CN106481693A - 风机、电机组件及其离心摩擦离合器 - Google Patents

风机、电机组件及其离心摩擦离合器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机、电机组件及其离心摩擦离合器，离心摩擦离合器包括：用于固定在转动轴(11)上的固定件(20)，所述固定件(20)上具有沿其径向设置且贯穿其外周壁的导向槽(29)；设置于所述导向槽(29)内且沿所述导向槽(29)滑动的离心块(24)；负载轮(26)，所述负载轮(26)具有内孔(261)，所述固定件(20)收容于所述内孔(261)内，所述内孔(261)的孔壁与所述固定件(20)的外周壁之间的缝隙小于所述离心块(24)沿其滑动方向的长度。本发明提供的离心摩擦离合器，减小电机启动时的振动从而有效降低了振动噪音，同时也避免了启动失败的情况，有效改善了启动性能。

Description

风机、电机组件及其离心摩擦离合器
技术领域
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。在单相电机启动时，电机启动转矩小，而且波动很大，然而，由于叶轮初始状态下为静止状态，这要求电机具有较大的转动惯量及启动负载转矩。如此容易导致电机启动时振动，严重时甚至会发生电机启动失败的情况。
单相电机带载的启动方法，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，这种结构在转速变化时产生的摩擦力变化不大，不利于启动初始减少转动惯量及启动转矩的负载，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，如何缩小启动过程中转动轴受到的转动惯量及启动转矩的负载，降低电机振动及启动失败的损害，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种离心式离心摩擦离合器，以缩小转动轴受到的转动惯量及启动转矩的负载，改善启动性能。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固定件，所述固定件上具有沿其径向设置且贯穿其外周壁的导向槽；
设置于所述导向槽内且沿所述导向槽滑动的离心块；
负载轮，所述负载轮具有内孔，所述固定件收容于所述内孔内，所述内孔的孔壁与所述固定件的外周壁之间的缝隙小于所述离心块沿其滑动方向的长度。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述固定件包括：
用于紧固在所述转动轴上的定位轴套；
具有所述导向槽的支撑部，所述支撑部具有与所述定位轴套周向定位的连接孔；
与所述定位轴套固定连接，用于轴向定位所述支撑部的第一挡板。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述定位轴套与所述第一挡板为一体式结构。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述定位轴套伸入所述支撑部的连接孔的部分为非圆形结构；
所述连接孔为与所述非圆形结构相配合的非圆形孔。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述定位轴套伸入所述支撑部的连接孔的部分为棱柱形结构。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述支撑部为圆柱结构，所述连接孔与所述支撑部同轴布置；所述负载轮的内孔为与所述支撑部相配合的圆形内孔；
所述离心块朝向所述支撑部外侧的端面为凸弧面。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述凸弧面与所述负载轮的内孔的孔壁直径相同且同轴设置。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述负载轮的内孔为阶梯孔；
所述支撑部位于所述阶梯孔的大直径孔内，所述支撑部远离所述第一挡板的端面与所述阶梯孔的阶梯端面接触。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述负载轮的内孔为圆柱孔；所述支撑部远离所述第一挡板的一端设置有用于固定在所述转动轴上的第二挡板。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述离心块朝向所述支撑部径向内侧的一端设置有弹性垫片。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述固定件为一体式结构。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述负载轮上设置有用于与负载卡接的卡槽。
优选地，上述离心摩擦离合器中，所述导向槽的数量为多个且均匀设置于所述固定件上。
本发明还提供了一种电机组件，包括单相电机，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。
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一侧。
本发明还提供了一种风机，包括叶轮及单相电机组件，所述单相永磁同步电机组件为如上述任一项所述的单相电机组件。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的离心摩擦离合器，在电机启动时，固定件随着转动轴转动，离心块受到导向槽的引导作用向负载轮运动。在转动轴的转速较小时，离心块与固定件共同旋转的同时，离心块受到的离心力很小，因此离心块向负载轮的内孔孔壁施加的压力很小，进而使得离心块与负载轮之间的摩擦力很小；随着转动轴的转速的增加，离心块的离心力显著增加，进而使得离心块与负载轮之间的摩擦力也随之显著增加。通过上述结构，在电机启动时(转动轴的转速较低)，离心块与负载轮之间的摩擦力很小，由于负载轮与叶轮固定连接，电机启动时叶轮处于静止状态，使得离心块与负载轮形成滑动摩擦副，进而使得固定件与负载轮之间相对滑动；在电机的转动轴的转速增加时，离心块的离心力增加，离心块与负载轮之间的摩擦力也增加，离心块与负载轮之间的相对滑动量减小直至二者相对静止，负载轮的转速也逐渐增加至电机的同步速度。本发明提供的离心摩擦离合器，离心块与负载轮之间的摩擦力与转动轴的转速的平方呈正比，在低转速(电机启动)时，固定件与负载轮之间相对滑动，减小了转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，减小电机启动时的振动从而有效降低了振动噪音，同时也避免了电机启动失败的情况，有效改善了启动性能。
本发明提供的电机组件及风机，由于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支撑部、离心块及弹性垫片的组装示意图；
图3为本发明实施例中的电机组件的分解示意图；
图4为本发明实施例中的离心摩擦离合器的爆炸示意图；
图5为图1所示风机去除叶轮后的结构示意图；
图6为本发明实施例中的电机组件的另一种结构示意图。
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，固定件—20，第一挡板—21，定位轴套—22，支撑部—23，离心块—24，弹性垫片—25，负载轮—26，卡槽—27，第二挡板—28，导向槽—29，叶轮—3。
具体实施方式
本发明公开了一种离心摩擦离合器，以缩小转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，改善启动性能。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、图2和图3，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支撑部、离心块及弹性垫片的组装示意图；图3为本发明实施例中的电机组件的分解示意图。
本发明实施例提供了一种用于电机带载启动的离心摩擦离合器，包括固定件20、离心块24及负载轮26。固定件20用于固定在电机1的转动轴11上，并且，固定件20上具有沿固定件20的径向设置的导向槽29，并且，导向槽29贯穿固定件20的外周壁。离心块24设置于导向槽29内且沿导向槽29滑动设置，因此，离心块24可以沿导向槽29伸出固定件20的外周壁。负载轮26用于与叶轮3固定连接，负载轮26具有内孔261，固定件20收容于内孔261内，内孔261的孔壁与固定件20的外周壁之间的缝隙小于离心块24沿其滑动方向的长度，即离心块24不会由内孔261的孔壁与固定件20的外周壁之间的缝隙掉落。
可以理解的是，固定件20的外周壁为固定件20沿转动轴11的延伸方向设置的外壁。以圆柱状固定件为例，固定件20的外周壁为其筒状的侧壁。优选地，负载轮26的内孔261的孔壁与固定件20的外周壁之间的缝隙的取值区间为0-0.05mm。
本发明实施例提供的离心摩擦离合器，在电机1启动时，固定件20随着转动轴11转动，离心块24受到导向槽29的引导作用向负载轮运动。在转动轴11的转速较小时，离心块24与固定件20共同旋转的同时，离心块24受到的离心力很小，因此离心块24向负载轮26的内孔261孔壁施加的压力很小，进而使得离心块24与负载轮26之间的摩擦力很小；随着转动轴11的转速的增加，离心块24的离心力显著增加，进而使得离心块24与负载轮26之间的摩擦力也随之显著增加。通过上述结构，在电机1启动时(转动轴11的转速较低)，离心块24与负载轮26之间的摩擦力很小，由于负载轮26与叶轮3固定连接，电机启动时叶轮3处于静止状态，使得离心块24与负载轮26形成滑动摩擦副，进而使得固定件20与负载轮26之间相对滑动；在电机1的转动轴11的转速增加时，离心块24的离心力增加，离心块24与负载轮26之间的摩擦力也增加，离心块24与负载轮26之间的相对滑动量减小直至二者相对静止，负载轮26的转速也逐渐增加至电机的同步速度。本发明实施例提供的离心摩擦离合器，离心块24与负载轮26之间的摩擦力与转动轴11的转速的平方呈正比，在低转速(电机1启动)时，固定件20与负载轮26之间相对滑动，减小了转动轴11受到的转动惯量及启动负载转矩，减小电机1启动时的振动从而有效降低了振动噪音，同时也避免了电机1启动时的振动及启动失败的情况，有效改善了启动性能。
固定件20通过螺栓、销钉、铆钉或粘接等方式与转动轴11定位连接，在此不再详细介绍。
如图4所示，在本实施例中，离心摩擦离合器中的固定件20包括第一挡板21、定位轴套22及支撑部23。定位轴套22紧固在转动轴11上；导向槽29设置于支撑部23内，因此，上述固定件20的外周壁为支撑部23的外周壁，导向槽29贯穿支撑部23的外周壁。支撑部23通过其上的连接孔231与定位轴套22连接。
第一挡板21与定位轴套22固定连接，用于定位支撑部23。在将本发明实施例提供的离心摩擦离合器安装于电机1的转动轴11上时，先将定位轴套22及第一挡板21固定设置于转动轴11上，再将支撑部23安装于转动轴11上，使得定位轴套22由支撑部23的连接孔231穿过并周向固定，而支撑部23的一端部与第一挡板21相抵，达到其轴向固定的效果；离心块24安装于支撑部23的导向槽29内；再将负载轮26套设于支撑部23的外侧，通过负载轮26的轴向定位实现支撑部23及离心块24的轴向定位。通过上述设置，实现了支撑部23的定位，方便了固定件20的安装。
进一步地，定位轴套22与第一挡板21为一体式结构。将定位轴套22与第一挡板21设置为一体式结构，仅需将定位轴套22与第一挡板21中的一个相对转动轴11固定即可。并且，避免了定位轴套22与第一挡板21分别加工及安装，方便了装配。本实施例中，定位轴套22优选通过销钉固定于转动轴11上。本实施例的离心摩擦离合器中，定位轴套22伸入支撑部23的连接孔231的部分为非圆形结构；连接孔231为与定位轴套22的结构相配合的非圆形孔。即，伸入支撑部23的连接孔231的该部分定位轴套22的横截面呈非圆形，且连接孔231的形状与定位轴套22的横截面形状匹配，从而更利于支撑部23的周向定位。在其他实施例中，也可以将定位轴套22设置为圆柱结构，而连接孔231设置为圆孔，通过定位轴套22与连接孔231过盈配合，也可实现二者的周向定位。
进一步地，定位轴套22伸入支撑部23的连接孔231的部分为棱柱形结构，连接孔231为与棱柱形结构相配合的多边形孔。由于连接孔231与棱柱形结构相互配合，有效达到了定位轴套22与支撑部23的周向定位效果。还可以将定位轴套22伸入支撑部23的连接孔231的部分设置为其他非圆形结构，如月牙形或椭圆形等
支撑部23为圆柱结构，连接孔231与支撑部23同轴布置，进而使得支撑部23与转动轴11同轴设置，提高了支撑部23转动的平稳性。负载轮26的内孔261为与支撑部23相配合的圆形内孔；离心块24朝向支撑部23外侧的端面为与内孔261的孔壁直径相同且与内孔261同轴设置的凸弧面。通过设置成凸弧面，使其与内孔261的孔壁相接处，减少了离心块24与负载轮26相接触的一端的摩擦损失。
进一步地，上述凸弧面与内孔261的孔壁直径相同且与内孔261同轴设置。通过上述设置，使得离心块24与负载轮26面面接触，扩大了二者之间的接触面积，便于二者之间产生摩擦力。
进一步地,支撑部23与定位轴套22与第一挡板21亦可做成一体式结构。
进一步地，导向槽29的数量为多个且均匀设置于固定件20上。本实施例中的导向槽29的数量为四个，相邻两个导向槽29之间的夹角为90°。也可以将导向槽29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。
在电机1低速旋转时，由于离心块24的离心力较小，在重力的影响下，不可避免的会发生离心块24与支撑部23相互撞击的情况。为了降低离心块24与支撑部23因撞击而产生的噪音，如图5所示，本实施例中的离心块24朝向支撑部23的径向内侧设置有弹性垫片25。上述弹性垫片25可以为毛毡或硅胶等。
进一步地，可以在离心块24、导向槽29、支撑部23及负载轮26之间设置油脂，在起到润滑减小摩擦损失的同时，提高散热效果。
如图1所示，在第一种实施例中，负载轮26的内孔261为阶梯孔，其具有同轴设置的大直径孔及小直径孔。支撑部23位于大直径孔内，其远离第一挡板21的一端面与阶梯孔的阶梯端面相抵，而小直径孔供转动轴11通过。
如图5所示，为了确保负载轮26与叶轮3的周向定位，负载轮26上设置有用于与负载卡接的卡槽27。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。
卡槽27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27相配合，叶轮3具有固定孔，固定孔的内壁上设置有与卡槽27相配合的凸起。在其他实施例中，也可以在负载轮上设置凸起结构，并在叶轮上对应设置卡槽。
如图5所示，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的一侧。
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。
进一步地，叶轮3与负载轮26也可以做成一体结构。
如图6所示，在第二种实施例中，负载轮26的内孔261为圆柱孔；支撑部23远离第一挡板21的一端设置有第二挡板28。通过将第二挡板28沿转动轴11的轴向定位，同样可以达到对支撑部23的轴向定位。
也可以不设置上述轴套及挡板结构，将固定件20设置为一体式结构。仅需直接将固定件20固定于转动轴11即可。
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。
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。

Claims (18)

1.一种离心摩擦离合器，其特征在于，包括：
用于固定在转动轴(11)上的固定件(20)，所述固定件(20)上具有沿其径向设置且贯穿其外周壁的导向槽(29)；
设置于所述导向槽(29)内且沿所述导向槽(29)滑动的离心块(24)；
负载轮(26)，所述负载轮(26)具有内孔(261)，所述固定件(20)收容于所述内孔(261)内，所述内孔(261)的孔壁与所述固定件(20)的外周壁之间的缝隙小于所述离心块(24)沿其滑动方向的长度。
2.如权利要求1所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述固定件(20)包括：
具有所述导向槽(29)的支撑部(23)；
用于轴向定位所述支撑部(23)的第一挡板(21)。
3.如权利要求2所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述固定件(20)还包括用于紧固在所述转动轴(11)上的定位轴套(22)，所述支撑部(23)固定于所述定位轴套(22)上。
4.如权利要求3所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述第一挡板与所述定位轴套固定连接。
5.如权利要求4所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述定位轴套(22)与所述第一挡板(21)为一体式结构。
6.如权利要求3所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述定位轴套(22)伸入所述支撑部(23)的连接孔(231)的部分为非圆形结构；
所述连接孔(231)为与所述非圆形结构相配合的非圆形孔。
7.如权利要求6所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述定位轴套(22)伸入所述支撑部(23)的连接孔(231)的部分为棱柱形结构。
8.如权利要求2所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述支撑部(23)为圆柱结构，所述负载轮(26)的内孔(261)为与所述支撑部(23)相配合的圆形内孔；
所述离心块(24)朝向所述支撑部(23)外侧的端面为凸弧面。
9.如权利要求8所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述凸弧面与所述负载轮的内孔(261)的孔壁直径相同且同轴设置。
10.如权利要求8所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述负载轮(26)的内孔(261)为阶梯孔；
所述支撑部(23)位于所述阶梯孔的大直径孔内，所述支撑部(23)远离所述第一挡板(21)的端面与所述阶梯孔的阶梯端面接触。
11.如权利要求8所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述负载轮(26)的内孔(261)为圆柱孔；所述支撑部(23)远离所述第一挡板(21)的一端设置有用于固定在所述转动轴(11)上的第二挡板(28)。
12.如权利要求2所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述离心块(24)朝向所述支撑部(23)径向内侧的一端设置有弹性垫片(25)。
13.如权利要求1所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述固定件(20)为一体式结构。
14.如权利要求1所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述负载轮(26)上设置有用于与负载卡接的卡槽(27)。
15.如权利要求1-14任一项所述的离心摩擦离合器，其特征在于，所述导向槽(29)的数量为多个且均匀设置于所述固定件(20)上。
16.一种电机组件，包括单相电机(1)，其特征在于，还包括离心摩擦离合器(2)，所述离心摩擦离合器(2)为如权利要求1-15任一项所述的离心摩擦离合器。
17.如权利要求16所述的电机组件，其特征在于，还包括设置于所述电机(1)的转动轴(11)上，用于限制叶轮(3)轴向移动的限位件(12)，所述限位件(12)位于所述离心摩擦离合器(2)背向所述电机(1)的一侧。
18.一种风机，包括叶轮(3)及电机组件，其特征在于，所述电机组件为如权利要求16或17所述的电机组件。
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