风机、电机组件及其离心摩擦离合器的制作方法

本发明涉及风机设备技术领域，特别涉及一种风机、电机组件及其离心摩擦离合器。

背景技术：

在风机中，电机与叶轮连接，通过电机运行带动叶轮转动。在单相电机带载启动时，叶轮转动惯量大，但电机启动转矩小而且波动大，这使得电机启动时有振动及噪声，严重时甚至会导致电机启动失败的情况。

单相电机带载启动的方法通常用摩擦启动装置先让电机转起来，再逐渐带动叶轮转动。目前，摩擦启动装置由弧状板及环形弹簧组成。多片弧状板设置于叶轮上，且多片弧状板位于同一圆上，环形弹簧围绕在多片弧状板的外侧；电机的转动轴的端部伸入多片弧状板围成的孔中。随着电机的转动轴转动，环形弹簧向多片弧状板施加约束力，以便于弧状板与转动轴之间产生摩擦力。但是，这种结构产生的摩擦力随着转速升高变化不大，不利于调节不同转速时的转动惯量及启动负载转矩，无法有效地改善电机启动时存在的振动及启动失败的情况。

因此，如何缩小转动轴启动时受到的转动惯量及启动负载转矩，降低振动噪声及电机启动失败的损害，是本技术领域人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种离心摩擦离合器，以缩小转动轴启动时受到的转动惯量及启动负载转矩，降低振动噪声及电机启动失败的损害。本发明还公开了一种具有上述离心摩擦离合器的电机组件及风机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种离心摩擦离合器，包括：

用于固定在转动轴上的第一摩擦件；

用于固定在所述转动轴上的支撑部；

设置于所述支撑部上的离心装置，所述离心装置具有凸轮部及与所述凸轮部相对固定的离心臂，所述凸轮部通过支撑轴铰接于所述支撑部上，所述离心臂移动时带动所述凸轮部以所述支撑轴为中心转动；

设置于所述第一摩擦件与所述支撑部之间，用于与叶轮周向定位的摩擦连接件，当所述支撑部随所述转动轴旋转时，所述离心臂的自由端在离心力的作用下沿径向向外移动，同时带动所述凸轮部旋转，所述凸轮部旋转时将所述摩擦连接件朝向所述第一摩擦件抵压。

优选地，上述离心摩擦离合器中，所述摩擦连接件包括固定于其上的第二摩擦件，所述第二摩擦件用于与所述凸轮部抵接。

优选地，上述离心摩擦离合器中，还包括向所述离心臂施加向所述支撑部的中心移动的拉力的弹性件。

优选地，上述离心摩擦离合器中，所述离心装置的数量为多个且均匀布置于所述支撑部上。

优选地，上述离心摩擦离合器中，所述弹性件为套设于所述离心臂外侧的弹性环。

优选地，上述离心摩擦离合器中，所述离心臂的外侧设置有收容槽，所述弹性件嵌于所述收容槽中。

优选地，上述离心摩擦离合器中，还包括与所述摩擦连接件相对固定连接的负载轮。

本发明还提供了一种电机组件，包括单相同步电机，还包括离心摩擦离合器，所述离心摩擦离合器为如上述任一项所述的离心摩擦离合器。

本发明实施例还提供了一种风机，包括叶轮及电机组件，所述电机组件为如上述任一项所述的电机组件。

优选地，上述电机组件中，还包括设置于所述电机的转动轴上，用于限制叶轮轴向移动的限位件，所述限位件位于所述离心摩擦离合器背向所述电机的主体的一侧。

本发明提供的离心摩擦离合器，在电机启动时，第一摩擦件及支撑部随着转动轴转动。在转动轴的转速较小时，由于离心装置离心臂的自由端受到的离心力较小，其自由端沿径向向外的位移较小，使得凸轮部相对支撑部的转动角度较小，因此，凸轮部对摩擦连接件的抵压的力度较小，进而使得摩擦连接件与第一摩擦件之间的压力较小，导致了摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力较小，使得摩擦连接件相对第一摩擦件(及转动轴)滑动；随着转动轴的转速的增加，离心装置的离心臂受到的离心力急速增加，离心臂在离心力的作用下沿径向向外位移增大，同时带动凸轮部以支撑轴为中心转动。从而凸轮逐渐加大对摩擦连接件的抵压，提高了凸轮部施加于摩擦连接件的压力，并且，压力由摩擦连接件传导向第一摩擦件，有效增加摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力，随着电机的转速提高，凸轮部施加于摩擦连接件的压力逐渐增大，进而摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力也逐渐增大，直至摩擦力达到足够大时，摩擦连接件被第一摩擦件带动同步旋转，即叶轮与第一摩擦件相对静止，使得转动轴带动负载轮以相同的速度转动。

通过上述结构，在电机启动时(转动轴的转速较低)，摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力较小。由于电机启动时叶轮处于静止状态，使得第一摩擦件与摩擦连接件形成滑动摩擦副。由于叶轮与摩擦连接件周向定位连接，进而使得第一摩擦件与叶轮之间相对滑动。在电机的转动轴的转速增加，在凸轮部的作用下，摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力增加。第一摩擦件与叶轮之间的相对滑动量减小直至二者相对静止，实现了对叶轮的转速逐渐增加。本发明提供的离心摩擦离合器，离心装置的凸轮部向摩擦连接件施加挤压力，而该挤压力与离心臂的离心力呈比例。因此，摩擦连接件与第一摩擦件之间的摩擦力与转动轴的转速的平方呈比例，在低转速(电机启动)时，摩擦连接件与第一摩擦件相对滑动，进而使得叶轮与第一摩擦件相对滑动，减小了转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，减小了电机启动时的振动噪音及避免了启动失败的情况。

本发明提供的电机组件及风机，具有上述离心摩擦离合器，也应具有同样的技术效果，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的风机的剖视示意图；

图2为本发明实施例中的离心摩擦离合器的内部示意图；

图3为本发明实施例中的支撑部、离心装置及弹性件的组装示意图；

图4为本发明实施例中的支撑部、支撑轴及离心装置的爆炸示意图；

图5为本发明实施例中的电机组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中的风机的结构示意图。

其中，

电机—1，转动轴—11，限位件—12，卡固螺丝—13，离心摩擦离合器—2，第一摩擦件—21，摩擦连接件—22，支撑部—23，离心装置—24，凸轮部—241，离心臂—242，凹槽—2421，支撑轴—25，负载轮—26，弹性件—27，第二摩擦件—28，固定孔—29，卡槽—291，叶轮—3。

具体实施方式

本发明公开了一种离心摩擦离合器，以缩小转动轴启动时受到的转动惯量及启动负载转矩，降低电机启动时的振动噪音及避免电机启动失败的危害。本发明还公开了一种具有上述离心摩擦离合器的电机组件及风机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本发明实施例中的风机的剖视示意图；图2为本发明实施例中的离心摩擦离合器的内部示意图。

本发明实施例提供了一种离心摩擦离合器，包括第一摩擦件21、摩擦连接件22、支撑部23、离心装置24及支撑轴25。

第一摩擦件21及支撑部23固定在电机1的转动轴11上；离心装置24具有凸轮部241及与凸轮部241固定连接的离心臂242，凸轮部241通过支撑轴25铰接于支撑部23上，从而凸轮部241能够以支撑轴25的轴线为中心旋转。凸轮部241的最高点即凸轮部241的外表面到其旋转轴的最大厚度所对应的位置处，在初始状态下，凸轮部241的最高点位于支撑轴25的轴线远离支撑部23的中心的一侧。摩擦连接件22设置于第一摩擦件21与支撑部23之间，通过上述设置，当支撑部23随转动轴11旋转时，离心装置24的离心臂242的自由端在离心力的作用下沿径向向外移动，同时带动凸轮部241旋转，凸轮部241旋转时将摩擦连接件22朝向第一摩擦件抵压。其中，摩擦连接件22为与叶轮3直接或间接固定连接的连接件，也可以将摩擦连接件22与叶轮3作为一体式结构或直接将摩擦连接件22作为叶轮3，仅需确保摩擦连接件22与叶轮3周向定位即可。

本发明实施例提供的离心摩擦离合器，在电机1启动时，第一摩擦件21及支撑部23随着转动轴11转动。在转动轴11的转速较小时，由于离心装置24离心臂242的自由端受到的离心力较小，其自由端沿径向向外的位移较小，使得凸轮部241相对支撑部23的转动角度较小，因此，凸轮部241对摩擦连接件22的抵压的力度较小，进而使得摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的压力较小，导致了摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力较小，并且，叶轮3与摩擦连接件22周向定位连接，使得摩擦连接件22相对第一摩擦件21(及转动轴11)滑动；随着转动轴11的转速的增加，离心装置24的离心臂242受到的离心力急速增加，离心臂242在离心力的作用下沿径向向外位移增大，同时带动凸轮部241以支撑轴25为中心转动。由于凸轮部241的最高点位于支撑轴25的轴线远离支撑部23的中心的一侧，使得凸轮部241的最高点向摩擦连接件22移动，从而逐渐加大对摩擦连接件22的抵压，提高了凸轮部241施加于摩擦连接件22的压力，并且，压力由摩擦连接件22传导向第一摩擦件21，有效增加摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力， 随着电机1的转速提高，凸轮部241施加于摩擦连接件22的压力逐渐增大，进而摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力也逐渐增大，直至摩擦力达到足够大时，摩擦连接件22被第一摩擦件21带动同步旋转，即叶轮3与第一摩擦件21相对静止，使得转动轴11带动负载轮26以相同的速度转动。

通过上述结构，在电机1启动时(转动轴11的转速较低)，摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力较小。由于电机1启动时叶轮3处于静止状态，使得第一摩擦件21与摩擦连接件22形成滑动摩擦副。由于叶轮3与摩擦连接件22周向定位连接，进而使得第一摩擦件21与叶轮3之间相对滑动。在电机1的转动轴11的转速增加，凸轮部241的最高点向靠近摩擦连接件22的方向移动，进而增加了摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力。第一摩擦件21与叶轮3之间的相对滑动量减小直至二者相对静止，实现了对叶轮3的转速逐渐增加。本发明实施例提供的离心摩擦离合器，离心装置24的凸轮部241向摩擦连接件22施加挤压力，而该挤压力与离心臂242的离心力呈比例。因此，摩擦连接件22与第一摩擦件21之间的摩擦力与转动轴11的转速的平方呈比例，在低转速(电机1启动)时，摩擦连接件22与第一摩擦件21相对滑动，进而使得叶轮3与第一摩擦件21相对滑动，减小了转动轴11受到的转动惯量及启动负载转矩，降低了电机1启动时的振动噪音及避免了启动失败的危害。

为了增加摩擦连接件22所受到的摩擦力，本发明实施例提供的离心摩擦离合器的摩擦连接件22包括固定于其上的第二摩擦件28，凸轮部241与第二摩擦件28直接接触，随着凸轮部241的转动，第二摩擦件28与摩擦连接件22之间的摩擦力均稳定增加，增加摩擦连接件22所受摩擦力的效果。

如图2、图3及图4所示，离心摩擦离合器还包括向离心臂242施加向支撑部23的中心线移动的拉力的弹性件27。通过设置弹性件27，使电机轴11停止旋转时，离心机构可以回归原始位置。

在本实施例中，离心装置24的数量为多个且均匀布置于支撑部23上。通过上述设置，使多个凸轮部241均匀向摩擦连接件22施加挤压力，提高了摩擦连接件22与第一摩擦件21上受力分布的均匀度。本实施例中，离心装 置24的数量为四个，相邻两个离心装置24在周向上呈90°间隔。也可以将离心装置24的数量设置为其他数量，如三个、两个或五个以上，在此不再一一累述。

在其他实施例中，也可以设置多个弹性件27，使其与多个离心臂242一一对应设置。如弹性件27为弹簧，其一端与支撑部23连接，另一端与离心臂242连接。本实施例中，为了简化结构，弹性件27的数量为一个。如图5所示，弹性件27为套设于多个离心臂242外侧的弹性环。在离心力的作用下，多个离心臂242向外抻拉弹性环。该弹性环可以为具有高弹力的金属弹簧环、橡胶环或塑料环，在此不再一一累述。

离心臂242的外侧设置有收容槽2421，弹性件27嵌于收容槽2421中。通过设置收容槽2421，有效提高了弹性件27与离心臂242的连接稳定性，避免了弹性件27脱落。

本发明实施例提供的离心摩擦离合器中，还包括与摩擦连接件22相对固定连接的负载轮26。即，在本实施例中，摩擦连接件22与叶轮3通过负载轮26间接固定。

可以理解的是，摩擦连接件22与负载轮26可以采用螺栓连接，在凸轮部241向摩擦连接件22施加挤压力时，摩擦连接件22向远离负载轮26的方向移动。也可以采用柔性板制作摩擦连接件22，以便增加摩擦连接件22与第1摩擦件21的摩擦力。

为了确保负载轮26与叶轮3的周向定位，负载轮26上设置有用于与叶轮3卡接的卡槽291。也可以通过螺栓、销钉、铆钉或粘接等方式将负载轮26与叶轮3周向定位连接。

如图1和图2所示，在一种实施例中，可以在负载轮26上设置固定孔29，叶轮3具有插入固定孔29的凸起结构31。固定孔29的内壁上设置有卡槽291，凸起结构31的外壁上设置有与卡槽291相配合的凸起。

如图5所示，在另一种实施例中，卡槽291设置于负载轮26的外表面上，为了使叶轮3与负载轮26上的卡槽291相配合，叶轮3具有固定孔(图中未显示)，固定孔的内壁上设置有与卡槽291相配合的凸起。

在其他实施例中，负载轮26与叶轮3也可为一体。

本发明实施例还提供了一种电机组件，包括单相电机1，还包括离心摩擦离合器2，离心摩擦离合器2为如上述任一种的离心摩擦离合器。由于上述离心摩擦离合器具有上述技术效果，具有上述离心摩擦离合器的电机组件也应具有同样的技术效果，在此不再一一累述。

为了便于叶轮3的轴向定位，本发明实施例提供的电机组件还包括设置于电机1的转动轴11上，用于限制叶轮3轴向移动的限位件12，限位件12位于离心摩擦离合器2背向电机1的主体的一侧。

如图5所示，限位件12通过卡固螺丝13固定于转动轴11上。也可以将限位件12设置为螺母，在转动轴11的端部设置与螺母相配合的螺纹；还可以将限位件12设置为卡簧，在转动轴11的端部设置与相配合的卡槽等，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

如图6所示，本发明实施例还提供了一种风机，包括叶轮3及电机组件，电机组件为如上述任一种的电机组件。由于上述电机组件具有上述技术效果，具有上述电机组件的风机也应具有同样的技术效果，在此不再一一累述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。