雖然有不同型式的電磁離合器和制動器,但大多選用電磁驅動機械摩擦式離合器。而電磁制動器與電磁離合器結構相似,只是一個組件固定不動,所以其選擇程序是一樣的。
1、按計算扭矩選擇
在選擇離合器過程中,最重要的因素是扭矩,扭矩表示所傳遞的功力,假如摩擦片數一定,則所傳遞的扭矩大小與離合器有效半徑相對應。但實際上,速度、濕度、摩擦片磨損、污染情況都影響工作轉矩。
在設計過程中,計算扭矩是工作載荷的慣性和運動載荷的慣性之和,用T表示計算扭矩,可用下式求出:
式中Wr-旋轉組件的重量Kg
K-旋轉組件的回轉半徑m
N-回轉轉數rpm
S-工作安全系數
Wl-直線運動組件的重量Kg
V-線性速度
R-變旋轉運動為直線運動皮帶輪的半徑m
g-9.8m/s
t-機器啟動所需要的時間
tm-電磁離合器吸合的時間
例:某砂子傳動帶,在速度為1m/s時傳動平均載荷為500Kg;在緊急情況下,要使傳動帶在0.5s時間內停止。因砂子在傳動帶上堆積不規則,用13Kg.m2的飛輪直接聯接在直徑為0.305m的皮帶輪上,以吸收振動載荷。并依照類似情況,選1.75的安全系數。根據使用要求其振動時間為0.1s,假定其它機件的摩擦和慣性忽略不計,其所需用慣性矩為:
據此,可實際選用40Kg.m的摩擦離合器。
在實際工作中,很多設備的精確載荷難以計算,一般是根據輸入動力確定所需轉矩。
式中P-輸入功率
S-工作安全系數
N-回轉轉數RPM
從上式中看出,對扭矩影響最大的是安裝離合器的軸的回轉轉數。所以在一定動力下,較高的速度對應低的轉矩。因此,在設計中盡可能將離合器裝在傳動鏈中轉速高的位置,這通常要求離合器和電機同軸。
2.檢查熱容量
扭矩選擇后,熱容量是離合器重要檢查內容之一。假定離合器不能快速耗散熱量,則磨損加快,傳遞扭矩降低,而且給維修帶來麻煩。一個離合器或制動器的熱容量不是常數,在具體機構中,熱容量是隨回轉速度變化的。在一般工作中,離合器熱容量隨回轉速度而建立的公式為:
式中C-熱容量J.s/mm
n-每分鐘啟動停止的次數
按上例砂子傳動帶,如每分鐘要求通、斷電一次,以備緊急情況使用,則熱容量為:
在這種情況下,產生的熱量是如此之低,任何力矩大小的離合器都能承受。但是熱容量和線速度、旋轉速度的平方成正比,所以,在速度上有小的變化則可使熱容量有顯著的變化。
假定飛輪慣性矩僅僅為1.3Kg.m2,但必須在1秒中內加速到3500rpm。要求每分鐘通斷6次,此時相應扭矩僅為34.3Kg.m2。但其熱容量為:
這時不能按計算扭矩選擇離合器,為了耗散熱量,需選用63kg.m離合器。即用扭矩或熱容量作為選擇離合器尺寸的決定因素。
如離合器處于頻繁周期性的工作狀態,每分鐘通斷6次,每次工作循環間隔時間很短,因而沒有充分時間使線圈冷卻,雖然離合器的工作溫度允許到100-200℃,但離合器一般工作的變速箱中,而變速箱的溫度不允許超過80℃,為降低變速箱的溫度,可采用箱外潤滑箱強制冷卻循環系統,可從80攝氏度降到40℃,從而延長離合器的使用壽命。
3、離合器使用和保養
離合器的損壞往往是因為不正確使用和保養造成的。如鞍鋼某分廠攻絲機上使用的離合器,離合器在同樣的變速箱工作,有的工作壽命3-5年,而有的一個月中離合器中摩擦片即報廢。查其原因,大多是變速箱中油不清潔,含有導電介質-如切屑。由于電磁吸力把變速箱中所有導電顆粒吸入到離合器摩擦片中,這些硬質點不能使摩擦片緊密結合,且劃傷其表面,而使摩擦片損壞。
為此,裝配后要仔細清洗機件,試車8小時后,再次更換干凈潤滑油。并應每月更換一次潤滑油。
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