星型摩擦離合器的設(shè)計

李德軍 張橫云

（四川科技職工大學，四川 成都 610101）

1 背景技術(shù)

摩擦離合器是通過主、從動組件之間的摩擦力來傳遞旋轉(zhuǎn)運動的動力和轉(zhuǎn)矩，在運動中接合和分離方便，有過載保護性能。摩擦離合器按其結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為圓盤式、圓錐式、塊式和帶式等類型，其中最常用的是圓盤式摩擦離合器，而根據(jù)摩擦面的數(shù)量不同，圓盤式摩擦離合器又分為單盤式和多盤式。目前單片式和多片式摩擦離合器都存在一定的不足，例如，離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，只能在低轉(zhuǎn)矩的場合下使用；離合器圓盤的徑向尺寸較大，從而使離合器體積都較大，在某些空間比較狹小的地方應用很不方便。

2 星型摩擦離合器的工作原理

星型摩擦離合器，包括相互連接的主動機構(gòu)和從動機構(gòu)；主動機構(gòu)包括傳動軸，與傳動軸連接的齒輪系，以及與齒輪系輸出端連接的花鍵軸；從動機構(gòu)包括齒輪定位圓盤、靜摩擦片以及壓緊操縱機構(gòu)，如圖1所示。

圖1

傳動軸上通過方鍵固定一個大齒輪，大齒輪周圍嚙合16個呈星型排列的小齒輪，相鄰兩個小齒輪之間有間隙，不發(fā)生干涉。16個小齒輪由定位圓盤確定其位置，在小齒輪一端的花鍵軸上交替疊放有36層帶有花鍵孔的動摩擦圓片（一共576片）和帶有圓孔的靜摩擦片，在最后一層摩擦片上面安裝一個離合器壓板，離合器壓板上有16個圓孔，小齒輪的花鍵軸穿過圓孔使離合器壓板壓在摩擦片上，而不會影響小齒輪花鍵軸的旋轉(zhuǎn)，在小齒輪花鍵軸的末端套上彈簧，在彈簧的末端壓上彈簧壓板，在彈簧壓板上有16個彈簧定位盲孔，使彈簧壓住離合器壓板，離合器壓板壓緊摩擦片。在離合器壓板上裝有兩個提升桿，提升桿穿過彈簧壓板露于離合器外面。以上部件都安裝在一個圓筒內(nèi)，圓筒一端安裝蓋板，另一端安裝彈簧壓板。

當提升桿被提起時，離合器壓板與摩擦片分離，這時動摩擦片和靜摩擦片之間沒有摩擦力，傳動軸帶動大齒輪旋轉(zhuǎn)，大齒輪帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪帶動動摩擦圓片旋轉(zhuǎn)，由于動摩擦片和靜摩擦片之間處于分離狀態(tài)，實現(xiàn)了離合器的分離操作，當提升桿被放下時，由于彈簧的壓力作用使離合器壓板壓緊摩擦片，在動摩擦片與靜摩擦片之間產(chǎn)生一定的摩擦力，使離合器的主動機構(gòu)與從動機構(gòu)處于結(jié)合狀態(tài)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的輸出。

星型摩擦離合器采用的大齒輪與小齒輪的轉(zhuǎn)速比為1:6，在大齒輪的周圍分布有16個小齒輪，從而實現(xiàn)了把大齒輪上的轉(zhuǎn)矩平均分配到16個小齒輪上，每個小齒輪的花鍵軸上穿有36個動摩擦圓片，這樣實現(xiàn)了每個小齒輪上的摩擦力矩分配到36個動摩擦圓片上，所以在摩擦片上施加較小的摩擦力，就可以輸出非常大的轉(zhuǎn)矩。

星型摩擦離合器已經(jīng)成功應用在礦用單體螺旋支柱上，實現(xiàn)了施加1500N的壓力產(chǎn)生1200N.M轉(zhuǎn)矩，并且取得了很好的效果。實物如右圖所示。礦用單體螺旋支柱是一種煤礦井下的頂板支護設(shè)備，是通過星型摩擦離合器來控制不自鎖螺桿的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)支柱的工作阻力和過載保護功能，當頂板的壓力在螺桿上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩低于離合器的輸出轉(zhuǎn)矩時，支柱處于正常工作狀態(tài)，當大于輸出轉(zhuǎn)矩時，離合器的中間螺桿開始旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)過載保護的功能。

圖2

結(jié)語

星型摩擦離合器采用了多個小齒輪在大齒輪周圍呈星型嚙合分布排列，而且利用了多層動摩擦圓片和靜摩擦片間隔疊放增加接合時的摩擦力，并且能夠根據(jù)實際需要來設(shè)計小齒輪的數(shù)量以及動摩擦圓片和靜摩擦片的層數(shù)，從而滿足多種不同的需求。

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