CN114151463A - 电磁离合器总成 - Google Patents

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CN114151463A
CN114151463A CN202111484020.7A CN202111484020A CN114151463A CN 114151463 A CN114151463 A CN 114151463A CN 202111484020 A CN202111484020 A CN 202111484020A CN 114151463 A CN114151463 A CN 114151463A
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张志龙
姜晓光
李欢
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Nanjing Lischen Intelligent Equipment Co ltd
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Abstract

本发明涉及电磁离合器总成，尤其是涉及一种含有磁性件以使转子和电枢彻底分离的电磁离合器总成。该电磁离合器总成包括依次同轴设置的磁性件、电枢、转子和线圈组件；电枢在外部驱动装置的作用下可绕轴旋转，线圈组件在通电状态时产生电磁吸引力以使电枢与转子压接从而完成驱动力输出；在线圈组件不通电状态时，磁性件将电枢吸附到转子相反的方向以使电枢与转子彻底脱离。本发明中的磁性件可以使电枢和转子彻底脱离，从而防止电枢和转子摩擦产生异音、磨损，并且防止电枢和转子长时间接触发生生锈。

Description

电磁离合器总成
技术领域
本发明涉及电磁离合器总成，尤其是涉及一种含有磁性件以使转子和电枢彻底分离的电磁离合器总成。
背景技术
电磁离合器总成的基本原理是靠线圈的通断电来控制离合器的结合与分离，当线圈通电时，会产生轴向的磁场，产生的磁力使转子把电枢吸附过来，当线圈断电时，磁力消失，转子和电枢分离。
现有的电磁离合器总成在线圈不通电的时候，电枢和转子存在分离不彻底的问题，电枢和转子摩擦产生异音、磨损，并且二者长时间接触会发生生锈。
发明内容
本发明提供了一种电磁离合器总成，以缓解现有电磁离合器总成的电枢和转子存在分离不彻底的问题，电枢和转子摩擦产生异音、磨损，并且二者长时间接触会发生生锈的问题。
为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
一种电磁离合器总成包括依次同轴设置的磁性件、电枢、转子和线圈组件；电枢在外部驱动装置的作用下可绕轴旋转，线圈组件在通电状态时产生电磁吸引力以使电枢与转子压接从而完成驱动力输出；在线圈组件不通电状态时，磁性件将电枢吸附到转子相反的方向以使电枢与转子彻底脱离。
更进一步地，磁性件与电枢之间同轴设置有磁性件垫片以隔开磁性件和电枢。
更进一步地，转子朝向线圈组件的一侧同轴设置有一环形的环形槽，线圈组件位于环形槽内；环形槽的底面朝向电枢且底面和电枢分别设置为镂空结构，电枢和底面的镂空结构相互错开。
更进一步地，还包括同轴设置于电枢远离转子一侧的输出齿轮，输出齿轮与电枢通过榫卯结构连接；还包括与输出齿轮组成齿轮组的主动齿轮，驱动装置和主动齿轮连接以带动输出齿轮旋转。
更进一步地，还包括设置有台阶结构的转轴，转子朝向电枢的端面抵接于台阶结构，且转子与转轴为过盈配合；转轴套装于从动装置的旋转轴上。
更进一步地，转轴远离线圈组件的一端设置有环状凸起，环状凸起和转子之间形成一安装空间；输出齿轮和电枢套装于转轴上且限位于安装空间内。
更进一步地，线圈组件包括套装在转轴上的线轴、缠绕在线轴上的线圈和套在线轴上的外罩；外罩设置有圆形槽且圆形槽的开口朝向转子，圆形槽与环形槽形成一限位空间，线轴位于限位空间内。
更进一步地，线轴靠近外罩的端面上设置有一凸起段，外罩设置有对应的开口，凸起段穿过开口并通过卡子结构固定于外部一固定部件以防止线轴旋转。
更进一步地，转子和线轴之间设置有环形垫圈，外罩和转子之间设置有间隙垫圈。
更进一步地，还包括刚性连接于远离输出齿轮的转轴端部的衬垫，衬垫和转子之间形成一安装空间，线轴和外罩位于安装空间且线轴和外罩有活动空间。
本发明中的电磁离合器总成的有益效果分析如下：
一种电磁离合器总成包括依次同轴设置的磁性件、电枢、转子和线圈组件；电枢在外部驱动装置的作用下可绕轴旋转，线圈组件在通电状态时产生电磁吸引力以使电枢与转子压接从而完成驱动力输出；在线圈组件不通电状态时，磁性件将电枢吸附到转子相反的方向以使电枢与转子彻底脱离。
当线圈组件通电时，其产生的电磁吸引力使电枢和转子磁力吸附，从而，驱动装置通过电枢带动转子旋转，转子将动力传递至从动装置完成驱动力输出；当线圈组件不通电时，磁性件吸附电枢使电枢和转子彻底脱离，从而切断驱动装置的动力输出，从而使从动装置按照要求停转。
本发明中的电磁离合器总成的磁性件可以使电枢和转子彻底脱离，从而防止电枢和转子摩擦产生异音、磨损，并且防止电枢和转子长时间接触发生生锈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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本发明实施方式提供的电磁离合器总成的爆炸图；
图2本发明实施方式提供的电磁离合器总成的剖面图；
图3为线圈组件通电时，电枢和转子贴合的结构示意图；
图4为线圈组件不通电时，电枢和转子分离的结构示意图；
图5本发明实施方式提供的电枢和转子的结构示意图；
图6本发明实施方式提供的输出齿轮和电枢的装配图；
图7本发明实施方式提供的线轴的固定结构示例图；
图8本发明实施方式提供的通用型的电磁继电器和输出齿轮的组装图。
图标：
100-磁性件；200-电枢；300-转子；400-线圈组件；500-磁性件垫片；600-输出齿轮；700-转轴；710-环状凸起；720-台阶结构；800-旋转轴；900-环形垫圈；1000-间隙垫圈；1100-衬垫；1200-连接插座；410-线轴；420-外罩；411-凸起段；01-环形槽；02-圆形槽；03-安装槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
电磁离合器总成的基本原理是靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，当线圈通电时，会产生轴向的磁场，产生的磁力使转子把电枢吸附过来，当线圈断电时，磁力消失，转子和电枢分离。
现有的电磁离合器总成在线圈不通电的时候，电枢和转子存在分离不彻底的问题，电枢和转子摩擦产生异音、磨损，并且二者长时间接触会发生生锈。
有鉴于此，本实施例提供了一种电磁离合器总成，请一并参考图1至图4，包括依次同轴设置的磁性件100、电枢200、转子300和线圈组件400；电枢200在外部驱动装置的作用下可绕轴旋转，线圈组件400在通电状态时产生电磁吸引力以使电枢200与转子300压接从而完成驱动力输出；在线圈组件400不通电状态时，磁性件100将电枢200吸附到转子300相反的方向以使电枢200与转子300彻底脱离。
当线圈组件400通电时，其产生的电磁吸引力使电枢200和转子300磁力吸附，从而，驱动装置通过电枢200带动转子300旋转，转子300将动力传递至从动装置完成驱动力输出；当线圈组件400不通电时，磁性件100吸附电枢200使电枢200和转子300彻底脱离，从而切断驱动装置的动力输出，从而使从动装置按照要求停转。
本发明中的电磁离合器总成的磁性件100可以使电枢200和转子300彻底脱离，从而防止电枢200和转子300摩擦产生异音、磨损，并且防止电枢200和转子300长时间接触发生生锈。
本实施例的可选方案中，磁性件100与电枢200之间同轴设置有磁性件垫片500以隔开磁性件100和电枢200，从而防止电枢200和磁性件100接触导致磁化、不易脱离、生锈等问题。
本实施例的可选方案中，转子300朝向线圈组件400的一侧同轴设置有一环形的环形槽01，线圈组件400位于环形槽01内，当线圈组件400通电时，产生的磁力通过转子300流动，转子300的磁力通过离它很近的电枢200流动，这样转子300把电枢200通过强大的磁力吸附过来，为了使磁场沿着电枢200和转子300之间流动，请参考图5，转子300环形槽01的底面朝向电枢200且底面和电枢200分别设置为镂空结构，电枢200和底面的镂空结构相互错开。
动力是通过电枢200和转子300之间压紧后的静摩擦力提供的，为了达到足够大的输出力矩，必须提高电枢200和转子300之间的摩擦力，因此，在两者的接触面上分别追加了研磨工艺，研磨可以提高其表面的摩擦系数，并且研磨后表面更平整，这样吸附效果更好。更进一步地，为了防止其研磨后生锈追加清洗工艺。
本实施例的可选方案中，还包括同轴设置于电枢200远离转子300一侧的输出齿轮600，输出齿轮600与电枢200通过榫卯结构连接，关于二者的形状结构和连接方式，请参考图6，具体说明如下：
输出齿轮600朝向电枢200的一侧设置有环状凹槽，电枢200设置为圆环状，圆环状的电枢200安装于环状凹槽内；
榫卯结构包括设置于环状凹槽的侧壁/电枢200圆环的边缘之一的凹槽结构，和设置于电枢200圆环的边缘/环状凹槽的侧壁另一的凸起结构；
凹槽结构和凸起结构相互咬合，起到连接固定作用。
本实施例的可选方案中，还包括与输出齿轮600组成齿轮组的主动齿轮，驱动装置和主动齿轮连接，主动齿轮和输出齿轮600相互啮合，当启动驱动装置时，驱动装置通过主动齿轮带动输出齿轮600旋转，进而带动电枢200旋转。
本实施例的可选方案中，还包括设置有台阶结构720的转轴700，转子300朝向电枢200的端面抵接于台阶结构720，且转子300与转轴700为过盈配合，当转子300旋转时带动转轴700转动；转轴700套装于从动装置的旋转轴800上，从而转轴700带动从动装置的旋转轴800旋转。
关于通过线圈组件400的通断电来控制从动装置的启停过程，请参考图3和图4，具体说明如下：
当线圈组件400通电时，产生的磁力通过转子300流动，转子300的磁力通过离它很近的电枢200流动，这样转子300把电枢200通过强大的磁力吸附过来，请参考图3，转子300和电枢200紧密贴合，同时，驱动装置通过主动齿轮带动输出齿轮600旋转，输出齿轮600和电枢200通过榫卯结构紧密连接，进而通过电枢200带动转子300旋转，又因为转子300和转轴700之间通过榫卯结构连接，从而带动转轴700旋转，转轴700带动从动装置的旋转轴800旋转，从而完成驱动力输出；
当线圈组件400不通电时，请参考图4，电枢200和转子300分开，二者之间有少许间隙，同时在磁性件100的作用下将电枢200吸附到转子300相反的方向以使电枢200与转子300彻底脱离，从而输出齿轮600带动电枢200空转，切断驱动装置的动力输出，使从动装置按指令停止工作。
本实施例的可选方案中，转轴700远离线圈组件400的一端设置有环状凸起710，环状凸起710和转子300之间形成一安装空间；输出齿轮600和电枢200套装于转轴700上且限位于安装空间内。该安装空间的大小要确保输出齿轮600有一定的轴向活动空间，但是又不能过大，一方面防止电枢200从输出齿轮600中脱出导致不能带动电枢200旋转，另一方面保证电枢200和转子300之间的距离很小，同时两者之间很难发生相对滑动，所以通电吸附以及断电分离的反应速度很快，进而满足从动装置要求的高响应速度。
本实施例的可选方案中，线圈组件400包括套装在转轴700上的线轴410、缠绕在线轴410上的线圈和套在线轴410上的外罩420；外罩420设置有圆形槽02且圆形槽02的开口朝向转子300，圆形槽02与环形槽01形成一限位空间，线轴410位于限位空间内。线圈按照转轴700的圆周方向缠绕在线轴410上，当线圈通电时，电流按照线轴410圆周方向流动，会产生轴向的磁场，产生的磁力沿着线圈的表面流动，包裹着线轴410的外罩420的磁力通过转子300流动，转子300的磁力通过离它很近的电枢200流动，这样转子300把电枢200通过强大的磁力吸附过来，从而实现通过电枢200带动转子300和转轴700等部件一起旋转，但是线轴410和外罩420是不能旋转的，这样线轴410和外罩420与其它部件之间就会有相对转动，这个相对转动力矩叫轴空转力矩，轴空转力矩越小越好，否则会发生动力损失，加剧磨损、异音等问题。一般轴空转力矩要求50gf.cm以下，为了满足该参数要求，一般采取以下这些措施：
1)转子300和线轴410之间设置有环形垫圈900以减小摩擦力；
2)外罩420和转子300之间设置有间隙垫圈1000以减小摩擦力；
3)远离齿轮的转轴700端部刚性连接有一衬垫1100，衬垫1100和转子300之间形成一安装空间，线轴410和外罩420位于安装空间且线轴410和外罩420有活动空间，衬垫1100组装后保证线轴410和外罩420不会被挤住；
4)为了防止转子300轴向位置移动导致的摆动，以及间歇性摩擦，把转子300完全固定在转轴700上，它们之间设计为过盈配合，组装时压入固定。
关于线轴410的固定方式，请参考图7，具体说明如下：
线轴410靠近外罩420的端面上设置有一凸起段411，外罩420设置有对应的开口，凸起段411穿过开口并通过卡子结构固定于外部一固定部件以防止线轴410旋转。
关于电磁离合器总成的工作原理具体说明如下：
当线圈通电时，电流按照线轴410圆周方向流动，会产生轴向的磁场，产生的磁力沿着线圈的表面流动，包裹着线轴410的外罩420的磁力通过转子300流动，转子300的磁力通过离它很近的电枢200流动，这样转子300把电枢200通过强大的磁力吸附过来，驱动装置通过主动齿轮带动输出齿轮600旋转，输出齿轮600和电枢200通过榫卯结构紧密连接，进而通过电枢200带动转子300旋转，又因为转子300和转轴700通过榫卯结构连接，从而带动转轴700旋转，转轴700带动从动装置的旋转轴800旋转，从而完成驱动力输出；
当线圈不通电时，磁场消失，电枢200和转子300分开，并在磁性件100的作用下将电枢200吸附到转子300相反的方向以使电枢200与转子300彻底脱离，从而输出齿轮600带动电枢200空转，切断驱动装置的动力输出，使从动装置按指令停止工作。
在本实施例中，从动装置为打印机的转轴，不同打印机适配的输出齿轮600和24V输入排线的长短是不一样的，为了得到公用化的电磁离合器总成，本实施例中设计了通用型的电磁继电器，把输出齿轮600和24V输入排线排除在外，设计者可以根据不同的需要只用再设计输出齿轮600和24V输入排线并进行组装即可。通用型的电磁继电器的好处是产品管理单一化，避免多种多样的式样区分。请参考图8，通用型的电磁继电器的线圈侧设置有排线连接插座，可以插入不同长度的排线，另一侧设置有输出齿轮600的安装槽，组装时将挂钩固定对齐安装槽后按压插入，可以组装不同参数(外径、模数等)的齿轮。
综上，本实施例中电磁离合器总成可以实现如下技术效果：
1、小型轻量级：产品重量一般能做到50g以内；
2、响应速度高：连接时间20ms以内，停止时间30ms以内；
3、组装拆解方便：安装时直接固定在从动装置的辊轴上(“D”型Cut)并用挡片固定即可，动作次数最高可达100万次；
4、磁性件100可以使电枢200和转子300彻底脱离，从而防止电枢200和转子300摩擦产生异音、磨损，并且防止电枢200和转子300长时间接触发生生锈；
5、磁性件垫片500隔开磁性件100和电枢200，从而防止电枢200和磁性件100接触导致磁化、不易脱离、生锈等问题。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电磁离合器总成，其特征在于：包括依次同轴设置的磁性件(100)、电枢(200)、转子(300)和线圈组件(400)；
所述电枢(200)在外部驱动装置的作用下可绕轴旋转，所述线圈组件(400)在通电状态时产生电磁吸引力以使所述电枢(200)与所述转子(300)压接从而完成驱动力输出；
在线圈组件(400)不通电状态时，所述磁性件(100)将所述电枢(200)吸附到所述转子(300)相反的方向以使所述电枢(200)与所述转子(300)彻底脱离。
2.根据权利要求1所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述磁性件(100)与所述电枢(200)之间同轴设置有磁性件垫片(500)以隔开所述磁性件(100)和所述电枢(200)。
3.根据权利要求1所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述转子(300)朝向所述线圈组件(400)的一侧同轴设置有环形槽(01)，所述线圈组件(400)位于所述环形槽(01)内；
所述环形槽(01)的底面朝向所述电枢(200)且所述底面和所述电枢(200)分别设置为镂空结构，所述电枢(200)和所述底面的镂空结构相互错开。
4.根据权利要求3所述的电磁离合器总成，其特征在于，
还包括同轴设置于所述电枢(200)远离所述转子(300)一侧的输出齿轮(600)，所述输出齿轮(600)与所述电枢(200)通过榫卯结构连接；
还包括与所述输出齿轮(600)组成齿轮组的主动齿轮，所述驱动装置和所述主动齿轮连接以带动所述输出齿轮(600)旋转。
5.根据权利要求4所述的电磁离合器总成，其特征在于，
还包括设置有台阶结构(720)的转轴(700)，所述转子(300)朝向所述电枢(200)的端面抵接于所述台阶结构(720)，且所述转子(300)与所述转轴(700)为过盈配合；
所述转轴(700)套装于从动装置的旋转轴(800)上。
6.根据权利要求5所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述转轴(700)远离所述线圈组件(400)的一端设置有环状凸起(710)，所述环状凸起(710)和所述转子(300)之间形成一安装空间；
所述输出齿轮(600)和所述电枢(200)套装于所述转轴(700)上且限位于所述安装空间内。
7.根据权利要求6所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述线圈组件(400)包括套装在所述转轴(700)上的线轴(410)、缠绕在所述线轴(410)上的线圈和套在所述线轴(410)上的外罩(420)；
所述外罩(420)设置有圆形槽(02)且所述圆形槽(02)的开口朝向所述转子(300)，所述圆形槽(02)与所述环形槽(01)形成一限位空间，所述线轴(410)位于所述限位空间内。
8.根据权利要求7所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述线轴(410)靠近所述外罩(420)的端面上设置有一凸起段(411)，所述外罩(420)设置有对应的开口，所述凸起段(411)穿过所述开口并通过卡子结构固定于外部一固定部件以防止所述线轴(410)旋转。
9.根据权利要求8所述的电磁离合器总成，其特征在于，
所述转子(300)和所述线轴(410)之间设置有环形垫圈(900)，所述外罩(420)和所述转子(300)之间设置有间隙垫圈(1000)。
10.根据权利要求8所述的电磁离合器总成，其特征在于，
还包括刚性连接于远离所述输出齿轮(600)的所述转轴(700)端部的衬垫(1100)，所述衬垫(1100)和所述转子(300)之间形成一安装空间，所述线轴(410)和所述外罩(420)位于所述安装空间且所述线轴(410)和所述外罩(420)有活动空间。
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