，当电动机的转速达到一定程度时，一般在其额 定转速的80%左右时，电动机的输出转矩达到了最大值，随着转速的提高，这时，处在下端 的中部离心块4上产生的离心力也在逐步的增大，所以这时其离心力克服了中部弹簧机构 5的拉力的作用，沿径向向滚柱2运动，与处于上端的中部离心块8产生的离心力形成合力，并把滚柱2顶紧在工作位置上，使滚柱2进入了楔紧状态，可以看出，在滚柱2转动的条件下，这时滚柱2与处于上端的中部离心块8之间是处于一种高副的滚动摩擦状态下的，而处 于上端的中部离心块8与处于下端的中部离心块4是处于一种线接触的摩擦状态中的，由 于二者产生的离心力相对于滚柱2与主离心块6之间的正压力而言是很小的，所以二者产 生的摩擦热相对而言也是很小的，基本上可以忽略不计，这一点是很有利的。这时，电动机 将带动内星轮1并通过安装在内星轮1上的主离心块6及主弹簧机构7压紧滚柱2通过滚 柱2带动外环3及负载开始转动，从而达到了软启动的目的。由于本实用新型在保留原技术方案优点的基础上其机构中滚柱与中部离心块之 间的摩擦副完全或基本上采用了滚动摩擦副，在一定程度上减少了系统中的摩擦热，因此 在一定程度上提高了机构的使用寿命，所以，实施后预计可以收到比较积极的效果。
四
本实用新型有4个附图，图1是滚柱式离心离合器采用第一方技术案时机构处于 脱开状态下的基本原理示意图，图2是滚柱式离心离合器采用第一技术方案时机构处于接 合状态下的基本原理示意图，图3是滚柱式离心离合器采用第二技术方案时机构处于接合 状态下的基本原理示意图，图4是滚柱式离心离合器采用第二技术方案时机构处于脱开状 态下的基本原理示意图。在图1图2中1、内星轮，2、滚柱，3、外环，4、中部离心块，5、磁铁，6、主离心块，7、
主弹簧机构。在图3图4中1、内星轮，2、滚柱，3、外环，4、中部离心块，5、中部弹簧机构，6、主离 心块，7、主弹簧机构，8、中部离心块。
五具体实施方式
下面，结合说明书附图，对本实用新型作进一步的具体说明。在图1、图2所示的机构中具有离心式机械离合器机构，其特征在于将离心式机 械离合器机构中的中部弹簧机构去掉，且中部离心块4采用长度与滚柱2长度对应的圆柱 体或圆环体结构，并在采用圆柱体或圆环体结构的中部离心块4的沿径向靠近圆心的一侧 的主离心块6上制有的槽中固定装有在内星轮1转速的一定范围内可以在磁力作用下克服 离心力将中部离心块4拉向与滚柱2脱离的位置的磁铁5。在具体设计时，中部离心块4应 尽量采用实心的圆柱体结构，这样可以增加其刚度，但有时为了减少中部离心块4的重量， 使其在系统启动时不至于过早的将滚柱2顶紧在工作位置上，也可以采用圆环形的空心圆 柱体。磁铁5可制成磁场方向沿内星轮1径向的长度与滚柱2长度对应的矩形形状，也 可采用多个磁场方向沿内星轮1径向的沿滚柱2长度方向排列的矩形或圆柱型磁铁5组合 而成的结构。由于磁铁的价格相对较高，而磁铁5对中部离心块的吸引作用力相对比较小， 一般情况下也只有几公斤就足够了，所以，有时采用整体结构的矩形条磁铁价格相对比较 高，为了节约制造的成本，也可以根据实际情况，采用几个小的磁铁来达到工作目的，这些 小的磁铁可以分别装在主离心块6上制有的槽中的两端及中部，也可以只装在两端，总之 只要能满足工作要求就行了，而且，磁铁的形状也可以采用多种形式，一般采用矩形或圆柱形就可以了，应注意磁铁磁场的方向应当沿外星轮1的径向。在主离心块6中部制有的其中装有中部离心块4及磁铁5的槽的位于中部离心块4与磁铁5之间的部位处，可以制出可使中部离心块4在靠近磁铁5时不会直接碰撞到磁铁 5的凸起限位结构。可以看出，由于机构中凸起结构的限制作用，所以装在主离心块6中制 有的槽中的磁铁5与中部离心块4始终是非接触的，这样在机构停止工作时中部离心块在 磁铁5作用下复位时就不会把磁铁5撞碎，因此起到了保护磁铁5的作用。具体设计时，其 结构形式可以是多种多样的，其目的是只要能达到把使磁铁5和中部离心块不直接接触就 行了。由于滚柱2与中部离心块4基本上是接近于纯滚动摩擦的，所以其发热量相对很小， 所以机构的使用寿命也会相对较长。具体工作时，电动机与内星轮1连接，外环3与负载连接，当电动机启动时，由于中 部离心块4在磁铁5吸引力的作用下沿机构的径向被拉向远离滚柱2的位置上，所以，根据 滚柱式超越离合器的基本工作原理可知，这时滚柱2无法楔紧，是处于不工作的状态下的， 所以电动机带动内星轮1基本上是处于一种接近空载启动的状态下启动的，当电动机的转 速达到一定程度时，一般在其额定转速的70% -80%左右时，电动机的输出转矩达到了最 大值，随着转速的提高，这时，在中部离心块4上产生的离心力也在逐步的增大，所以这时 其离心力克服了磁铁5吸引力的作用，沿径向向滚柱2运动，并把滚柱2顶紧在工作位置 上，使滚柱2进入了楔紧状态，可以看出，在滚柱2转动的条件下，这时滚柱2与中部离心块 4之间是处于一种高副的滚动摩擦状态下的，所以摩擦热相对而言是很小的，这一点是很有 利的。这时，电动机将带动内星轮1并通过安装在内星轮1上的主离心块6及主弹簧机构 7压紧滚柱2通过滚柱2带动外环3及负载开始转动，从而达到了软启动的目的。在图3、图4中可以看到，也可以采用下述机构，即机构中具有离心式机械离合器 机构，其特征在于当离心式机械离合器机构采用内星轮1上与滚柱2对应的内星轮工作面 处的承载滚柱2的实体部分可用分体制成的可沿内星轮1径向做有约束的径向运动的主离 心块6替代，在主离心块6的靠近内星轮1圆心的一端与内星轮1之间，也可以安装其工作 方向是可以将主离心块6顶向滚柱2方向上的主弹簧机构7，中部离心块4可通过其上端固 定在中部离心块4上的下端固定在内星轮1上的中部弹簧机构5予拉紧在主离心块6上对 应制成的槽中的技术方案时，可将采用矩形结构的中部离心块4和中部弹簧机构5沿径向 整体向圆心部位移动一个距离，并在中部离心块4上端的平面上，再组合安装一个长度与 滚柱2长度对应的具有圆柱形或圆环形结构的中部离心块8。可以看出，这种技术方案是在 离心是机械离合器的技术方案基础上提出的，所以这种技术方案与离心是机械离合器的技 术方案是大致相同的，其效果也相差不多，但是在具体的制造方面，这种技术方案有时是比 较方便的，而且，由于中部离心块4与中部离心块8的接触部位是属于线接触的，所以从滚 动摩擦的原理中可以看出，在理想的滚动摩擦条件下，这种接触方式是不会产生机械能向 热能转化的，当然，在具体工作时，总是或多或少的要有一定的耗散功以热能的方式释放出 来的，但相对而言是很小的。另外，由于滚柱2与中部离心块8基本上是接近于纯滚动摩擦 的，因此其发热量相对很小，所以机构的使用寿命也是相对较长的。具体工作时，电动机与内星轮1连接，外环3与负载连接，当电动机启动时，由于处 于下端的中部离心块4在中部弹簧机构5的作用下无法沿机构的径向运动，而处于上端的 中部离心块8由于自身的质量相对比较小，所以即使是能够产生一定的离心力，但也无法将克服滚柱2自身产生的离心力将滚柱2顶紧在工作位置上，所以，根据滚柱式超越离合 器的基本工作原理可知，这时滚柱2无法楔紧，是处于不工作的状态下的，所以电动机带动 内星轮1基本上是处于一种接近空载启动的状态下启动的，当电动机的转速达到一定程度 时，一般在其额定转速的80%左右时，电动机的输出转矩达到了最大值，随着转速的提高， 这时，处在下端的中部离心块4上产生的离心力也在逐步的增大，所以这时其离心力克服 了中部弹簧机构5的拉力的作用，沿径向向滚柱2运动，与处于上端的中部离心块8产生的 离心力形成合力，并把滚柱2顶紧在工作位置上，使滚柱2进入了楔紧状态，可以看出，在滚 柱2转动的条件下，这时滚柱2与处于上端的中部离心块8之间是处于一种高副的滚动摩 擦状态下的，而处于上端的中部离心块8与处于下端的中部离心块4是处于一种线接触的 摩擦状态中的，由于二者产生的离心力相对于滚柱2与主离心块6之间的正压力而言是很 小的，所以二者产生的摩擦热相对而言也是很小的，基本上可以忽略不计，这一点是很有利的。这时，电动机将带动内星轮1并通过安装在内星轮1上的主离心块6及主弹簧机构7 压紧滚柱2通过滚柱2带动外环3及负载开始转动，从而达到了软启动的目的。
权利要求一种滚柱式离心离合器，具有离心式机械离合器机构，其特征在于中部离心块(4)采用长度与滚柱(2)长度对应的圆柱体或圆环体结构，所述中部离心块(4)沿径向靠近圆心一侧的主离心块(6)上制有的槽中固定装有磁铁(5)。
2.根据权利要求1所述的滚柱式离心离合器，其特征在于磁铁(5)制成磁场方向沿 内星轮(1)径向的长度与滚柱(2)长度对应的矩形形状，或用多个磁场方向沿内星轮(1) 径向的沿滚柱(2)长度方向排列的矩形或圆柱型磁铁(5)组合而成的结构。
3.根据权利要求1所述的滚柱式离心离合器，其特征在于所述槽中安装中部离心块 (4)及磁铁(5)的位置之间，制有一段凸起限位结构。
4.一种滚柱式离心离合器，具有离心式机械离合器机构，其特征在于将采用矩形结 构的中部离心块(4)和中部弹簧机构(5)沿径向整体向圆心部位移动一个距离，并在中部 离心块(4)上端的平面上，再组合安装一个长度与滚柱(2)长度对应的具有圆柱形或圆环 形结构的中部离心块(8)。
专利摘要本实用新型是属于机械软启动领域的一种滚柱式离心离合器，机构中具有离心式机械离合器机构，其特征在于离心式机械离合器机构中的中部离心块4采用长度与滚柱2长度对应的圆柱体或圆环体结构，中部离心块4安装在主离心块6上制有的沿机构轴向的阶梯形通槽中的靠近外环3的一侧，在主离心块6上制有的沿机构轴向的阶梯形通槽中的靠近圆心的一侧中固定装有磁铁5。
文档编号F16D45/00GK201554794SQ20092002466
公开日2010年8月18日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者陈伯恒 申请人:陈伯恒