CN108343687A - 一种闸块式离心离合器 - Google Patents

Abstract

一种闸块式离心离合器，包括主动件与离心体，主动件外侧配合设置有离心体，离心体形成一个环抱主动件的整圆且相互之间存在微量间隙，离心体设置在主动件外部相互之间可上下滑动，离心体组合后端面设置有两侧设置圆弧槽，圆弧槽首尾相接形成完整的环槽，环槽中设置环形拉簧；离心体外设置筒状从动件，离心体在径向与从动件之间存在适量间隙；主动件与从动件定心且同轴转动，当主动件转动并使离心体产生的离心力大于环形拉簧的约束力时，离心体与从动件接触传递扭矩，由于环形拉簧不占用圆周空间，离心体质量相对较大，产生的离心力也越大，从而提高离心离合器的额定扭矩，具有制造工艺简单，传递扭矩大、性能稳定、使用寿命长的特点。

Description

一种闸块式离心离合器

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，特别涉及一种闸块式离心离合器。

背景技术

离心式离合器是一种依靠离心体产生的离心力来达到自动分离或接合的离合器，通常是由主动件、离心体、从动件、弹簧等组成。当主动件不转动或转速较低时，离心体受弹簧约束靠近主动件而与被动件之间存在间隙，主动件不会带动被动件转动。当主动件转速增加，主动件带动离心体一起转动并产生离心力，离心体在离心力作用下与从动件表面接触并产生摩擦力，此时，离心体连接主动件与从动件一起转动并可以传递一定的扭矩。

离心式离合器一般作为软启动装置用于联接发动机和工作机。由离心力公式可以得出离心离合器输出扭矩是随着转速的增加而增加的，启动过程中，随着发动机转速的上升，动力以渐增的方式施加到工作机，因而可以获得平稳的启动效果。当工作机负载大于离心离合器在该工作转速下的输出扭矩时，离心体就与从动件打滑，动力传递中断，起到安全保护作用。因而广泛应用于环卫清扫车，大型鼓风机，离心机，空气压缩机等需要平稳启动的场合。

离心离合器按离心体结构分：闸块式、钢球式、钢砂式，最常用的结构是闸块式。闸块式根据弹簧形状又分为螺旋弹簧结构和片簧结构，螺旋弹簧结构还可进一步分为压簧结构和拉簧结构，本发明针对最常用的拉簧闸块式离心离合器。

现有拉簧闸块式离心离合器，离心体和拉簧在一个圆周上相间分布，簧钩挂在离心体上。这种结构有以下缺陷：1、离心体之间需留有足够空间放置拉簧，因此离心体设计受限，在外形尺寸一定的条件下，其所能传递的扭矩较小，为了满足大扭矩工况，这种结构离合器只能将外形做大，造成加工成本增加且安装不便；2、一般弹簧数量较多，挂簧不方便，簧力调整无法做到一致，造成各离心体与从动件接触无法同步，离心体磨损不均衡，影响离合器使用寿命；3、为了尽可能留空间给离心体，拉簧圈数往往较少，工作时相对变形量大，簧力衰减快，造成离心离合器结合转速(离心体克服弹簧约束力开始与从动件接触式时转速)降低，发动机没有完全启动就带动工作机转动，对发动机造成伤害。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种闸块式离心离合器，具有制造工艺简单，传递扭矩大、性能稳定、使用寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种闸块式离心离合器，包括主动件1与离心体2，离心体2配合设置在主动件1外侧，相互之间可上下滑动，所述的离心体2有多个，形成一个环抱主动件1的圆筒，且相邻离心体2存在微量间隙，所述的离心体2组合后端面两侧设置圆弧槽，圆弧槽首尾相接形成完整的环槽，环槽中设置环形拉簧4；所述的离心体2外设置筒状从动件3，离心体2在径向与从动件3之间存在适量间隙；

所述的主动件1与从动件3定心且同轴转动。

所述的主动件1为空心轴，内孔设置键槽或内花键。

所述的主动件1外侧设置有凸台8，离心体2上设置有凹槽9，凸台8与凹槽9相配合嵌套。

所述的主动件1两侧设置挡板11轴向限位。

所述的凹槽9沿离心体2对称布置。

所述的圆弧槽每侧设置有1～3根环形拉簧4，环形拉簧4由螺旋拉簧首尾相接而成。

所述的环形拉簧4自然内径小于环槽内径。

所述从动件3为皮带轮、链轮或齿轮。

所述的主动件1两端设置轴承6，轴承6支承端盖5，端盖5外圆处通过止口定位与从动件3端面采用紧固件连接。

所述的主动件1安装在发动机输出轴，从动件3安装在工作机输入轴。

所述离心体2的圆弧槽内径棱边设突起10，略高于圆弧槽内径。

所述离心体2为扇形。

所述离心体2外圆覆着有摩擦材料7。

本发明的有益效果：

1、由于环形拉簧不占用圆周空间，离心体在圆周可以密排形成一个整圆，离心体质量大产生的离心力大，离合器输出扭矩大；2、环形拉簧使每一个离心体受力均匀，离心体磨损均匀；3、环形拉簧有效圈数多，工作相对变形小，簧力衰减不明显，离合器结合转速稳定，另外装配也比较简单。

附图说明

图1为本发明具体实施例一的主剖视图。

图2为本发明具体实施例一的左剖视图。

图3为本发明具体实施例二的主剖视图。

图4为本发明具体实施例二的左视图。

图5为本发明具体实施例一、二环槽棱边的A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示：主动件1为空心轴，内孔设置键槽或内花键，外圆上均匀设置有若干个凸台/凹槽，外圆外侧对应每个凸台/凹槽设置若干扇形的离心体2，离心体2之间只留微量间隙，所有离心体2形成一个环抱主动件1的整圆。在离心体2内径上设置有凹槽/凸台，凹槽/凸台刚好嵌套在主动件1凸台/凹槽上，并可上下滑动，通过这种凹凸嵌套主动件1与离心体2可以一起转动。为了平衡，凹槽/凸台应沿离心体2的中心对称设置。离心体2两侧端面对称设置圆弧槽，所有离心体2组合后端面上的圆弧槽首尾相接形成完整的环槽，环槽中设置环形拉簧4，每侧可设置1～3根。环形拉簧4采用一根螺旋拉簧首尾相接而成，其自然内径小于环槽内径，需要通过扩张工具将其装入环槽，从而产生抱紧力将离心体压紧在主动件1上。在离心体2外设置筒状从动件3，从动件3包容着离心体2，离心体2在径向与从动件3之间预留有适量间隙，所述从动件3可以是皮带轮、链轮、齿轮等传动件，其端面设置螺孔。

工作时，主动件1带动离心体2转动，当转速较低时离心体2产生的离心力小于环形拉簧4的约束力，离心体2不与从动件3接触，从动件3不转动；当主动件1转速增加，离心体2产生的离心力足够克服环形拉簧4的约束力，离心体2沿径向外张并与从动件3内孔紧密接触，此时离心体2与主动件3上的凹凸嵌套关系依然保持，从而带动从动件3一起转动；当主动件1转速下降，离心力小于环形拉簧4的约束力，离心体2离开从动件重新压紧主动件，主动件1与从动件3动力脱开。主动件1与从动件3有两种定心方式保证同轴转动，以保持离心体2与从动件3之间的径向间隙均匀，一种方式是在主动件1两端设置轴承6，轴承6支承端盖5，端盖5外圆处通过止口定位与从动件3端面采用紧固件连接；另一种是主动件1安装在发动机输出轴，从动件3安装在工作机输入轴，安装时通过调整发动机输出轴和工作机输入轴的同轴度保证。

参照图1、图2、图5对本发明施例一作详细说明：

如图1所示本发明由：主动件1、离心体2、从动件3、环形拉簧4、端盖5、轴承6、螺栓7组成。

如图2所示主动件1为空心轴，内孔设置键槽或者内花键，外圆上均匀设置有2～6个凸台8(图示为4个)，主动件1外圆的外侧设置着与凸台数量相等的离心体2，所述离心体2为扇形，内径处设有凹槽9，凹槽9刚好可以套入主动件1的凸台8上，凹槽9与凸台8滑动配合形成导向和连接作用，保证离心体2在径向可以滑动，并且可以与主动件1一起转动。

所述离心体2外圆覆着有摩擦材料7，以增大摩擦系数，摩擦材料覆着的方式可以是直接烧结、粘结，也可以是铆接或螺钉紧固。离心体2在圆周方向相互之间只留微量间隙，在保证离心体2可以沿径向自由移动前提下，离心体2质量尽可能大的设计。

所述离心体2的两侧端面设有圆弧槽，离心体2组装到主动件1上后，各段圆弧槽组合成一个完整的环槽，环槽中设置环形拉簧4，环形拉簧4由螺旋拉簧首位相接而成，自然状态下其内径小于环槽内径，通过扩张工具将其装入环槽后，对离心体2形成抱紧的约束力，将离心体2紧压于主动件1上。

如图1所示，环形拉簧4对称设置在离心体2两侧端面环槽内，均匀施力于离心体2上。针对具体情况，单侧槽内可以布置1～3根环形拉簧4(图示为1根)。

如图5所示，所述离心体2的圆弧槽内径棱边设突起10，略高于圆弧槽内径，防止环形拉簧4脱出。

如图1所示，主动件1两端分别设置轴承6，轴承6外圈装有端盖5，端盖5外圆部对称设置止口和连接孔，端盖5与离心体2在轴向留有适度间隙b，保证离心体2在其间可以自由转动和径向移动。

如图1所示，所述从动件3为圆筒状，端面设螺纹孔，可以是皮带轮、链轮、齿轮等传动件，设置在两件端盖5之间，内孔与端盖5止口配合并通过螺栓连接，从动件3包容着离心体2，从动件3内孔与离心体2外径之间留有适度径向间隙δ。

如图2所示，离心体2上的凹槽9与主动件1上的凸台8配合深度h，要大于离心体2与从动件3之间的间隙δ，保证工作时，离心体2外圆与从动件3内孔接触而其上的凹槽9始终嵌套在主动件1的凸台8上，保证二者一起转动。

工作原理是：主动件1一般安装于发动机(如电机、内燃机等)的输出轴上，与发动机一起转动，从动件3与工作机连接。发动机不工作时，离心体2与从动件3不接触，从动件3相对主动件1可以自由转动。发动机启动后带动主动件1转动，就会带动其上的离心体2一起转动，离心体2在离心力作用下克服环形拉簧4的约束力，具有向从动件3移动的趋势。当发动机转速较低时，离心体2产生的离心力小于环形拉簧4的约束力，离心体2依然紧抱于主动件1上，离心体2与从动件3不接触，从动件3不转动，发动机无负载启动；当发动机转速升高，离心体2产生的离心力大于环形拉簧4的约束力，离心体2向外张开与从动件3内径紧密接触，并产生摩擦力带动从动件3一起转动，离心离合器输出扭矩，工作机工作。发动机转速的越高，离心体2产生的离心力越大，离心离合器传递的扭矩也越大，由于离心离合器输出扭矩是随着转速增加逐渐增加的，避免了启动瞬间发动机与工作机之间产生冲击。当工作机负载大于该转速下离心离合器的最大扭矩时，离心体2与从动件3会发生打滑，对发动机和工作机起安全保护作用。

参照图3、图4、图5对本发明施例二作详细说明：

如图3所示，本发明由：主动件1、离心体2、从动件3、环形拉簧4、挡板11组成。

如图3所示，主动件1为空心轴，内孔设置键槽或者内花键，外圆上均匀设置有2～6个凹槽9(图示为3个)，主动件1外圆外侧上包裹着与凹槽数量相等的离心体2，离心体2内径处设有凸台8，凸台8刚好插入主动件1的凹槽9上，凹槽9与凸台8滑动配合形成导向和连接作用，保证离心体2在径向可以滑动，并且可以与主动件1一起转动。

所述离心体2外圆覆着有摩擦材料7，以增大摩擦系数，摩擦材料覆着的方式可以是直接烧结、粘结，也可以是铆接或螺钉紧固。离心体2在圆周方向相互之间只留微量间隙，在保证离心体2可以沿径向自由移动前提下，离心体2质量尽可能大的设计。

所述离心体2的两侧端面设有圆弧槽，离心体2组装到主动件1上后，各段圆弧槽组合成一个完整的环槽，环槽中设置环形拉簧4，环形拉簧4由螺旋拉簧首位相接而成，自然状态下其内径小于环槽内径，通过扩张工具将其装入环槽后，对离心体2形成抱紧的约束力，将离心体2紧压于主动件1上。

如图3所示，环形拉簧4对称设置在离心体2两侧端面环槽内，均匀施力于离心体2上。针对具体情况，单侧槽内可以布置1～3根环形拉簧4(图示为2根)。

如图5所示，所述离心体2的圆弧槽内径棱边设突起10，略高于圆弧槽内径，防止环形拉簧4脱出。

如图3所示，离心体2外设置从动件3，从动件3包容着离心体2，并与其外径之间留有间隙δ，所述从动件3可以是皮带轮、链轮、齿轮等传动件。

如图3所示，主动件1两侧设置挡板5轴向限位，与从动件3之间没有轴承等支承件，使用时，分别安装在各自设备上，通过调整设备保证其同轴度和相互位置。

如图4所示，离心体2上的凸台8与主动件1上的凹槽9配合深度h要大于离心体2与从动件3之间的间隙δ，保证工作时，离心体2上的凸台8始终插入主动件1的凹槽9中,保证二者一起转动。

工作原理：

主动件1一般安装于发动机(如电机、内燃机等)的输出轴上，与发动机一起转动，从动件3与工作机连接。发动机不工作时，离心体2与从动件3不接触，从动件3相对主动件1可以自由转动。发动机启动后带动主动件1转动，就会带动其上的离心体2一起转动，离心体2在离心力作用下克服环形拉簧4的约束力，具有向从动件3移动的趋势。当发动机转速较低时，离心体2产生的离心力小于环形拉簧4的约束力，离心体2依然紧抱于主动件1上，离心体2与从动件3不接触，从动件3不转动，发动机无负载启动；当发动机转速升高，离心体2产生的离心力大于环形拉簧4的约束力，离心体2向外张开与从动件3内径紧密接触，并产生摩擦力带动从动件3一起转动，离心离合器输出扭矩，工作机工作。发动机转速的越高，离心体2产生的离心力越大，离心离合器传递的扭矩也越大，由于离心离合器输出扭矩是随着转速增加逐渐增加的，避免了启动瞬间发动机与工作机之间产生冲击。当工作机负载大于该转速下离心离合器的最大扭矩时，离心体2与从动件3会发生打滑，对发动机和工作机起安全保护作用。

相比传统结构，改进后的环形拉簧闸块式离心离合器扭矩更大、性能更稳定、使用寿命更长、装配更简单，适合批量生产。

Claims (10)

1.一种闸块式离心离合器，其特征在于，包括主动件(1)与离心体(2)，离心体(2)配合设置在主动件(1)外侧，相互之间可上下滑动，所述离心体(2)有多个，形成一个环抱主动件(1)的圆筒，且相邻离心体(2)之间存在微量间隙，所述的离心体(2)组合后端面两侧设置圆弧槽，圆弧槽首尾相接形成完整的环槽，环槽中设置环形拉簧(4)；所述的离心体(2)外设置筒状从动件(3)，离心体(2)在径向与从动件(3)之间存在适量间隙；

所述的主动件(1)与从动件(3)定心且同轴转动。

2.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的主动件(1)为空心轴，内孔设置键槽或内花键。

3.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的主动件(1)外侧设置有凸台(8)，离心体(2)上设置有凹槽(9)，凸台(8)与凹槽(9)相配合嵌套，所述的凹槽(9)沿离心体(2)对称布置。

4.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的主动件(1)两侧设置挡板(11)轴向限位。

5.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的圆弧槽每侧设置有1～3根环形拉簧(4)，环形拉簧(4)之间通过螺旋拉簧首尾相接。

6.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的环形拉簧(4)自然内径小于环槽内径。

7.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述从动件(3)为皮带轮、链轮或齿轮。

8.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的主动件(1)两端设置轴承(6)，轴承(6)支承端盖(5)，端盖(5)外圆处通过止口定位与从动件(3)端面采用紧固件连接。

9.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述的主动件(1)安装在发动机输出轴，从动件(3)安装在工作机输入轴。

10.根据权利要求1所述的一种闸块式离心离合器，其特征在于，所述离心体(2)的圆弧槽内径棱边设突起(10)，略高于圆弧槽内径，所述离心体(2)为扇形，所述离心体(2)外圆覆着有摩擦材料(7)。