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1、摩擦离合器在压力机中的工作原理及其应用摘要：介绍了摩擦离合器的结构及在压力机中的工作原理、应用及安全保护作用。摩擦离合器是一种结构简单，在运动中能迅速接合分离，能过载保护的安全离合器，在压力机中的合理使用，可以提高压力机的安全性能。关键词：摩擦离合器；压力机；布置Principle of work and applications of friction clutch in mechanical pressesAbstract：This paper presents the principle of work and stucture of friction clutch, and the a
2、pplications and security protection in mechanical presses. Friction clutch is a kind of clutch whose structure is very simple and is capable of jointing and separating quickly in motion, and can protect the clutch even if it meets overload.Key words：friction clutch; mechanical presses; arrangement1
3、前言我国闭式单点、双点压力机多采用气电操作的摩擦离合制动器，其优点主要是在调整模具时能实现寸动行程，使滑块在任何行程位置，都能启动与制动，因而满足了在危急情况下，迅速断开动力的需要，保证生产安全。压力机的传动系统包括动力部分（电动机与飞轮）和从动部分（离合器轴与中间轴的传动齿轮，曲柄和连杆滑块等）。由于当前闭式单点和双点压力机大部分是在单次行程下工作，并且需用寸动行程调整模具，因此必须在压力机传动系统中设置摩擦离合器与制动器。其中离合器的作用是使传动系统中的从动部分和能源部分接合或脱开，制动器的作用是从动部分与能源部分脱开后将前者迅速制动。生产实践证明，离合器和制动器是压力机中的最重要的部件之
4、一，它的性能好坏直接关系到压力机生产能力能否充分发挥，对提高劳动生产率，人身与设备安全和便于维修保养等方面有着极大的影响，所以研究离合器及制动器在压力机中的应用及改进，对改进设备，提高压力机安全性能有重要意义。2 摩擦离合器的结构及工作原理2.1 结构如图1所示摩擦离合器基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四个部分组成1。压力机中的摩擦离合器的压紧机构是用来使主动盘和飞轮分离的压紧弹簧，操纵机构则是使离合器接合的装置。图1 摩擦离合器结构图Fig 1 Structure of friction clutch2.2 工作原理 1）分离状态：摩擦离合器在分离状态时，弹簧5使主动盘上的摩
5、擦片6与嵌在飞轮上的活塞4分离，切断动力源，保障设备安全预运行。2）接合状态：制动时，由进气口1通入压缩空气，推动活塞4，弹簧5被压紧，主动盘在摩擦片6的摩擦力作用下随飞轮3转动。从动盘与高速轴由平键相连，带动高速轴8转动。2.3 工作时的接合过程如图2为实测电动机起动，离合器接合，冲裁和离合器脱开过程中转速的变化。图2 电动机启动时转速变化Fig 2 Change of rational speed at motor beginning如图中所示：离合器结合前，电动机与飞轮处于旋转状态，飞轮以及固定在飞轮上的离合器主动件以角速度旋转，而从动件处于停转状态。离合器结合过程分为三阶段：空滑阶段，
6、工作滑动阶段和离合器主动部分与从动部分共同旋转升速至稳定转速阶段。主动与从动摩擦面开始接触至从动件开始运动之前为空滑阶段。在这个阶段中，主动部分的角速度在减小，而主动部分作用于从动部分的摩擦力矩在增加。当上述摩擦力矩稍大于从动部分的阻力矩时，从动部分便开始运动，工作滑动阶段开始。在此阶段内，从动部件的角速度在增加，主动部分的角速度仍继续下降，直至与从动部分的角速度相等为止，此后第三阶段便开始了，主动部分与从动部分共同旋转升速至稳定转速。在空滑阶段和工作滑动阶段，由于主动部分和从动部分的角速度不同，因此主、从摩擦面有相对的位移和摩擦损耗，离合器的摩擦功几乎全部变为热能，使离合器零件的温度升高。因
7、此离合制动器的具体结构的要求有：首先保证传动发动机最大转矩的前提下，满足分离彻底和接合柔和这两个基本性能要求；其次离合制动器的转动惯量要尽可能小，使齿轮间冲击尽量减轻；此外还要求散热良好，防止因温度升高降低离合制动器的寿命，出现人身安全事故。3 摩擦离合器在压力机中的应用3.1 摩擦离合器的布置离合器制动器的布置分为三类：离合器制动器均置于双支承之间，但这样的布置方式在更换易损件（包括摩擦片、气缸密封和三角皮带等）时需要拆卸离合器的较多的零件，维修工作量大；离合器制动器悬臂安放，这种结构离合器轴受力与变形较小 ，更换易损件方便，结构简单，不用轴进气密封机构，主要问题是需要附加支承飞轮的刚性套，
8、要采用大直径的滚动轴承，在安置模具时影响到行车对压力机的接近；离合器置于双支承间、制动器悬于压力机后方。当离合器接合时，制动器应首先脱开，而当制动时则应该先脱开离合器，这个正确的接合顺序称为离合器与制动器的连锁控制。如果连锁失灵，则会引起离合器或制动器的发热并加快摩擦副的磨损，甚至还可能造成设备与人身事故。3.2 摩擦块的选用 3.2.1 压力机离合器用离合摩擦材料外形结构2压力机离合器用离合摩擦材料外形结构一般有两种：摩擦片或摩擦块。一般小型压力机整体式离合器常采用摩擦片，直接粘接或粘接加固定或直接烧结在机体上。中、大型压力机离合器大部分采用摩擦块，只有一小部分采用摩擦片。摩擦块镶在主动盘上
9、。摩擦块又有圆形、鸭蛋形、倒八字形、三角形、四方形、间断圆盘形和特殊形状等，其选用需要根据计算得到。摩擦块结构除形状不同外，组成上也有所不同。有的摩擦块采用三层结构，两边采用烧结摩擦材料，中间插入垫块（消音、耐反复冲击）；大部分为整体结构。压力机摩擦片（块）表面加工沟槽，一方面起散热作用，一方面起排屑作用，而且解决了摩擦片（块）局部面度问题。3.2.2 压力机气动干式离合器摩擦结构（1）1600kN以下开式压力机一般采用摩擦片，也可采用摩擦块；（2）1600kN以上开式压力机一般采用摩擦块；（3）闭式单、双、四点压力机，一般采用摩擦块，也可采用摩擦片；（4）压力机离合器摩擦片（块）材料：采用烧
10、结结构，铁基粉末冶金（或酚醛树脂）加紫铜纤维增强剂。3.2.3 压力机气动湿式离合器摩擦结构一般离合器采用铜基摩擦片。3.3 摩擦离合器的选用根据压力机在很早的时期就已经采用气动摩擦离合器制动器，有效提高了压力机的可靠性，加上近年来人们对于摩擦材料研究的持续，摩擦离合器仍然是压力机的理想选择。摩擦离合器的优点有：动作协调，能耗低，能在任意时刻进行离合操作实现制动，加大了操作的安全系数；能实现寸动；可靠性强、运行噪音小、维护简单；具有过载保护性，能在各种恶劣的环境下平稳运行3，因而在工程实际中得到广泛的应用。4 结论本文介绍了摩擦离合器在压力机中的工作原理，及其安全保护作用。压力机中采用了摩擦离
11、合器，在调整模具时可以实现寸动，滑块在任意行程位置都能启动和制动，提高了压力机的安全可靠性能。参考文献 1 贾玮. 摩擦离合器的工作原理N. 汽车实用技术，2005，07.Jia W. Principle of work of the friction clutch N. Automobile operative technology. 2005,07. (in Chinese)2 闵建成，李广平，祁长洲. 压力机离合器制动器摩擦片（块）研究J. 锻压装备与制造技术，2010，04: 3134.Min J C, Li G P, Qi C Z. The research of friction
12、discs for clutch break in pressJ. China metal forming equipment and manufacturing technology. 2010,04: 3134. (in Chinese)3 袁亮亮，郑兴，宋建平，等. 摩擦式安全离合器的动力性能研究J. 机械工程师，2011，07: 2021.Yuan L L, Zheng X, Song J P, et al. Research on dynamic friction safety clutch performance of securityj. Machanical Engineer. 2011,07: 2021. (in Chinese)- 4 -