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滚柱型电磁离合器

阅读:203发布:2022-05-28

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1、离合器是通过输入动入圆盘,输出动圆盘,穿行器完成传递发动机扭柜。用电磁分离器来保证 发动机与传动系统平稳。可靠地接合和暂时而彻底地分离。
2、总体结构:(1)输入机构(2)输出机构(3)过渡保障机构(4)操纵系统。
2.1.1输入机构作用及结构原件。传递发动机不同变化速度不同扭矩
2.1.2结构原件。输入动力圆盘。(花键套内凹式,花键轴外凸式)前端盖。挡油垫圈橡胶环型圈, 滚珠轴承,上半圆外壳,下半圆外壳,防磁套。
2.2.1输出机构作用及结构原件,将输入动力圆盘不同速度变化扭矩传递给传动机构。
2.2.2结构原件,输出动力圆盘(花键套为内凹式,花键轴外凸式)中心轴滚珠轴承,尾端滚珠轴承, 防油垫圈,橡胶密封圈,后端盖及螺栓,通气空芯螺柱
2.3.1过渡保障机构作用及结构原件。
保证离合器各种速度扭矩传递和彻底分离。
2.3.2过渡保障机构结构原件,穿行器,电磁分离器。
电磁分离器按磁场线圈位置可分为内置式和外置式(介绍一种外置式操纵控制器)。
2.4操纵系统有设制电源开关变速器变速轩、继电器或其它开关型电子原件,电子显示原件。
3、滚柱型电磁式离合器特点及用途
3.1前端轴承,中间轴承及后轴轴承的设制,使离合器能以一个中心线旋转,离合器所有机件平稳可 靠运行,机件间隙不会因旋转间隙产生变动,影响正常工作。
3.2是一种轴与轴间的离合器,可分几个类型,按输入动力圆盘和输出动力圆盘花键轴与花键套可分 为,两花套式,两花键轴式,花键轴与套组合式。
3.3用齿轮配合,可以不同度,不同距离分设几个离合器同时工作或选择几个工作,几个不工作方 式,多角度不同距离多个轴同时工作。也可以选择几个轴工作,几个轴不工作的方式。可以同控与摇控。
4、滚柱型电磁式离合器工作过程。
4.1当驾驶员握住变速箱变速杆时也接通了继电器线圈电源,继电器开始工作,电磁线圈接通电源产 生电磁力,压缩弹簧使活动芯向固定铁芯移动,穿行器在弹簧作用下退出输出动力圆盘方孔,使输入 动力圆盘和输出动力圆盘彻底分开,离合器没有动力输出。
4.2当驾驶员完成变速箱挡位变化,手离开变速杆时,断开继电器线圈电源,电磁线圈的电源也被切 断,使电磁力消失,弹簧压力回复,推出连接杆使移动铁芯移开固定铁芯,中间盘压缩穿行器弹簧,使 方形头嵌入输出动力圆盘方孔,使输入动力圆盘和输出动力圆盘结成一体,将发动机不同速度扭矩传递 给传动系统。
5、原件分体结构叙述
5.1前端盖为圆型铝合金结构,用多个螺丝孔使整个离合器和发动机输出端固定,用外圆凸边嵌入发 动机外壳,有镶嵌滚珠轴承外圆和挡润滑油衬垫及防油圆型橡胶圈,三角形3个活动铁芯后端弹簧室。 固定磁场线圈半月形卡子螺栓孔,薄铝合金衬套包在线圈外层防止漏磁,影响离合器正常工作。
5.2输入动力盘承接发动机不同转速扭矩。为节约材料盘可用HT20-40优质灰铸铁,轴用材料(资 料介绍)一般用30铬、40铬、50铬热处理后花键轴与套硬度不超过RC40-50,轴与盘作米字凹凸 插入式点焊接,或用高强度粘合剂粘结,以保证结构刚度和结构强度,圆盘上用支撑筋接连接三角形3 个独立的圆和轴连接,在圆中心有一个圆孔,背面有一个长方孔和正面圆孔在一个中心线上,圆孔与长 方孔。
5.3输出动力圆盘和输入动力圆盘,电磁离合装置穿行器配合将发动机不同转速不同扭矩传递给其 它系统,并在需要时可以随意使不同转速的不同扭矩传递停止,圆盘和中心轴用HT20-40灰铸铁,轴与 圆盘作米字凹凸插入式点焊或用高强度粘合剂粘结,保证结构强度与刚度,轴用30铬、40铬、45铬钢 热处理后花键轴与套硬度不超过RC40-50。
5.4后轴承防油挡圈后端盖都加橡胶密封圈,磁场线圈半月卡子用磁阻大的金属或在线圈和半月卡的 端面上加一层薄铝垫防止漏磁,如果线圈是三组卡子也是3组。常用材料性能不低于HT20-40优质灰铸 铁。
5.5离合器上半圆外壳和下半圆处壳,离合器所有零部件都安装在外壳内,要求拆装方便,工作可靠, 运转零件运转正常,为保证一定结构刚度和强度,选用材料不低于HT20-40灰铸铁,最小壁厚大于7- 10毫米接口壁厚5-7毫米,下壳有个凸出处壳的条形代有螺孔,这结构一般一个或几个,为离合器长或 体积大,螺孔和发动机外壳加固而设置。
5.6通电线圈内外接线螺栓它和外壳有绝缘套和上下绝缘垫防止电源线圈接头和金属外壳打铁,造成 短路。(为当今各种车辆输电方式是单线制,另一个线为打铁)
通气螺栓因为各种车辆和运用发动机为动力的机械工作环境比较复杂,又加上通电线圈需要冷却, 我们从空气滤清器引入清洁空气达到冷却,运转机件在正常温度可靠平稳工作。
5.7外套是一个圆桶型在端面代有两个安装时用的小方口,外圆带有梯型粗螺纹弹簧座配合调整弹簧 压力,弹簧座双孔为调整用和空气平衡孔。
5.8电磁线圈通电产生电磁力,使固定钢铁芯产生足够的磁力,吸动活动硅钢铁芯压缩弹簧,使连 接在活动硅钢铁芯上的组合板后退,(因为固定硅钢铁芯与活动硅钢铁芯之间的空间距离为零)穿行器在 弹簧产生弹力作用下后退离开输出动圆盘方孔,回到输入动力圆盘的方孔内。使输入动力圆盘输出动力 圆盘分离,只是发动机的传速反映在输入动力圆盘上,如果电磁线圈的电源被切断,被压缩的弹簧回复 弹力,通过连接中心杆推出活动硅钢铁芯(使固定硅钢铁芯出现保留空间)使连接的组合板也随着推出 压缩穿行器弹簧,穿行器前进方型头嵌入输出动力圆盘方孔中一半,另一半留在输入动力圆盘的方孔中, 使发动机的不同速度的扭矩传递给需要动力的系统。
为防止线圈产生漏磁除绝缘外套还加入一个簿铝外套,活动硅钢铁芯和组合板的斜面连接用高强度 粘合剂粘牢,保证结构强度和结构刚度。调整间隙垫圈小孔和螺母,是调整活动硅钢铁芯和固定硅钢铁 芯之间间隙大小,调整垫圈和螺母都是通过中心杆连接的。
5.8.1概述电磁线卷工作情况的计算公式。
1971年6月北京第一版机械工业出版社高低压电器设计手册第二章常用计算公式:
1、电流的热效应:Q=0.24I2rt
式中Q-热量(卡)I-电流(安)r-电阻(欧)t-时间(秒)
2、电流对平行导体的电动力效应
F = 2.04 × 10 - 8 I 1 I 2 a
式中F-作用于1厘米长导体上的力(公斤),I1I2两导体中的电流(安),a两导体中心间距(厘米)
3、直流电磁铁的吸力
P = SB 2 8 π × 981 × 10 - 3 = 4.065 SB 2 . 10 - 3
式中P-吸力(公斤)S-磁铁截面积(厘米2)B-磁感(高斯)
4、电阻按温度的换算
r 2 = r 1 1 + at 2 1 + at 1
式中r2-温度t2时电阻值r1-温度t1时的电阻值,a-电阻温度系数(20℃)
5、电磁感应定律(正弦波磁场) E=4.44fwφ10-8
式中E-外加电动势(伏特),f-频率(赫),w-线圈数,φ-磁通(麦克斯韦)
5.8.2概述弹簧工作条件的材料。(内燃机理论与设计下册,机械工业出版社同版,1977年7月北京 第一版面258页)
弹簧在高转速中除承受压力和惯性力外还在不同转速承当附加负荷,要求以小的结构布置空间,觉 短小的结构完成复杂的应力状态。要求弹性极限和疲劳强度高一些材料,保证使用寿命和使用安全可靠。
选用弹簧材料,如上所述65Mn,60SiaA,50CrVA等冷拔弹簧钢丝制造,经淬火和低温回火 到硬度为HRC43-48,扭转屈服极限CS=60-100公斤/毫米2,扭转疲劳极限C-1=40-60/毫米2。钢丝表面 磨光,抛光喷丸处理。此外,弹簧表面经镀锌、发蓝、煮黑等防锈处理,防止弹簧在使用中锈 蚀疲劳损坏。离合器最好用锥型弹簧。
5.8.3弹簧结构参数思考
平均直径Dn为输入动力圆盘直径D(0.20-0.25)(注意直径要小于空行器方型头部0.3-0.5毫米) 弹簧圈与圈之间应有0.5-1.0毫米间隙。锥型小端直径为穿行器轩部应有0.5-1.0毫米间隙。
自由节距
fnmax-弹簧自由状态到全开最大压缩量
fnmax=(1.6-2)H           H-弹簧最大升程
弹簧丝直径dn根据所要求的最大弹簧力Pmnax以强度条件进行计算:
d n = 1.45 P n max D n [ τ ] 3 [τ]弹簧丝许用剪切应力,根据材料,工艺不同可取得35-60公斤/毫米2
算出的弹簧钢丝直径an必须圆正符合国产弹簧钢规格。一般单弹簧an=3~5毫米,用双弹簧时则为 3~4毫米(外弹簧)和2-3.5(内弹簧)毫米,穿行器弹簧用下限2毫米,移动磁弹簧用上限3.5毫米。
弹簧的有效圈数ie与弹簧刚度cn既弹簧的变形能力有直接关系。
i e = Gd n 4 f n max 8 p nma D n 3 = Gd n 4 8 C n D n 4
式中G-弹簧钢丝的剪切弹性模数,一般弹簧钢丝G=8000~8300公斤/毫米2
弹簧两端一般有270°以上磨平起支撑作用,支承圈端头应修成圆角,端头厚度不小于钢丝直径的 15%,同时为保证因磨平而被削弱的端圈强度,后者必须有第二圈贴紧支持,其间隙不大于工作节距 的5%。由于在弹簧的两端有弹簧被压缩时不变形的死圈(锥型弹簧最好能全部压缩在死圈里),因此 弹簧的总圈数多于有效圈数。
总圈数iz=ie+(1.5~2.5)一般有效圈数ie=5~7
总圈数iz=7~9
5.9穿行器带有条筋的方形头部,圆形杆身,大于杆身圆后尾部,头、尾沿中心线分为两半,方头部 有双V对口圆滚柱,尾部有双V对口圆滚柱,杆身有一个两片的缩小圆直径的弹簧座,弹簧后座和两片 为一体的脚原件组成。穿行器尾部圆大于杆身圆,尾部圆仍然是两个半圆组成尾部安装双V对口圆滚 柱,滚柱圆稍大于圆平面。
方形头部为两片,各片都有一个凸出方块和挖空的方块扣合在一起,两块外部有外形筋,主要是减 小磨擦和散去磨擦生产热量,方头部有双V对口滚柱。外圆大于方头部平面,头部尾部设制的双V对口 圆滚柱。保证了离合器在随发动机旋转运动中离合过程中平稳、无磨擦、无噪音的可靠工作。加入条形 弹簧在方形头嵌入的槽内,必要时加入锁定构件。
因为尾部圆直径大于杆身圆直径用一个两半圆弹簧座补足两个不同圆直径,中心的条轨减小穿行器 前进后退磨擦阻力。
穿行器及双V对口圆滚柱的材料,我们选用活塞往复式内燃机进气门材料。一般用40CT、35CTM、 38CrSi、42Mn2V等合金钢制造调质热处理后硬度为HRC30-40。双V对口圆滚柱调质热处理后要求硬 度不低于HRC48,淬火层深度不小于3毫米。
5.9.1穿型器方型头部截面几何及力学特性想法,叙述摘自机械设计手册上册(1969年北京第一版)。
长方形长为b,宽为a,
面积F=ab  惯性矩 J x = ab 3 12 - - J y = a 3 b 12
截面积模数 w = j e - - W x = ab 2 6 - - W y = a 2 b 6
重心S到相应边距离e e x = b 2 - - e y = a 2
受冲击载荷梁的计算公式
P-冲击载荷(公斤)(可以是发动机最大扭矩),E-弹性模数(公斤/厘米2),J-截面轴惯性矩(厘 米4),W-截面模数(厘米2),h-冲击高度(厘米),i-长度(厘米)。
最大冲击应力(公斤/厘米2)σmax
σ max = pi w · y max y
最大冲击挠度(厘米) y = ( 1 + 1 + 2 n y ) y - - σ max = pi w
5.10防磁圆铝套内凸凹结构,既冷却电磁线圈通电时的多余热量,又防止漏磁造成轴磁化形成不必 要故障。
前端轴承挡油圈它有圈形橡胶密封圈防止润滑油窜出。中心轴挡油套防止润滑油过多进入输入输出 动力圆盘。选用材料不低于HT20-40灰铸铁。
5.11滚柱型电磁离合器手动原件及工作过程
5.11.1手动原件结构
代有U型开口槽的中间盘,发动机用启动机一样的分离×子活动固定在离合器外壳上。×子一端半 圆卡在中间盘U型开口槽子里,伸出外壳杆上连接现代摩托车用供油,制动、离合器操纵用钢丝拉线等 组成。
5.11.2手动操纵过程
当拉紧钢丝芯线时,因芯线固定在分离×子上端分离×子移动中间盘压缩活动铁芯弹簧,穿行器在 本身弹簧的弹力作用下使方型头后退离开输出动力盘方孔,使之输入动力圆盘和输出动力圆盘分离。
当松开钢丝芯线时,分离×子和中间盘被压缩活动铁芯弹簧压力作用弹回压缩穿行器弹簧,使方型 头前进进入输出动力圆盘方孔内,使之输入动力圆盘和输出动力圆盘结为一体将发动机扭矩传递给其它 机械作功。
5.11.3设制手动操纵的作用
(1)当电动出现故障时作应急备用;(2)大型热流涡轮机不同功率需要时控制压气机
典型活塞材料的物理机械性能   合金   种类   比重γ   (克/厘   米3)  导热率γ  (卡/厘  米·秒·℃) 线膨胀 系数β (×106/℃)   相对   磨损   弹性模数E   (公斤/毫米2)   布氏硬度(HB)   抗拉极限ab (公斤/毫米2)         延伸率δ                   (%) 弯曲疲劳极限 σ-1(公斤/毫米2)   灰铸铁   7.3  0.12 11   0.6   10500  200 200  170     22     20     0.1     0.1     9.5     8.5
最近出现一种新的成型方法,称为液态模锻法。这种方法就是向浇入铸型中的金属液,在其液态或 半液态情况下施加压力,一直保持到铸件凝固终了。它是一种介入铸造锻造之间的方法,不需要复杂 的锻造设备,也不需要复杂的压铸设备,可以去除铸造缺陷,改善机械性能,扩大合金成分的使用范围。 《内燃机理论与设计》(下册)吉林工业大学内燃机教研室主编。
6.操控器
6.1操控器也称操作控制器,它是滚柱型电磁离合器电磁外置的一种类型,它可以用电磁、气压、液 压、人工实施滚柱型电磁离合器在各种环境,各种不同转速的不同扭矩可靠暂时分离和结合,使主机动 力可靠的输出和灵活可靠的暂时分离。
6.2操控器的结构,(1)动力机构,(2)传动机构,(3)过度保障机构(4)手动操作机构
6.3.工作原理及具体工作过程(1)电磁、液压、气压工作过程,(2)人工操作工作过程
6.3.1工作原理是以电磁、液压、气压拉动中心活动杆,使连接活动杆的齿条前进和后退,通过齿轮 的旋转,使另一个活动齿杆前进和后退传递动力的(后退是依靠离合器弹力)。
6.3.2用人工拉动中心活动齿杆,使连接活动齿杆上的齿条前进和后退,通过齿轮旋转,使另一侧齿 条前进和后退使连接的过渡保障机构工作,使离合器可靠,灵活在不同扭矩不同速度分与合,传递发动 机动力拖带其它动力负荷做功。
6.3.3用电通过线圈产生电磁力,使固定铁芯磁化产生电磁力,吸动活动杆的电磁铁,促使活动杆移 动,活动杆上的齿条带动齿轮旋转,使另一侧齿杆齿条也随之前进和后退,通过过渡保障机构,使离合 器可靠灵活的离与合传递不同速度、不同扭矩带动其他机械做功。
6.4用途与特点
6.4.1主要为离合器综合性能而设置的,它可以随主机输出动力大小和体积都适应而设计的,也可以 一个或二个、三个共同组合工作。
6.4.2根据使用材料和润滑剂不同,可适应多领域、多场合使用,如陶瓷作原料以滑石粉或石墨为润 滑剂,可用于电力或超低温特殊场合。
6.4.3可以几个连动机构,有顺序、有规律的运作(给车辆操作部分成为自动化提供依据)
结构简单,使用广泛,控制介质多运动摩擦阻力小,定位简单多方向,运行可靠,控制方法多,可 以遥控。
6.5组合结构叙述
6.5.1外壳分上盖和下壳组成,所有传动机件都安装在外壳内,并负责传动构件的定位,润滑、密封 润滑油不泄露,使传动构件有规律、稳定,可靠灵活的运动,并有和其它构件牢固地配合,可以用铸造 和轻质合金液锻成型。
6.5.2所有传动构件都安装在下壳里,为了和其它组合构件可靠固定,有圆形定位钉和螺栓配合,牢 固可靠的组成一体。形体复杂,体积小,加工面多,要求有精密的公差与配合,定位轨道要保证必要的 结构强度和刚度,需要工艺处理和必要的光洁度和精密位差,齿杆出口加入密封圈防止润滑剂泄露,造 成机件工作不正常和受损,螺母不但要旋紧,中间口径要和齿杆之间的间隙要适当。
用铸铁和轻质合金,增加上下轨道厚度以保证结构刚度与强度,用液锻方法成型。
6.6传动构件,它用前进和后退的功能来控制其它构件做功。它的结构在杆部齿条两端各有一个双V 型对口圆滚柱,端部有一个圆T型头,齿条和圆形齿轮啮合,圆齿轮带动另一个齿条杆,而这个齿条杆 在齿条两端仍有一个双V型对口圆滚柱。
6.7如果园T型头和动力连接部位都软连接,同齿轮的不同齿型配合,可以使操控器形成输入和输出 形成任意方向与角度结构,以适应各种实用需求。
6.8为使位差精密双V型对口圆滚柱的V型外园边部可做成W型结构,这样外壳行进槽也成倒V型 槽结构。
6.9过渡构件组合,结构过渡保障构件,是为了离合器在各负荷不同转速和不同扭矩,都保证可靠、 灵活地离与合的过渡保障,它有×子,离合圆盘、中间盘组成。
6.9.1×子上端连接传动构件的圆T型头,连接处的槽要有一段长度和高度,槽段的距离是离合器的 离合工作距离,槽段距离要大于离合距离,并保证圆T型头在槽内滑动灵活可靠。
6.9.2×子下端有活动圆轴套半月形分别放置在分离圆盘两侧,分离圆盘有成三角形的三组滚珠轴 承,选用时,注意轴承每分钟极限转速,容许静负荷并注重工作能力系数,必要时用特轻系列,两个轴 承同在一轴上保证工作能力系数和使用寿命。用两个圆盘三角形铆接或其它形式组成一体。轴承保证流 动润滑,流动润滑可散去多余热量,保证正常工作。
6.9.3中间盘外平面是离合器圆盘轴承滚动工作面,要求平正光洁度要好,内平面与穿行器脚部锁定, 用卡簧或其它方式连接,可以用铸钢或普通钢件。
6.10动力构件与手工操作构件
6.10.1动力构件,电磁、气压、液压,单一组成或综合组成,根据实用环境不同,实用需要选定, 它是以当代活塞往复式内燃机启动达开关为理想而构思的。外形为圆形,内部结构有所改变,由于和 传动机构软连接,可以实施两机构任意角度的不同位置,给设计人员设计与位置都增加了随意性。
6.10.2动力构件有圆外壳,电源引入螺栓,磁场线圈,固定磁极铁芯、杆式移动铁芯,液压气压工 作室,调整固定螺母。
6.10.3手动操纵构件,手动拉动钢丝绳,使绳连接的杆式铁芯移动,同时拉动传动机构和过渡保障 机构,使离合器人为的分离,当人为的松开钢绞绳,绳在外钢甲和离合器本身弹力作用下,使离合器输 入动力和输出动力合为一体,带动其它机械做功。
6.10.4调整螺母固定钢绞绳的外钢甲和调整芯线的松紧度,使杆式移动铁芯尾段与绳芯线有一定距 离,使芯线自由滑动一段距离,不同机型这个距离也不同,但是这个距离是必须具备的,不然会使离合 器工作不正常。

说明书全文

1、离合器是通过输入动入圆盘,输出动圆盘,穿行器完成传递发动机扭柜。用电磁分离器来保证 发动机与传动系统平稳。可靠地接合和暂时而彻底地分离(图1)

2、总体结构:(1)输入机构(2)输出机构(3)过渡保障机构(4)操纵系统。(图2)(图3)

2.1.1输入机构作用及结构原件。传递发动机不同变化速度不同扭矩

2.1.2结构原件。输入动力圆盘。(花键套内凹式,花键轴外凸式)前端盖。挡油垫圈橡胶环型圈, 滚珠轴承,上半圆外壳,下半圆外壳,防磁套。

2.2.1输出机构作用及结构原件,将输入动力圆盘不同速度变化扭矩传递给传动机构。

2.2.2结构原件,输出动力圆盘(花键套为内凹式,花键轴外凸式)中心轴滚珠轴承,尾端滚珠轴承, 防油垫圈,橡胶密封圈,后端盖及螺栓,通气空芯螺柱

2.3.1过渡保障机构作用及结构原件。

保证离合器各种速度扭矩传递和彻底分离。

2.3.2过渡保障机构结构原件,穿行器,电磁分离器。

电磁分离器按磁场线圈位置可分为内置式和外置式(介绍一种外置式操纵控制器)。

2.4操纵系统有设制电源开关变速器变速轩、继电器或其它开关型电子原件,电子显示原件。

    15 方形孔     31 止位垫圈     14 穿行器杆身     30 输出圆盘中心轴     45 定位环固定螺丝     13 穿行器弹簧     29 中心滚珠轴承     44 端盖防油垫圈     12 空行器弹簧座     28 中心轴承防油套     43 输入圆盘花键     11 穿行器销脚     27 输出圆盘连接筋     42 轴承泄油孔   10、18 双V对口滚柱     26 下半圆外壳     41 前端滚珠轴承     9 防磁铝套     25 后端防油垫圈     40 防油垫圈     8 移动芯     24 橡胶密封圈     39 橡胶防油垫圈     7 铁芯连接螺杆     23 轴承盖固定螺栓     38 外套     6 固定铁芯     22 后滚珠轴承     37 弹簧     5 电磁线圈     21 后轴承盖     36 弹簧压力调整螺母     4 电源连接螺栓     20 输出动力圆盘     35 紧螺母     3 通气窗     19 通气空芯螺柱     34 间隙调整螺母     2 上半圆外壳     17 穿行器头部条轨     33 定位环连接筋     1 前端盖     16 穿行器方形头部     32 线圈半圆定位环     图号 名称 滚柱型电磁式离合器剖面图

3、滚柱型电磁式离合器特点及用途

3.1前端轴承,中间轴承及后轴轴承的设制,使离合器能以一个中心线旋转,离合器所有机件平稳可 靠运行,机件间隙不会因旋转间隙产生变动,影响正常工作。

3.2是一种轴与轴间的离合器,可分几个类型,按输入动力圆盘和输出动力圆盘花键轴与花键套可分 为,两花套式,两花键轴式,花键轴与套组合式。

3.3用齿轮配合,可以不同度,不同距离分设几个离合器同时工作或选择几个工作,几个不工作方 式,多角度不同距离多个轴同时工作。也可以选择几个轴工作,几个轴不工作的方式。可以同控与摇控。

4、滚柱型电磁式离合器工作过程。

4.1当驾驶员握住变速箱变速杆时也接通了继电器线圈电源,继电器开始工作,电磁线圈接通电源产 生电磁力,压缩弹簧使活动铁芯向固定铁芯移动,穿行器在弹簧作用下退出输出动力圆盘方孔,使输入 动力圆盘和输出动力圆盘彻底分开,离合器没有动力输出。(图4)

4.2当驾驶员完成变速箱挡位变化,手离开变速杆时,断开继电器线圈电源,电磁线圈的电源也被切 断,使电磁力消失,弹簧压力回复,推出连接杆使移动铁芯移开固定铁芯,中间盘压缩穿行器弹簧,使 方形头嵌入输出动力圆盘方孔,使输入动力圆盘和输出动力圆盘结成一体,将发动机不同速度扭矩传递 给传动系统。(图5)

5、原件分体结构叙述

5.1前端盖(图6)为圆型铝合金结构,用8个螺丝孔使整个离合器和发动机输出端固定,用外圆凸 边嵌入发动机外壳,有镶嵌滚珠轴承外圆和挡润滑油衬垫及防油圆型橡胶圈,三角形3个活动铁芯后端 弹簧室。固定磁场线圈半月形卡子螺栓孔,薄铝合金衬套包在线圈外层防止漏磁,影响离合器正常工作。

5.2输入动力盘(图7)承接发动机不同转速扭矩。为节约材料盘可用HT20-40优质灰铸铁,轴用 材料(资料介绍)一般用30铬、40铬、50铬热处理后花键轴与套硬度不超过RC40-50,轴与盘作 米字凹凸插入式点焊接,或用高强度粘合剂粘结,以保证结构刚度和结构强度,圆盘上用支撑筋接连接 三角形3个独立的圆和轴连接,在圆中心有一个圆孔,背面有一个长方孔和正面圆孔在一个中心线上, 圆孔与长方孔见(图7)

5.3输出动力圆盘(图8)和输入动力圆盘,电磁离合装置穿行器配合将发动机不同转速不同扭矩传 递给其它系统,并在需要时可以随意使不同转速的不同扭矩传递停止,圆盘和中心轴用HT20-40灰铸铁, 轴与圆盘作米字凹凸插入式点焊或用高强度粘合剂粘结,保证结构强度与刚度,轴用30铬、40铬、45 铬钢热处理后花键轴与套硬度不超过RC40-50。

5.4后轴承防油挡圈(图9)后端盖(图14)都加橡胶密封圈,磁场线圈半月卡子(图15)在线圈和 半月卡的端面上加一层薄铝垫防止漏磁,如果线圈是三组卡子也是3组。常用材料性能不低于HT20-40 优质灰铸铁。

5.5离合器上半圆外壳(图10)和下半圆处壳(图11)离合器所有零部件都安装在外壳内,要求拆 装方便,工作可靠,运转零件运转正常,为保证一定结构刚度和强度,选用材料不低于HT20-40灰铸铁, 最小壁厚大于7-10毫米接口壁厚5-7毫米,下壳有个凸出处壳的条形代有螺孔,这结构一般一个或几 个,为离合器长或体积大,螺孔和发动机外壳加固而设置。

5.6通电线圈内外接线螺栓(图12)它和外壳有绝缘套和上下绝缘垫防止电源和线圈接头和金属外壳 打铁,造成短路。(图为当今各种车辆输电方式是单线制,另一个线为打铁)

通气螺栓(图13)因为各种车辆和运用发动机为动力的机械工作环境比较复杂,又加上通电线圈需 要冷却,我们从空气滤清器引入清洁空气达到冷却,运转机件在正常温度可靠平稳工作。

5.7外套(图16)是一个圆桶型在端面代有两个安装时用的小方口,外圆带有梯型粗螺纹弹簧座(图 17)配合调整(图18)弹簧压力,弹簧座双孔为调整用和空气平衡孔。

5.8电磁线圈(图21)通电产生电磁力(图20)固定钢铁芯产生足够的磁力吸动活动硅钢铁芯(图 19)压缩弹簧(图18)使连接在活动硅钢铁芯上的组合板(图22)后退,(因为固定硅钢铁芯与活动硅 钢铁芯之间的空间距离为零)穿行器(图26)在弹簧产生涨力作用下后退离开输出动圆盘方孔,回到输 入动力圆盘的方孔内。使输入动力圆盘输出动力圆盘分离,只是发动机的传速反映在输入动力圆盘上, 如果电磁线圈的电源被切断,被压缩的弹簧(图18)回复涨力,通过连接中心轩(图23)推出活动硅钢 铁芯(使和固定硅钢铁芯出现保留空间)使连接的组合板也随着推出压缩穿行器弹簧,穿行器前进方型 头嵌入输出动力圆盘方孔中一半另一半留在输入动力圆盘的方孔中,使发动机的不同速度的扭矩传递给 需要动力的系统。

为防止线圈产生漏磁除绝缘外套还加入一个簿铝外套,活动硅钢铁芯(图19)和组合板(图22)的 斜面连接用高强度粘合剂粘牢,保证结构强度和结构刚度。调整间隙垫圈(图24)小孔和(图25)螺母, 是调整活动硅钢铁芯和固定硅钢铁芯之间间隙大小,调整垫圈和螺母都是通过中心杆(图23)连接的。

5.8.1概述电磁线卷工作情况的计算公式。

1971年6月北京第一版机械工业出版社高低压电器设计手册第二章常用计算公式:

1、电流的热效应:Q=0.24I2rt

式中Q—热量(卡) I—电流(安)  r—电阻(欧) t—时间(秒)

2、电流对平行导体的电动力效应

F = 2.04 × 1 0 - 8 I 1 I 2 a

式中F—作用于1厘米长导体上的力(公斤),I1I2两导体中的电流(安),α两导体中心间距(厘米)

3、直流电磁铁的吸力

P = S B 2 8 π × 981 × 10 - 3 = 4.065 SB 2 · 1 0 - 3

式中P—吸力(公斤) S—磁铁截面积(厘米2) B—磁感(高斯)

4、电阻按温度的换算

r 2 = r 1 1 + at 2 1 + a t 1

式中r2—温度 t2时电阻值 r1—温度 t1时的电阻值,α—电阻温度系数(20℃)

5、电磁感应定律(正弦波磁场)

E=4.44fwΦ10-8

式中E—外加电动势(伏特),f—频率(赫),w—线圈数,φ—磁通(麦克斯韦)

5.8.2概述弹簧工作条件的材料。(内燃机理论与设计下册,机械工业出版社同版,1977年7月北京 第一版面258页)

弹簧在高转速中除承受压力和惯性力外还在不同转速承当附加负荷,要求以小的结构布置空间,觉 短小的结构完成复杂的应力状态。要求弹性极限和疲劳强度高一些材料,保证使用寿命和使用安全可靠。

选用弹簧材料,如上所述65Mn,60SiaA,50CrVA等冷拔弹簧钢丝制造,经淬火和低温回火 到硬度为HRC43-48,扭转屈服极限CS=60-100公斤/毫米2,扭转疲劳极限C-1=40-60/毫米2。钢丝表面 磨光,抛光喷丸处理。此外,弹簧表面经镀锌、发蓝、煮黑等防锈处理,防止弹簧在使用中锈 蚀疲劳损坏。离合器最好用锥型弹簧。

5.8.3弹簧结构参数思考

平均直径Dn为输入动力圆盘直径D(0.20-0.25)(注意直径要小于空行器方型头部0.3-0.5毫米) 弹簧圈与圈之间应有0.5-1.0毫米间隙。锥型小端直径为穿行器轩部应有0.5-1.0毫米间隙。

自由节距 t = a n + f n max i e + ( 0.5 - 1.0 ) 毫米

fnmax—弹簧自由状态到全开最大压缩量

fnmax=(1.6-2)H     H—弹簧最大升程

弹簧丝直径dn根据所要求的最大弹簧力Pmnax以强度条件进行计算:

d n = 1.45 P n max D N [ τ ] 3 [τ]弹簧丝许用剪切应力,根据材料,工艺不同可取得35-60公斤/毫米2 算出的弹簧钢丝直径αn必须圆正符合国产弹簧钢规格。一般单弹簧αn=3~5毫米,用双弹簧时则为 3~4毫米(外弹簧)和2-3.5(内弹簧)毫米,穿行器弹簧用下限2毫米,移动磁弹簧用上限3.5毫米。

弹簧的有效圈数ie与弹簧刚度cn既弹簧的变形能力有直接关系。

i e = Gd n 4 f n max 8 p nma D n 3 = Gd n 4 8 C n D n 4

式中G—弹簧钢丝的剪切弹性模数,一般弹簧钢丝G=8000~8300公斤/毫米2

弹簧两端一般有270°以上磨平起支撑作用,支承圈端头应修成圆角,端头厚度不小于钢丝直径的 15%,同时为保证因磨平而被削弱的端圈强度,后者必须有第二圈贴紧支持,其间隙不大于工作节距 的5%。由于在弹簧的两端有弹簧被压缩时不变形的死圈(锥型弹簧最好能全部压缩在死圈里),因此 弹簧的总圈数多于有效圈数。

总圈数iz=ie+(1.5~2.5)一般有效圈数ie=5~7

总圈数iz=7~9

5.9穿行器(图26)带有条筋的方形头部,圆形杆身,大于杆身圆后尾部,头、尾沿中心线分为两半, 方头部有2个双V对口圆滚柱,尾部有一个双V对口圆滚柱,杆身有一个两片的缩小圆直径的弹簧座, 弹簧和(图18)一样的结构,弹簧后座(图33)和两片为一体的锁脚原件组成。(图34)

穿行器尾部圆大于杆身圆,尾部圆仍然是两个半圆组成尾部安装双V对口圆滚柱一个,滚柱圆稍大 于圆平面如(图26)。

方形头部是两片各片都有一个凸出方块(图29)和挖空的方块(图32)如(图27)(图31)扣合在 一起,两块外部有外形筋,主要是减小磨擦和散去磨擦生产热量,方头部有双V对口滚柱两个。(图28) 外圆大于方头部平面,头部尾部设制的双V对口圆滚柱。保证了离合器在随发动机旋转运动中离合过程 中平稳、无磨擦、无噪音的可靠工作。它是离合器在旋转离合过渡保障原件。

因为尾部圆直径大于杆身圆直径用一个两半圆弹簧座补足两个不同圆直径(图30),中心的条轨减小 穿行器前进后退磨擦阻力。

穿行器及双V对口圆滚柱的材料,我们选用活塞往复式内燃机进气门材料。一般用40CT、35CTM、 38CrSi、42Mn2V等合金钢制造调质热处理后硬度为HRC30-40。双V对口圆滚柱调质热处理后要求硬 度不低于HRC48,淬火层深度不小于3毫米。

5.9.1穿型器方型头部截面几何及力学特性想法,叙述摘自机械设计手册上册(1969年北京第一版)。 长方形长为b,宽为a,

面积F=ab     惯性矩 J x = ab 3 12 , J y = a 3 b 12

截面积模数 w = j e , W x = a b 2 6 , W y = a 2 b 6

重心S到相应边距离e e x = b 2 , e y = a 2

受冲击载荷梁的计算公式

P—冲击载荷(公斤)(可以是发动机最大扭矩),E—弹性模数(公斤/厘米2),J—截面轴惯性矩(厘 米4),W—截面模数(厘米2),h—冲击高度(厘米),i—长度(厘米)。

最大冲击应力(公斤/厘米2)σmax

σ max = pi w · y max y

最大冲击挠度(厘米) y = ( 1 + 1 + 2 n y ) y , σ max = pi w

5.10防磁圆铝套(图35)套内凸凹结构,既冷却电磁线圈通电时的多余热量,又防止漏磁造成轴磁 化形成的不必要故障。

前端轴承挡油圈(图36)它有圈形橡胶密封圈防止润滑油窜出。中心轴挡油套(图37)防止润滑油 过多进入输入输出动力圆盘。选用材料不低于HT20-40灰铸铁。

5.11滚柱型电磁离合器手动原件及工作过程

5.11.1手动原件结构

代有U型开口槽的中间盘,发动机用启动机一样的分离×子中心活动固定在离合器外壳上。×子一 端半圆卡在中间盘U型开口槽子里,伸出外壳杆上连接现代摩托车用供油,制动、离合器操纵用钢丝拉 线等组成。

5.11.2手动操纵过程

当拉紧钢丝芯线时,因芯线固定在分离×子上端分离×子移动中间盘压缩活动铁芯弹簧,穿行器在 本身弹簧的弹力作用下使方型头后退离开输出动力盘方孔,使之输入动力圆盘和输出动力圆盘分离。

当松开钢丝芯线时,分离×子和中间盘被压缩活动铁芯弹簧压力作用弹回压缩穿行器弹簧,使方型 头前进进入输出动力圆盘方孔内,使之输入动力圆盘和输出动力圆盘结为一体将发动机扭矩传递给其它 机械作功。

5.11.3设制手动操纵的作用

(1)当电动出现故障时作应急备用;(2)大型热流涡轮机不同功率需要时控制压气机。 典型活塞材料的物理机械性能

  合金   种类   比重γ   (克/厘   米3)   导热率γ   (卡/厘 米·秒·℃)   线膨胀   系数β   (×106/℃)     相对     磨损    弹性模数E   (公斤/毫米2)   布氏硬度(HB)   抗拉极限ab   (公斤/毫米2)     延伸率δ       (%)   弯曲疲劳极限   σ-1(公斤/毫米2)   灰铸铁   7.3     0.12     11     0.6     10500 200  200  170  22  20  0.1   0.1   9.5   8.5

最近出现一种新的成型方法,称为液态模锻法。这种方法就是向浇入铸型中的金属液,在其液态或 半液态情况下施加压力,一直保持到铸件凝固终了。它是一种介入铸造锻造之间的方法,不需要复杂 的锻造设备,也不需要复杂的压铸设备,可以去除铸造缺陷,改善机械性能,扩大合金成分的使用范围。 《内燃机理论与设计》(下册)吉林工业大学内燃机教研室主编。

6.操控器

6.1操控器也称操作控制器,它是滚柱型电磁离合器电磁外置的一种类型,它可以用电磁、气压、液 压、人工实施滚柱型电磁离合器在各种环境,各种不同转速的不同扭矩可靠暂时分离和结合,使主机动 力可靠的输出和灵活可靠的暂时分离。(图38)

6.2操控器的结构,(1)动力机构,(2)传动机构,(3)过度保障机构(4)手动操作机构

    8     中心轴     16     活动铁芯     7     轴承     15     电流接入螺柱     6     双V型对口园滚柱     14     固定外壳卡子   22   外钢铠甲固定螺帽     5     轨道     13     外壳固定套   21     固定螺帽     4     园锁柱     12     外壳   20     调整螺栓     3     齿杆园T型头     11     插入式接口   19   液压或气压工作室     2     壳体上盖     10     齿条   18     固定磁极     1     固定螺孔     9     齿轮   17     电磁线圈   图号     名  称     操控器图

6.3.工作原理及具体工作过程(1)电磁、液压、气压工作过程,(2)人工操作工作过程

6.3.1工作原理是以电磁、液压、气压拉动中心活动杆,使连接活动杆的齿条前进和后退,通过齿轮 的旋转,使另一个活动齿杆前进和后退传递动力的(后退是依靠离合器弹力)。

6.3.2用人工拉动中心活动齿杆,使连接活动齿杆上的齿条前进和后退,通过齿轮旋转,使另一侧齿 条前进和后退使连接的过渡保障机构工作,使离合器可靠,灵活在不同扭矩不同速度分与合,传递发动 机动力拖带其它动力负荷做功。

6.3.3用电通过线圈产生电磁力,使固定铁芯磁化产生电磁力,吸动活动杆的电磁铁,促使活动杆移 动,活动杆上的齿条带动齿轮旋转,使另一侧齿杆齿条也随之前进和后退,通过过渡保障机构,使离合 器可靠灵活的离与合传递不同速度、不同扭矩带动其他机械做功。

6.4用途与特点

6.4.1主要为离合器综合性能而设置的,它可以随主机输出动力大小和体积都适应而设计的,也可以 一个或二个、三个共同组合工作。

6.4.2根据使用材料和润滑剂不同,可适应多领域、多场合使用,如陶瓷作原料以滑石粉或石墨为润 滑剂,可用于电力或超低温特殊场合。

6.4.3可以几个连动机构,有顺序、有规律的运作(给车辆操作部分成为自动化提供依据)

结构简单,使用广泛,控制介质多运动摩擦阻力小,定位简单多方向,运行可靠,控制方法多,可 以遥控。

6.5组合结构叙述

6.5.1外壳分上盖和下壳组成,所有传动机件都安装在外壳内,并负责传动构件的定位,润滑、密封 润滑油不泄露,使传动构件有规律、稳定,可靠灵活的运动,并有和其它构件牢固地配合,可以用铸造 和轻质合金液锻成型(图39)。

6.5.2所有传动构件都安装在下壳里,为了和其它组合构件可靠固定,有圆形定位钉和螺栓配合,牢 固可靠的组成一体。形体复杂,体积小,加工面多,要求有精密的公差与配合,定位轨道要保证必要的 结构强度和刚度,需要工艺处理和必要的光洁度和精密位差,齿杆出口加入密封圈防止润滑剂泄露,造 成机件工作不正常和受损,螺母不但要旋紧,中间口径要和齿杆之间的间隙要适当。(图41)

用铸铁和轻质合金,增加上下轨道厚度以保证结构刚度与强度,用液锻方法成型。

6.6传动构件,它用前进和后退的功能来控制其它构件做功。它的结构在杆部齿条两端各有一个双V 型对口圆滚柱,端部有一个圆T型头,齿条和圆形齿轮啮合,圆齿轮带动另一个齿条杆,而这个齿条杆 在齿条两端仍有一个双V型对口圆滚柱。(图40)

6.7如果园T型头和动力连接部位都软连接,同齿轮的不同齿型配合,可以使操控器形成输入和输出 形成任意方向与角度结构,以适应各种实用需求。

6.8为使位差精密双V型对口圆滚柱的V型外园边部可做成W型结构,这样外壳行进槽也成倒V型 槽结构。

6.9过渡构件组合,结构过渡保障构件,是为了离合器在各负荷不同转速和不同扭矩,都保证可靠、 灵活地离与合的过渡保障,它有×子,离合圆盘、中间盘组成。(图42)

    4 ×子轴 7 滚珠轴承 3   1 中间偏心轴     2 ×子 6 中间盘 ×子 圆柱   2 轴套     1 ×子U型槽 5 离合圆盘   3 卡簧   图号 名称     过渡保障组件图

6.9.1×子上端连接传动构件的圆T型头,连接处的槽要有一段长度和高度,槽段的距离是离合器的 离合工作距离,槽段距离要大于离合距离,并保证圆T型头在槽内滑动灵活可靠。

6.9.2×子下端有活动圆轴套半月形分别放置在分离圆盘两侧,分离圆盘有成三角形的三组滚珠轴 承,选用时,注意轴承每分钟极限转速,容许静负荷并注重工作能力系数,必要时用特轻系列,两个轴 承同在一轴上保证工作能力系数和使用寿命。用两个圆盘三角形铆接或其它形式组成一体。轴承保证流 动润滑,流动润滑可散去多余热量,保证正常工作。

6.9.3中间盘外平面是离合器圆盘轴承滚动工作面,要求平正光洁度要好,内平面与穿行器脚部锁定, 用卡簧或其它方式连接,可以用铸钢或普通钢件。

6.10动力构件与手工操作构件

6.10.1动力构件,电磁、气压、液压,单一组成或综合组成,根据实用环境不同,实用需要选定, 它是以当代活塞往复式内燃机启动达开关为理想而构思的。外形为圆形,内部结构有所改变,由于和 传动机构软连接,可以实施两机构任意角度的不同位置,给设计人员设计与位置都增加了随意性。

6.10.2动力构件有圆外壳,电源引入螺栓,磁场线圈,固定磁极铁芯、杆式移动铁芯,液压气压工 作室,调整固定螺母。

6.10.3手动操纵构件,手动拉动钢丝绳,使绳连接的杆式铁芯移动,同时拉动传动机构和过渡保障 机构,使离合器人为的分离,当人为的松开钢绞绳,绳在外钢甲和离合器本身弹力作用下,使离合器输 入动力和输出动力合为一体,带动其它机械做功。

6.10.4调整螺母固定钢绞绳的外钢甲和调整芯线的松紧度,使杆式移动铁芯尾段与绳芯线有一定距 离,使芯线自由滑动一段距离,不同机型这个距离也不同,但是这个距离是必须具备的,不然会使离合 器工作不正常。

1   动力传动图                16  前弹簧室圆筒图        30  穿行器杆身变径垫视图

2   滚柱型电磁式离合器前视图  17  弹簧压力调整螺柱图    31  平面穿行器局部视图

3   滚柱型电磁式离合器剖面图  18  压力弹簧图            32  半面穿行器局部剖视图

4、5动力传动工作图            19  活动铁芯图            33  弹簧座视图

6   前端盖图                  20  固定铁芯图            34  穿行器锁脚视图

7   输入动力圆盘图            21  电磁线圈图            35  铝合金轴套视图

8   输出动力圆盘图            22  活动组合板图          36  前轴承挡油垫圈图

9   后端油封图                23  连接杆图              37  中心轴轴套视图

10  上半圆外壳图              24  间隙调整图            38  操控器图

11  下半圆外壳图              25  固定螺母图            39  操控器上盖图

12  电源接头螺栓图            26  穿行器视图及剖面图    40  操控器传动构件图

13  通空气空芯螺柱图          27  半面穿行器局部剖视图  41  操控器下壳体图

14  后端盖视图                28  双V对口圆滚柱视圆     42  操控器过渡保障系统图

15  线圈半月半圆卡子图        29  半面穿行器局部剖视图

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