CN106816987A - 流体驱动装置、电机组件及其摩擦离合器 - Google Patents

流体驱动装置、电机组件及其摩擦离合器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流体驱动装置、电机组件及其摩擦离合器，摩擦离合器包括：用于固定在转动轴(11)上的固定件(21)；用于转动设置于所述转动轴(11)上的连接件(22)，所述连接件(22)与所述固定件(21)螺纹配合且螺纹的轴线与所述连接件(22)的转动轴线重合；用于转动设置于所述转动轴(11)上的负载件(24)，所述负载件(24)与所述连接件(22)周向定位；设置于所述连接件(22)与所述负载件(24)之间的弹性件(23)。上述摩擦离合器，在电机启动时，固定件与负载件之间相对滑动，减小转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，有效降低了振动噪音，避免了电机启动时的振动及启动失败的情况。

Description

流体驱动装置、电机组件及其摩擦离合器
技术领域
本发明涉及流体驱动设备技术领域，特别涉及一种摩擦离合器、使用该摩擦离合器的电机组件以及使用该电机组件的流体驱动装置。
背景技术
在风机、水泵等流体传动装置中，电机与叶轮连接，通过电机运行带动叶轮转动。但在单相同步电机或单相直流无刷电机等启动转矩较小而且转矩波动很大的电机启动时，由于叶轮具有较大的转动惯量及启动负载转矩，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。
这类电机带载启动时，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，不利于启动初始时减少转动惯量及启动转矩负载，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，如何缩小电机启动时转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，避免电机启动时的振动及启动失败的情况，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种摩擦离合器，以在电机启动时较大的缩小转动轴受到的转动惯量及启动负载转矩，避免电机启动时的振动及启动失败的情况。本发明还公开了一种具有上述摩擦离合器的电机组件及流体驱动装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种摩擦离合器，包括：固定在转动轴上的固定件；可滑动设置于所述转动轴上的连接件，在所述转动轴初始转动时，所述连接件与所述固定件之间的轴向距离发生变化；可滑动设置于所述转动轴(11)上的连接件(22)，在所述转动轴(11)初始转动时，所述连接件与所述固定件(21)之间的轴向距离发生变化，使得固定件与连接件之间的摩擦力增加直至连接件随固定件同步转动；以及复位件，所述复位件用于在转动轴停止转动时减小固定件与连接件之间的轴向距离的变化量。
优选地，所述固定件与所述连接件之间通过螺纹配合形成连接。
优选地，所述复位件为弹性件。
优选地，所述负载件包括与所述弹性件接触的第一定位板及用于与负载连接的负载连接部。
优选地，所述第一定位板与所述负载连接部为一体式结构。
优选地，所述连接件包括与所述复位件接触的第二定位板及与所述固定件螺纹配合的第一螺纹连接部。
优选地，所述第二定位板与所述第一螺纹连接部为一体式结构。
优选地，所述固定件包括与所述连接件的端面定位接触的定位挡板及与所述连接件螺纹配合的第二螺纹连接部。
优选地，所述定位挡板与所述第二螺纹连接部为一体式结构。
优选地，所述第二螺纹连接部上的螺纹为外螺纹。
优选地，所述复位件有供所述转动轴穿过的通孔。
优选地，所述复位件为圆形波纹片或爪形弹簧片或弹性材料环等。
优选地，包括若干滑动柱，所述连接件和所述负载件其中之一与所述滑动柱固定连接，其中之另一与所述滑动柱滑动配合。
优选地，所述滑动柱相对旋转中心呈对称设置。
本发明还提供了一种电机组件，包括电机，还包括摩擦离合器，所述摩擦离合器为如上述任一项所述的摩擦离合器。
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，用于限制负载部件轴向移动的限位件，所述限位件位于所述摩擦离合器背向所述电机的一侧。
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，用于限制负载件轴向移动的限位件，所述限位件位于所述摩擦离合器背向所述电机的一侧。
本发明还提供了一种流体驱动装置，包括负载部件及电机组件，所述电机组件为如上述任一项所述的电机组件。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的在电机启动时，利用转动轴的旋转改变固定件与连接件之间的轴向距离，使得固定件与连接件之间的摩擦力增加直至连接件随固定件同步转动。本发明提供的摩擦离合器，在电机启动时，固定件与负载件之间相对滑动，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，同时也减小了电机启动时的振动及避免了启动失败的情况。
本发明提供的电机组件及流体驱动装置，由于具有上述摩擦离合器，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摩擦离合器的结构示意图；
图3为本发明实施例中的摩擦离合器的剖视示意图；
图4为本发明实施例中的电机组件的结构示意图；
图5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，摩擦离合器—2，固定件—21，第二螺纹连接部—211，定位挡板—212，连接件—22，第一螺纹连接部—221，第二定位板—222，弹性件—23，负载件—24，第一定位板—241，负载连接部—242，卡槽—243，滑动柱—25，负载部件—3。
具体实施方式
本发明公开了一种摩擦离合器，以缩小转动轴启动时受到的转动惯量及启动负载转矩，减小电机启动时的振动及避免启动失败的情况。本发明还公开了一种具有上述摩擦离合器的电机组件及流体驱动装置。
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，本发明实施例中的流体驱动装置为一风机，图1为风机的剖视示意图；图2为本发明实施例中的摩擦离合器的结构示意图；图3为本发明实施例中的摩擦离合器的剖视示意图。
本发明实施例提供了一种摩擦离合器，包括固定件21、连接件22、弹性件23及负载件24。固定件21固定在转动轴11上，连接件22转动设置于转动轴11上，连接件22与固定件21通过螺纹配合，并且，螺纹的轴线与连接件22的转动轴线重合；即，在将固定件21固定设置于转动轴11上而连接件22转动设置于转动轴11上，此时，连接件22与固定件21相配合的螺纹的轴线与转动轴11的轴线重合。负载件24同样转动设置于转动轴11上，并使得负载件24与连接件22周向定位。弹性件23设置于连接件22与负载件24之间。在将摩擦离合器安装固定时，负载部件3轴向定位于转动轴11上，固定件21固定在转动轴11上，进而使得固定件21与负载件24之间的轴向间距固定不变。在电机1启动时，固定件21随转动轴11转动。
以弹性件23为压缩弹性件为例，电机1启动时转动轴11带动固定件21转动，所述转动方向与连接件22与固定件21相配合的螺纹的旋合向相反，由于连接件22与负载件24均滑动套置于转动轴11上，且在周向上相对固定，在电机1初始启动时，连接件22与转动轴11相对滑动，从而连接件22与固定件21相对旋松远离，并缩短了连接件22与负载件24之间的轴向总长度，使得弹性件23受到连接件22及负载件24的挤压力而发生弹性变形，直至弹性件23到达该转动轴11转速下的压缩极限后停止弹性变形，最终连接件22与负载件24的轴向位置相对固定，此时，连接件22与固定件21的轴向位置也相对固定，进而使得连接件22与固定件21无法再相对转动，使连接件22随固定件21及转动轴11转动。由于负载件24与连接件22周向定位，使得负载件24随转动轴11转动。电机1断电时，由于转动惯性，负载部件3带动负载件24继续转动，进而带动连接件22相对固定件21继续转动，从而连接件22与固定件21相对旋紧靠近，缩短了连接件22与固定件21之间的轴向距离，使连接件22与负载件24恢复到初始滑动状态。
以弹性件23为拉伸弹性件为例，电机1启动时转动轴11带动固定件21转动，所述转动方向和连接件22与固定件21相配合的螺纹的旋合方向相同，由于连接件22与负载件均滑动套置于转动轴11上并在周向上相对固定，因此在电机1初始启动时，连接件22与转动轴11相对滑动，从而连接件22与固定件21相对旋紧靠近，增加了连接件22与负载件24之间的轴向距离，使得弹性件23受到连接件22及负载件24的拉伸力而发生弹性变形，直至弹性件23到达该转动轴11转速下的拉伸极限后停止弹性变形，此时，连接件22与负载件24的轴向位置相对固定，连接件22与固定件21的轴向位置也相对固定，进而使得连接件22与固定件21无法再相对转动，使连接件22随固定件21及转动轴11转动。由于负载件24与连接件22周向定位，使得负载件24随转动轴11转动；电机1断电时，由于转动惯性，负载负载件24带动连接件22相对固定件21继续转动，连接件22与固定件21相对旋松远离，增加了连接件22与固定件21之间的轴向距离，使连接件22与负载件24恢复到初始滑动状态。
本发明实施例提供的摩擦离合器，在电机1启动时，固定件21随着转动轴11转动，连接件22与固定件21相对转动，使得连接件22与固定件21的轴向距离/总长度逐渐改变，弹性件23受到的弹性变形力也随之增加，即，弹性件23施加于连接件22的抵抗力也随之增加，连接件22与固定件21的螺纹配合面受到的压力也随之增加，使得连接件22与固定件21的转动摩擦力也逐渐增加，直至连接件22与固定件21相对固定并随转动轴11转动。通过上述结构，在电机1启动时(转动轴11的转速较低)，连接件22与固定件21的转动摩擦力很小，由于负载件24与负载部件3固定连接，电机1启动时负载部件3处于静止状态，使得固定件21与负载件24之间相对滑动；在电机1的转动轴11的转速增加时，连接件22与固定件21的转动摩擦力也逐渐增加，连接件22与固定件21之间的相对滑动量减小直至二者相对静止，负载件24的转速也逐渐增加至电机的同步速；反之，当电机停止转动时，负载靠转动惯量带动连接件逐步降速，连接件与固定件因螺纹配合而相对旋紧/旋松转动，使得连接件与固定件的轴向总长度逐渐变短/变长，使得固定件与负载件之间摩擦力矩渐渐小，直至恢复到相对滑动初始状态。本发明实施例提供的摩擦离合器，在电机1启动时，固定件21与负载件24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，同时也减小了电机1启动时的振动及避免了启动失败的情况。
本发明实施例提供的摩擦离合器还包括与连接件22的转动轴线平行设置的滑动柱25；连接件22和负载件24的其中之一与滑动柱25固定连接或一体成形，其中之另一与滑动柱25滑动配合，借此可保证连接件22在转动轴11上滑动的平稳性和同轴度。在本实施例中，滑动柱25固定于连接件22上，负载件24上具有套设于滑动柱25上的通孔，有效提高了弹性件23受力变形时连接件22和负载件24轴向移动的稳定性。
进一步地，滑动柱25的数量为至少两个且对称设置。也可以将滑动柱25的数量设置为三个以上，在此不再一一累述且均在保护范围之内。
如图1和图2所示，较佳地，负载件24包括与弹性件23接触的第一定位板241及用于与负载部件3连接的负载连接部242；连接件22包括与弹性件23接触的第二定位板222及与固定件21螺纹配合的第一螺纹连接部221。通过将弹性件23设置在第一定位板241与第二定位板222之间，有效提高了弹性件23受力均匀度，尤其是当弹性件23作为压缩弹性件时，更有利于弹性件23受到均匀压力。
为了减少零部件数量，便于安装，第一定位板241与负载连接部242为一体式结构。
当然，也可以将第一定位板241与负载连接部242设为分体式结构，再通过粘接或螺栓连接等方式使第一定位板241与负载连接部242相对固定。
同上，第二定位板222与第一螺纹连接部221也优选为一体式结构。同理，也可以将二定位板222与第一螺纹连接部221设为分体式结构。
为了提高弹性件23的稳定性，弹性件23有供转动轴11穿过的通孔。在安装过程中，优选将弹性件23通过通孔套设在转动轴11上，避免了弹性件23脱落的情况。
本实施例中，弹性件23为圆环形波纹片，通孔轴线与弹性件23的中心线重合。通过上述设置，有效提高了弹性件23随转动轴11转动的平稳性。
较佳地，固定件21包括与连接件22的端面定位接触的定位挡板212及与连接件22螺纹配合的第二螺纹连接部211。在固定件21与连接件22相对转动时，等定位挡板212与连接件22的端面定位接触后达到了二者的限位。
为了减少零部件数量，便于安装，定位挡板212与第二螺纹连接部211为一体式结构。也可以将定位挡板212与第二螺纹连接部211设置为分体式结构。
如图3所示，第二螺纹连接部211上的螺纹为外螺纹。而连接件22朝向固定件21的端面上设置有内孔，内孔内具有与第二螺纹连接部211的外螺纹相配合的内螺纹。使第二螺纹连接部211上的螺纹设置为外螺纹，有效提高了固定件21与转动轴11接触的轴向长度，进而提高了固定件21与转动轴11的固定稳定性。
如图4所示，本实施例中的负载件24上设置有卡槽243。负载部件3通过卡槽243与负载件24卡接固定。
本发明实施例还提供了一种电机组件，包括电机1，还包括摩擦离合器2，摩擦离合器2为如上述任一种的摩擦离合器。由于上述摩擦离合器具有上述技术效果，具有上述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。
为了便于负载部件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，用于限制负载部件3轴向移动的限位件12，限位件12位于摩擦离合器2背向电机1的一侧。
如图2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，在此不再一一赘述且均在保护范围之内。
弹性件23为压缩弹性件，连接件22与固定件21的配合螺纹的旋合方向与转动轴11的转动方向相反。
当然，也可以将弹性件23设置为拉伸弹性件，连接件22与固定件21的配合螺纹的旋合方向与转动轴11的转动方向相同。在电机1为双向电机时，弹性件23固定连接于连接件22与负载件24之间，在连接件22与固定件21的配合螺纹方向与转动轴11的转动方向相同时，弹性件23作为拉伸弹性件；连接件22与固定件21的配合螺纹方向与转动轴11的转动方向相反时，弹性件23作为压缩弹性件。
本发明实施例还提供了一种流体驱动装置，比如风机，包括负载部件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，在此不再一一赘述。值得注意的是，本发明的电机组件不仅适用于风机，也同样适用于气泵或液泵等流体驱动装置。
在本实施例中，负载部件3为叶轮。
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)

1.一种摩擦离合器，其特征在于，包括：
固定在转动轴(11)上的固定件(21)；
可滑动设置于所述转动轴(11)上的连接件(22)，在所述转动轴(11)初始转动时，所述连接件与所述固定件(21)之间的轴向距离发生变化，使得固定件与连接件之间的摩擦力增加直至连接件随固定件同步转动；
可滑动设置于所述转动轴(11)上的负载件(24)，所述负载件(24)与所述连接件(22)周向定位；以及
复位件(23)，所述复位件用于在转动轴(11)停止转动时减小固定件(21)与连接件(22)之间的轴向距离的变化量。
2.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，所述固定件(21)与所述连接件(22)之间通过螺纹配合形成连接。
3.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，所述复位件为弹性件。
4.如权利要求3所述的摩擦离合器，其特征在于，所述负载件(24)包括与所述弹性件(23)接触的第一定位板(241)及用于与负载连接的负载连接部(242)。
5.如权利要求4所述的摩擦离合器，其特征在于，所述第一定位板(241)与所述负载连接部(242)为一体式结构。
6.如权利要求4所述的摩擦离合器，其特征在于，所述连接件(22)包括与所述复位件(23)接触的第二定位板(222)及与所述固定件(21)螺纹配合的第一螺纹连接部(221)。
7.如权利要求6所述的摩擦离合器，其特征在于，所述第二定位板(222)与所述第一螺纹连接部(221)为一体式结构。
8.如权利要求6所述的摩擦离合器，其特征在于，所述固定件(21)包括与所述连接件(22)的端面定位接触的定位挡板(212)及与所述连接件(22)螺纹配合的第二螺纹连接部(211)。
9.如权利要求8所述的摩擦离合器，其特征在于，所述定位挡板(212)与所述第二螺纹连接部(211)为一体式结构。
10.如权利要求9所述的摩擦离合器，其特征在于，所述第二螺纹连接部(211)上的螺纹为外螺纹。
11.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，所述复位件(23)有供所述转动轴(11)穿过的通孔。
12.如权利要求11所述的摩擦离合器，其特征在于，所述复位件(23)为圆形波纹片或爪形弹簧片或弹性材料环等。
13.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，还包括若干滑动柱(25)，所述连接件(22)和所述负载件(24)其中之一与所述滑动柱(25)固定连接，其中之另一与所述滑动柱(25)滑动配合。
14.如权利要求13所述的摩擦离合器，其特征在于，所述滑动柱(25)相对旋转中心呈对称设置。
15.一种电机组件，包括电机(1)，其特征在于，还包括摩擦离合器(2)，所述摩擦离合器(2)为如权利要求1-14任一项所述的摩擦离合器。
16.如权利要求15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，用于限制负载件(24)轴向移动的限位件(12)，所述限位件(12)位于所述摩擦离合器(2)背向所述电机(1)的一侧。
17.如权利要求15所述的电机组件，其特征在于，所述复位件(23)为压缩弹性件。
18.一种流体驱动装置，包括负载部件(3)及电机组件，其特征在于，所述电机组件为如权利要求15-17任一项所述的电机组件。
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