电磁离合器概述.docx

电磁离合器（Electromagnetic Clutch）
电磁离合器定义：
在电磁力作用下具有离合功能的离合器。
电磁离合器分类：
干式单片电磁离合器
干式多片电磁离合器
湿式多片电磁离合器
磁粉电磁离合器
转差式电磁离合器
电磁离合器结构和工作原理
干式单片电磁离合器：线圈通电时产生磁力吸合“衔铁”片，离合器处于接合状态；线圈断电时“衔铁”弹回，离合器处于分离状态。
　　干式多片/湿式多片电磁离合器：原理同上，另外增加几个摩擦付，同等体积转矩比干式单片电磁离合器大，湿式多片电磁离合器工作时必须有油液冷却和润滑。
　　磁粉离合器：在主动与从动件之间放置磁粉，不通电时磁粉处于松散状态，通电时磁粉结合，主动件与从动件同时转动。优点：可通过调节电流来调节转矩，允许较大滑差。缺点：较大滑差时温升较大，相对价格高
　　转差式电磁离合器：离合器工作时，主、从部分必须存在某一转速差才有转矩传递。转矩大小取决于磁场强度和转速差。励磁电流保持不变，转速随转矩增加而剧烈下降；转矩保持不变，励磁电流减少，转速减少得更加严重。
　　转差式电磁离合器由于主、从动部件间无任何机械连接，无磨损消耗，无磁粉泄漏，无冲击，调整励磁电流可以改变转速，作无级变速器使用，这是它的优点。该离合器的主要缺点是转子中的涡流会产生热量，该热量与转速差成正比。低速运转时的效率很低，效率值为主、从动轴的转速比，即η＝n2/n1
　　适用于高频动作的机械传动系统，可在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分结合或分离。
　　主动件与从动件之间处于分离状态时，主动件转动，从动件静止；主动件与从动件之间处于接合状态，主动间带去从动件转动。
　　广泛适用于机床、包装、印刷、纺织、轻工、及办公设备中。
电磁离合器一般用于环境温度－20—50％，湿度小于85％，无爆炸危险的介质中，其线圈电压波动不超过额定电压的±5％
电磁离合器电磁制动器的9种基本使用方法
1.连接与切离动作：驱动部位与起动部位之间安装离合器，则不须停止驱动处，起动处会依必要反应做连接与切离的动作.
2.保持制动：为了维持惯性负荷、紧急状况、作业途中时的机器中断而使用制动器.
3. 变速：作业途中时有相互转换速度的情形、此时使用离合器、则不须关闭驱动处即可变速.
4. 正反转：负荷点的正反转切换时、配合离合器使用则驱动外只要顺向回转即可.
5. 高频运转：在快速循环中的断续运转、反复利用马达上的ON、OFF所提供的频度有限、因此使用离合器、使之迅速反应、高精度的制动.
6. 位置推算：停留于测定位置或定量的传送都须仰赖高精度定位装置、使用离合器便能达到定位或定量功能.
7. 寸动：机械开始作动与位置接合时、只须以离合器瞬时作动即可.
8. 缓冲起动、制动：减少对负荷的冲击之起动、停止，可调节转速使用，但如发热过大、应把滑差的时间缩短.

                 变速                                     寸动                             定位停止.分度

            高频度运转                           过负荷保护                       缓冲起动.停止

             链接.切离                                 正反转                               制动.保持

使用注意事项
●干式电磁离合器使用时禁止加入油脂，否则将导致扭矩下降。
●电磁离合器安装前必须清洗干净，去除防锈脂及杂物。
●电磁离合器可同轴安装，也可以对轴安装，轴向必须固定，主动部分与从动部分均不允许有轴向窜动，对轴安装时，主动部份与从动部份轴之间同轴度应不大于0.1mm。
●湿式电磁离合器工作时,必须在摩擦片间加润滑油，润滑方式采用(1)分浇油润滑;(2)油浴润滑，其浸入油中的部分约为离合器体积的5倍;(3)轴心供油润滑，在高速和高频动作时应采用轴心供油方法。
●牙嵌式电磁离合器安装时,必须保证端面齿之间有一定间隙，使空转时无磨齿现象,但不得大于δ值。
●电磁离合器及制动器为B级绝缘,正常温升40℃。极限热平衡时的工作温度不允许超过100℃,否则线圈与摩擦部分容易发生破坏。
●电源及控制线路，离合器电源为一般为直流24伏(特殊定货除外)。它由三相或单相交流电压经降压和全波整流得到，无稳压及滤波要求，电源功率要大于电磁离合器额定功率1.5倍以上。使用半波整流电源必须加装续流二极管。
电磁离合制动器简易选用与计算：
1. 根据电动机的功率和电磁离合器轴上的转速来决定所需要选用电磁离合器的力矩大小。
M=973ｘＰ／n
M：电磁离合器力矩（Kg m）. P：电动机功率（KW） n:电磁离合器转速（r.p.m）
可由以上计算公式来选定离合（制动）器的大小。
2．安全系数：由于机械特性不同，受负载、惯量、频率、转速、时间等因素影响，必须充分地考虑安全系数，所以当正确计算（项1）选定（项2）离合器力矩大小后要根据不同机械特点乘以安全系数。请参照表安全系数（表）

原动机种类及机械种类
电动机
内燃机
特性要求
小型机械：打包机、办公机、医疗机等
1.5-1.8
2.4-2.9
负载不变惯量低频率低
中型机械：车、铣床及纺织机、印刷机、包装机木工机等
1.8-2.0
2.8-3.4
负载不便惯量较低，频率较高
重型机械：剪切机、轧钢机、钻床、造纸机等
2.5-3
3.5-5.5
冲击负载、高频动作
当电磁离合(制动)器负载加速时,其动摩擦力矩必须大于机械负载力矩与加速力矩之和,静摩擦力矩必须大于负载转动时的力矩,为此在选定时请参考用户简易选用栏计算力矩乘安全系数即为合理力矩.
3. 发热:
电磁离合(制动)器的发热是由相互摩擦时产生,它是主要发热源其次是空载力矩和线圈功率产生的,所以当用户发现该产品出现过热现象是时要及时分析原因,往往由于热量散发不良,造成力矩的下降,导致线圈的烧损.一般情况只要选用合理力矩的产品温度不超过线卷允许E级绝缘等级要求,不会出现上述情况.但在高频功合下连续运行,因累计热量散发不出可能造成误动作现象。这时要提高选用力矩值较大等级产品。

二、力矩容量的选定验算
　　摩擦力矩包括动力距和静力矩，要根据负载使用情况选定。单凭原动机力矩计算非常 危险，应综合考虑。
通常根据电动机的功率和离合器轴上的转速来决定所需要选用离合器的力矩大小。
一般按 公式计算。M=P*975/n
M：离合器力矩（Kg m）. P：电动机功率（KW）n:离合器转速（Ypm）
由上述计算公式来选定离合（制动）器的大小：
（例）电动机功率P=7.5Kw,离合器轴转速n=1750YPM时,离合器的扭矩M=4.18Kgm
。由于不同机械特性的要求不同，受负载、惯量、频率、转速、时间等因素影响，必须充分地考虑安全系数，所以当正确选定离合器力矩大小后要根据不同机械特点适当扩大离合器力矩，请参照表2查取
原 动 机 种 类
机 械 种 类
电动机
内燃机
特 性 要 求
小型机械：打包机、办公机、医疗机等
1.5～1.8
2.4~2.9
负载不变惯量低频率低
中型机械：车、铣床及纺织机、印刷机、包装机木工机等
1.8~2.0
2.8~3.4
负载不便惯量较低，频率较高
重型机械：剪切机、轧钢机、钻床、造纸机等
2.5~3
3.5~5.5
冲击负载、高频动作
产品结构的选择：
在选用电磁离合（制动）器时，因使用条件不同，所需要的离合（制动）器的结构也不同，为了决定机构的形式，用户还必须注意产品的特性，根据用户不同，选择如下参数说明，以供参数。
（1） 结合功与制动功（最大一次结合功为寿命概念）。
当结合加速时
当制动减速时
符号说明：
Ee:加速时结合功 En:制动时结合功
GD :转动惯量 动摩擦力矩
M1:f负载力矩 n:离合器轴转速（YPm）
电磁离合器力矩与时间过渡曲线
符号说明：
Md:动态摩擦力矩（相对滑差过程） Mj:静态摩擦力矩（没有相对滑差）
Mf:负载力矩 Ta:衔铁移动时间（电压接通到压紧）（sec）
Tw：趈立时间 Te:同步时间 （sec）
Tj: 接通时间（当力矩上升到90％时）（sec）Td：断开时间（当力矩下降到10％）（sec）
TH：释放时间（sec）
离合器的接通时间 Te=Ta+Tw (sec)
制动器的制动时间 Tb=Ta+Tac (sec)
离合器实际结合时间
制动器实际结合时间
(3)力矩的计算：
在离合（制动）器驱动从动轴加速时力矩
符号说明： F: 削力或进给驱动下工件重（Kg） 滑动摩擦系数（ ）
V: 工件速度 （m／min）
n: 离合(制动)器轴的转速 (ypm)
: 机床效率
当离合(制动)器负载加速时,其动摩擦力矩必须大于机械负载力矩与加速力矩之和,静摩擦力矩必须大于负载转动时的力矩,为此在选定时请参考用户简易选用栏计算力矩乘安全系数即为合理力矩.
(4) 发热:
离合(制动)器的发热是由相互摩擦时产生,它是主要发热源其次是空载力矩和线圈功率产生的,所以当用户发现该产品出现过热现象是时要及时分析原因,往往由于热量散发不良,造成力矩的下降,导致线圈的烧损.一般情况只要选用合理力矩的产品温度不超过线卷允许E级绝缘等级要求,不会出现上述情况.但在高频功合下连续运行,因累计热量散发不出可能造成误动作现象。这时要提高选用力矩值较大等级产品。
(5) 力矩动作过渡曲线
下面表示湿式电磁离合器动作特性（面1）干式电磁离合器动作特性（面2）。当电磁离合器通电加压时，激磁电流沿着线圈的电 和电阻来决定曲线，他是按照指数函数递增，此时激磁电流达到规定值时，磁轭(线圈体)产生闭合磁通，把衔铁与摩擦片吸引出现平稳力矩即为动力矩，当从动速度与主动速同步时，出现峯值即与静力矩，此时负载从启动到加速达到同步速度完成结合过程。断开激磁电流后磁通逐渐衰减通过自身的脱开装置或离心作用。把摩擦片和衔铁脱开力矩逐渐消失。
湿式电磁离合器特性曲线 干式电磁离合器特性曲线
注：n:主轴转速（rpm） :从动轴转速（rpm）U:直流额定电压7
I:激磁电流（A M:力矩（kgm）