CN110107614A - 一种失电电磁离合器总成 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种失电电磁离合器总成，属于机械技术领域。它解决了现有的电磁离合器总成使用寿命短等问题。本失电电磁离合器总成包括转轴、皮带轮、线圈铁芯组件和耦合片，耦合片通过通电后的线圈铁芯组件与皮带轮吸合，皮带轮上固定连接有限位板，耦合片位于皮带轮与限位板之间并能够轴向移动，转轴上周向固定有摩擦片，摩擦片位于耦合片与限位板之间并能够轴向滑动，皮带轮与耦合片之间设置有弹性驱动件，当线圈铁芯组件失电时弹性驱动件作用在耦合片上使耦合片和限位板将摩擦片夹持于两者之间。本失电电磁离合器总成具有使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种失电电磁离合器总成。
背景技术
发动机在运行工作时需要冷却液循环工作进行散热，而冷却液通过水泵输送进行循环流动。当发动机的温度升高时，水泵转速加快，使冷却液进行大循环；当发动机的温度低时，水泵转速降低，使冷却液进行小循环。为了控制水泵的转动，常见的是在水泵中设置电磁离合器，电磁离合器与控制器相连，控制器上设置有用于检测发动机温度的温度传感器，温度传感器将检测到的温度发送给控制器，控制器根据接收到的温度信息控制电磁离合器动作，一般电磁离合器通电时皮带轮带动水泵转轴高速转动，失电时皮带轮不带动水泵转轴转动或者带动水泵转轴低速转动。这种结构的水泵电磁离合器使用时，当电磁离合器故障或者发生停电时，水泵转轴将不能转动从而造成发动机不能降温，容易引起发动机持续处于高温工作状态甚至烧坏。
中国专利文献资料公开提出了一种具有双摩擦盘的电磁离合器水泵[申请号：CN201711435760.5；公开号：108087094A]，包括穿过泵体设置的主轴，主轴一端固定有叶轮，另一端则依次套设皮带轮吸盘和金属摩擦盘，皮带轮吸盘内设有线圈铁芯组件，金属摩擦盘与皮带轮吸盘相对间隙布置，金属摩擦盘背向皮带轮吸盘的一面藉由螺钉依次穿设固定有平面弹簧和金属导磁盘，平面弹簧同时与皮带轮吸盘固定，金属导磁盘背向平面弹簧的一面依次固定有永磁体和非金属摩擦盘，而主轴上还固定有与非金属摩擦盘相对的感应驱动盘，并且感应驱动盘内埋设有与永磁体配合以产生涡电流的金属导磁体，当线圈铁芯组件得电时与金属摩擦盘之间的吸力为磁力一，而永磁体与感应驱动盘内的金属导磁体间的吸力为磁力二，磁力一大于磁力二。
上述电磁离合器水泵的工作过程为：线圈铁芯组件得电时，金属摩擦盘受到线圈铁芯组件产生的磁力一被吸合在皮带轮吸盘上，非金属摩擦盘与感应驱动盘分离，感应驱动盘与非金属摩擦盘之间通过永磁体和金属导磁体之间的磁力二产生相对转动，从而使水泵转轴与皮带轮差速转动，即水泵转轴低速转动；线圈铁芯组件失电时，磁力一消失，金属导磁盘受到磁力二的作用使得非金属摩擦片抵靠在感应驱动盘上，非金属摩擦片与感应驱动盘之间产生足够大的摩擦力使感应驱动盘与金属导磁盘同步转动，即水泵转轴与皮带轮同步高速转动。
上述的电磁离合器水泵中，非金属摩擦片被压入到金属导磁盘的凹腔中，非金属摩擦片的外壁与凹腔的内壁紧配固定。为了固定牢固，非金属摩擦片的大部分都嵌入到金属导磁盘中，只有一小部分凸出能够与感应驱动盘摩擦产生摩擦力，当凸出部分的摩擦片被磨损后，感应驱动盘就会直接于金属导磁盘接触，两者之间会产生摩擦打滑，这样皮带轮与水泵转轴之间不能形成同步转动，导致电磁离合器在线圈铁芯组件得电和失电时均不能使水泵转轴高速转动，使电磁离合器失效不能正常使用，从而影响电磁离合器的使用寿命。
常见的提高使用寿命的方法是增加摩擦片的厚度，但是这样会增加原料成本，而且会使得永磁铁与感应驱动盘的距离增加，导致永磁铁与感应驱动盘之间产生的磁力二减弱，磁力二的减弱会导致非金属摩擦片与感应驱动盘之间的摩擦力降低，所以摩擦片的厚度过大反而会容易引起摩擦打滑。或者在一定的时间内更换摩擦片，但是非金属摩擦片与导磁金属盘之间为过盈安装，拆装更换不便，拆装过程中容易引起导磁金属盘凹腔尺寸精度的变化。如果非金属摩擦片的外壁与凹腔的内壁之间装配误差较大，会造成非金属摩擦片在与感应驱动盘抵触后，非金属摩擦片的外壁与凹腔的内壁之间发生相对滑移，导致电磁离合器不能正常使用，更换摩擦片并不能很好地提高电磁离合器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种失电电磁离合器总成，解决的技术问题是如何保证电磁离合器的正常使用并提高使用寿命。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种失电电磁离合器总成，包括转轴、皮带轮、线圈铁芯组件和耦合片，所述耦合片通过通电后的线圈铁芯组件与皮带轮吸合，其特征在于，所述皮带轮上固定连接有限位板，所述耦合片位于皮带轮与限位板之间并能够轴向移动，所述转轴上周向固定有摩擦片，所述摩擦片位于耦合片与限位板之间并能够轴向滑动，所述皮带轮与耦合片之间设置有弹性驱动件，当线圈铁芯组件失电时所述弹性驱动件作用在耦合片上使耦合片和限位板将摩擦片夹持于两者之间。
皮带轮通过传动机构与发动机的转动轴连接，发动机的转动轴转动带动皮带轮转动，限位板固定连接在皮带轮上从而随皮带轮一起转动，转轴的一端上连接有水泵叶轮。当线圈铁芯组件失电时，耦合片没有被吸合到皮带轮上，在弹性驱动件的作用下，耦合片和限位板将摩擦片夹持在两者之间，使耦合片、摩擦片和限位板叠合并达到固定状态，从而使皮带轮通过摩擦片带动转轴转动并达到同步转动，实现水泵的高速转动。当线圈铁芯组件通电时，线圈铁芯组件产生磁力使耦合片向皮带轮靠近并被吸合在皮带轮上，耦合片、摩擦片和限位板之间放松，摩擦片不再与限位板固定，皮带轮的转动不能被传递到转轴上，转轴不再随皮带轮同步转动，水泵不再高速转动。
在线圈铁芯组件从得电到失电的切换过程中，摩擦片与限位板之间从放松到叠合固定，摩擦片与限位板接触后不会立即就能够与限位板同步转动，限位板与摩擦片之间具有一个相对转动的过渡过程。在相对转动的过渡过程中，摩擦片与限位板之间产生摩擦磨损，从而对摩擦片造成一定的摩擦损耗，相对于现有技术中只要磨损一小部分就会引起感应驱动盘与金属导磁盘接触而出现打滑不同，本发明中当摩擦片的表面磨损一小部分时，摩擦片主体的大部分结构依然存在并位于限位板和耦合片之间，而且由于摩擦片能够轴向移动，在电磁离合器总成失电时，在弹性驱动件的作用下摩擦片通过轴向移动能够始终被耦合片和限位板夹持固定，避免了电磁离合器因为摩擦接触物质变化发生摩擦打滑而失效，从而保证了电磁离合器的正常使用并提高了电磁离合器的使用寿命。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述限位板与皮带轮之间固定有限位柱，所述限位柱的两端分别抵靠在限位板和皮带轮上。
限位柱将皮带轮和限位板分开，限位柱的设置保证了限位板与皮带轮之间具有稳定的活动间隙空间，使摩擦片在放松时不会与限位板和耦合片之间产生摩擦，减少摩擦片的非正常损耗，保证电磁离合器的使用寿命，同时也避免了摩擦引起的限位板带动摩擦片和转轴转动，保证了电磁离合器的正常使用。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述限位柱位于摩擦片的外侧，且所述摩擦片与限位柱之间具有空隙。
空隙的设置避免了摩擦片与限位柱之间产生摩擦，避免了摩擦片的非正常摩擦损耗，保证电磁离合器的使用寿命，同时也避免了限位柱与摩擦片接触引起限位柱带动摩擦片转动，保证电磁离合器的正常使用。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述耦合片上设置有穿孔，所述限位柱穿设在穿孔内。
限位柱穿设在耦合片的穿孔内，使耦合片周向固定在皮带轮上，避免耦合片和皮带轮之间的弹性驱动件与耦合片或者皮带轮发生相对转动，避免弹性驱动件发生摩擦磨损，保证了电磁离合器的正常使用。而且限位柱具有导向作用，使耦合片滑动更稳定，减少耦合片与摩擦片之间的非正常磨耗，保证电磁离合器的使用寿命。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述摩擦片与转轴花键连接。
花键连接使摩擦片与转轴拆装方便，且花键结构受力均匀，保证摩擦片的使用寿命，从而保证离合器的使用寿命。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述限位板通过螺钉或者螺栓与皮带轮固定连接，所述限位柱上设置有通孔，所述螺钉或者螺栓穿设在通孔内。
通过螺钉或者螺栓能够同时将限位板、限位柱和耦合片固定在皮带轮上，使限位板、限位柱和耦合片安装方便，使电磁离合器结构紧凑且拆装方便。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述限位柱有数个并沿皮带轮的周向均匀分布。
这样使限位板固定牢固，使限位板与皮带轮之间的活动间隙保持更好的稳定状态，保证摩擦片的使用状态，保证电磁离合器的使用寿命。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述皮带轮的端面上沿周向均匀设置有数个安装孔，所述弹性驱动件安装在安装孔内。
这样使耦合片在受到弹性驱动件的作用时受力均匀，使耦合片、摩擦片和限位板之间的叠合固定稳定，保证电磁离合器的正常使用。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述摩擦片上与耦合片相对的侧面以及与限位板相对的侧面均设置有耐磨层。
耐磨层由耐磨材料制成，耐磨材料如碳化硅、氧化铝等。耐磨层的设置可以提高摩擦片的使用寿命，从而提高电磁离合器的使用寿命。
在上述的失电电磁离合器总成中，所述转轴上固定连接有磁铁附板，所述皮带轮上还固定连接有散热板，所述磁铁附板与散热板相对设置且两者之间具有间隙，所述磁铁附板的外沿处固定有均匀分布的数个永磁铁，所述散热板上设置有与永磁铁对应的感应金属。
当线圈铁芯组件通电时，耦合片被吸合在皮带轮上，耦合片、摩擦片和限位板之间放松，皮带轮不能通过摩擦片带动转轴同步转动。由于散热板与皮带轮固定连接，皮带轮转动带动散热板转动，而散热板上的感应金属与磁铁附板上的永磁铁之间具有磁感应作用力，通过磁力散热板带动磁铁附板差速转动，这样就使转轴与皮带轮之间形成差速转动，实现了水泵在线圈铁芯组件通电时的低速转动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
皮带轮上固定连接限位板，摩擦片与转轴周向固定并能够轴向滑动，摩擦片位于耦合片和限位板之间，在弹性驱动件的作用下耦合片和限位板将摩擦片夹持于两者之间，保证了电磁离合器的正常使用并提高了使用寿命。在皮带轮与限位板之间固定限位柱，保证皮带轮与限位板之间的活动间隙，限位柱穿设在耦合片的穿孔内，使耦合片活动稳定，且保证了弹性驱动件的使用寿命，摩擦片与限位柱之间具有空隙，保证摩擦片的正常使用，这些均进一步保证了电磁离合器的正常使用并提高了使用寿命。
附图说明
图1是本失电电磁离合器总成通电时的剖视图；
图2是本失电电磁离合器总成失电时的剖视图；
图3是图1中摩擦片处的放大图；
图4是图2中摩擦片处的放大图。
图中，1、转轴；2、轴套；3、轴连轴承；4、水泵壳体；5、皮带轮；5a、安装孔；6、轴承；7、摩擦片；7a、耐磨层；8、线圈铁芯组件；9、限位板；10、活动间隙；11、限位柱；11a、通孔；11b、空隙；12、耦合片；12a、穿孔；13、弹性驱动件；14、磁铁附板；14a、永磁铁；15、散热板；15a、感应金属；16、间隙；17、连接板；18、螺钉。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1-图4所示，一种失电电磁离合器总成，包括转轴1，转轴1的内端与水泵叶轮固定连接，转轴1的外端固定连接有轴套2，轴套2与转轴1通过紧配固定，皮带轮5转动连接在转轴1上。转轴1的中部设置有轴连轴承3，轴连轴承3上连接有水泵壳体4，皮带轮5通过轴承6连接在水泵壳体4上。皮带轮5的内端面上设置有呈环形的空腔，空腔内设置有线圈铁芯组件8，线圈铁芯组件8与水泵壳体4固定连接。皮带轮5的外端面上固定连接有限位板9，限位板9与皮带轮5的外端面之间具有活动间隙10。限位板9与皮带轮5之间固定有限位柱11，限位柱11的两端分别抵靠在皮带轮5和限位板9上。限位柱11的轴线高度就是活动间隙10的轴向宽度。限位柱11有数个并均匀的排列在皮带轮5外端面的边沿上，限位柱11上设置有通孔11a，螺钉18或者螺栓穿过通孔11a后与皮带轮5螺纹连接，即限位板9通过螺钉18或者螺栓与皮带轮5固定连接。限位柱11的数量可以两个、三个或者四个。活动间隙10内设置有耦合片12，耦合片12与皮带轮5周向固定，并且耦合片12在活动间隙10内能够轴向滑动。耦合片12的边沿处设置有与限位柱11一一对应的穿孔12a，限位柱11穿过对应的穿孔12a。耦合片12与限位板9均套装并悬空在转轴1上。
轴套2的外侧面上设置有外花键，轴套2上套装有摩擦片7，摩擦片7与轴套2的外花键花键配合，摩擦片7位于耦合片12和限位板9之间，且摩擦片7在轴套2上能够沿轴向滑动。耦合片12、摩擦片7和限位板9平行设置，耦合片12的轴向宽度与摩擦片7的轴向宽度之和小于限位柱11的轴向高度。轴套2与摩擦片7之间也可以通过单键或者双键配合连接。摩擦片7上与耦合片12相对的侧面以及与限位板9相对的侧面上均设置有耐磨层7a，耐磨层7a由耐磨材料制成，耐磨材料可以是氧化铝或者碳化硅等材料。限位柱11位于摩擦片7的外侧，且摩擦片7与限位柱11之间具有空隙11b。皮带轮5和耦合片12之间设置有弹性驱动件13，当线圈铁芯组件8通电时，耦合片12克服弹性驱动件13的作用力被吸合在皮带轮5的外端面上，当线圈铁芯组件8失电时，弹性驱动件13作用在耦合片12上使耦合片12和限位板9将摩擦片7夹持在两者之间，使耦合片12、摩擦片7和限位板9叠合并达到固定状态。弹性驱动件13包括压簧，皮带轮5外端面的边沿处设置有安装孔5a，压簧安装在安装孔5a内，安装孔5a有数个并沿周向均匀排列，压簧有数个并与安装孔5a一一对应。安装孔5a的数量可以根据皮带轮5的大小和压簧的大小设置。
轴套2的外端面上固定连接有磁铁附板14，磁铁附板14的外端侧设置有与皮带轮5固定连接的散热板15，磁铁附板14与散热板15相对设置且两者之间具有间隙16。散热板15通过连接板17固定连接在皮带轮5上，连接板17的一端连接在散热板15的外侧面上，连接板17的另一端连接在皮带轮5的外侧面上。磁铁附板14的外沿处固定有均匀分布的数个永磁铁14a，散热板15上设置有与永磁铁14a对应的感应金属15a，感应金属15a为呈环形的铁板或者钢板。永磁铁14a的数量可以根据磁铁附板14的大小和永磁铁14a的大小设置。
皮带轮5通过传动机构与发动机的转动轴连接，发动机的转动轴转动带动皮带轮5转动。当线圈铁芯组件8失电时，耦合片12没有被吸合到皮带轮5上，在弹性驱动件13的作用下，耦合片12和限位板9将摩擦片7夹持在两者之间，使耦合片12、摩擦片7和限位板9叠合并到达固定状态，皮带轮5通过摩擦片7带动转轴1转动，并使转轴1达到与皮带轮5同步转动，实现水泵的高速转动。当线圈铁芯组件8通电时，线圈铁芯组件8产生磁力使耦合片12向皮带轮5靠近并被吸合在皮带轮5上，耦合片12、摩擦片7和限位板9之间放松，摩擦片7不再与限位板9固定，皮带轮5的转动通过散热板15上的感应金属15a和磁铁附板14上的永磁铁14a传递到转轴1上，转轴1与皮带轮5实现差速转动，水泵实现低速转动。
在线圈铁芯组件8从得电到失电的切换过程中，摩擦片7与限位板9之间从放松到叠合固定，摩擦片7与限位板9接触后不会立即就能够与限位板9同步转动，限位板9与摩擦片7之间具有一个相对转动的过渡过程。在相对转动的过渡过程中，摩擦片7与限位板9之间产生摩擦磨损，从而对摩擦片7造成一定的摩擦损耗，相对于现有技术中只要磨损一小部分就会引起感应驱动盘与金属导磁盘接触而出现打滑不同，本发明中当摩擦片7的表面磨损一小部分时，摩擦片7主体的大部分结构依然存在并位于限位板9和耦合片12之间，而且由于摩擦片7能够轴向移动，在电磁离合器总成失电时，在弹性驱动件13的作用下摩擦片7通过轴向移动能够始终被耦合片12和限位板9夹持并实现叠合固定，避免了电磁离合器因为摩擦接触物质变化发生摩擦打滑而失效，从而保证了电磁离合器的正常使用并提高了电磁离合器的使用寿命。
另外由于摩擦片7与转轴1花键连接并能够轴向滑动，当摩擦片7损耗到一定量时，可以通过拆换新的摩擦片7使电磁离合器总成继续使用，而更换的过程中也不会对转轴1和摩擦片7的连接结构造成影响，使新的摩擦片7与旧的摩擦片7具有一样的连接效果，保证离合器的使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种失电电磁离合器总成，包括转轴(1)、皮带轮(5)线圈铁芯组件(8)和耦合片(12)，所述耦合片(12)通过通电后的线圈铁芯组件(8)与皮带轮(5)吸合，其特征在于，所述皮带轮(5)上固定连接有限位板(9)，所述耦合片(12)位于皮带轮(5)与限位板(9)之间并能够轴向移动，所述转轴(1)上周向固定有摩擦片(7)，所述摩擦片(7)位于耦合片(12)与限位板(9)之间并能够轴向滑动，所述皮带轮(5)与耦合片(12)之间设置有弹性驱动件(13)，当线圈铁芯组件(8)失电时所述弹性驱动件(13)作用在耦合片(12)上使耦合片(12)和限位板(9)将摩擦片(7)夹持于两者之间。
2.根据权利要求1所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述限位板(9)与皮带轮(5)之间固定有限位柱(11)，所述限位柱(11)的两端分别抵靠在限位板(9)和皮带轮(5)上。
3.根据权利要求2所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述限位柱(11)位于摩擦片(7)的外侧，且所述摩擦片(7)与限位柱(11)之间具有空隙(11b)。
4.根据权利要求2所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述耦合片(12)上设置有穿孔(12a)，所述限位柱(11)穿设在穿孔(12a)内。
5.根据权利要求1-4任一所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述摩擦片(7)与转轴(1)花键连接。
6.根据权利要求2或3或4所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述限位板(9)通过螺钉(18)或者螺栓与皮带轮(5)固定连接，所述限位柱(11)上设置有通孔(11a)，所述螺钉(18)或者螺栓穿设在通孔(11a)内。
7.根据权利要求2或3或4所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述限位柱(11)有数个并沿皮带轮(5)的周向均匀分布。
8.根据权利要求1-4任一所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述皮带轮(5)的端面上沿周向均匀设置有数个安装孔(5a)，所述弹性驱动件(13)有数个并一一对应地安装在安装孔(5a)内。
9.根据权利要求1-4任一所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述摩擦片(7)上与耦合片(12)相对的侧面以及与限位板(9)相对的侧面均设置有耐磨层(7a)。
10.根据权利要求1-4任一所述的失电电磁离合器总成，其特征在于，所述转轴(1)上固定连接有磁铁附板(14)，所述皮带轮(5)上还固定连接有散热板(15)，所述磁铁附板(14)与散热板(15)相对设置且两者之间具有间隙(16)，所述磁铁附板(14)的外沿处固定有均匀分布的数个永磁铁(14a)，所述散热板(15)上设置有与永磁铁(14a)对应的感应金属(15a)。
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