安全离合器有剪销式、牙嵌式、钢球式和摩擦片式等几种,后三种结构当载荷正常时,都能自动恢复工作,可用于经常过载的场合。剪销式安全离合器的结构简单,尺寸紧凑,制造容易,但动作精度不太高,过载消除后需要更换被剪断的销才能恢复工作。因此,主要用于仅偶然发生过载的场合。
剪销式安全离合器的安全销有沿径向和轴向分布两种形式,沿径向分布适用于传递转矩较小的场合。剪销式安全离合器的主要尺寸见表6-12。销的直径根据传递的转矩,由剪切强度条件确定,即
式中 Tc——离合器传递的极限转矩(N·mm),Tc=KT;
T——离合器的理论转矩(N·mm);
K——过载系数,销沿径向配置时K=1.25,销沿轴向配置时K=1.4~1.7;
R——销剪切面中心处半径(mm);
Z——销数,为了提高可靠性和灵敏度,一般取Z=1~2;
τb——销材料的剪切强度极限(MPa),对于采用45、60、T8A等淬火钢制造的销,可取τb=(0.7~0.8)σb(MPa);
σb——销材料的拉伸强度极限(MPa)。
表6-12 剪销式安全离合器的主要尺寸
注:1.销材料:45、60、T8A等钢,硬度30~36HRC。销套材料:40Cr。
2.l1、l2两尺寸也可按结构要求而定。
安全离合器有两种,下面分别介绍。
1.ZTSC型安全离合器(ZTSC型钢球式转矩限制器)
(1)结构特点
ZTSC型安全离合器(国内外的名称不统一,如棘轮离合器、同步离合器、转矩限制器、力矩限制器等,以下简称“ZTSC”)提供整个工作寿命期间无背隙地传递转矩,采用系列优化设计,结构紧凑、调整方便。适用于需过载扭力控制及高动态的传动系统。其主要特点见表6-13。
表6-13 ZTSC型安全离合器的主要特点
ZTSC型安全离合器以高精度、高动态和高安全性满足了现代电子驱动的要求,可以无背隙地传递转矩。
(2)组成原理
ZTCS型安全离合器由外盖螺母、碟形弹簧、钢球、联接法兰、保持架等部件组成。产品有标准型、带突出轮毂型、带钢制波纹管型、选配型和特殊型供选择。
ZTSC安全离合器可在保证机械和设备利用率最高的同时,提供有经济效益的保护和可靠的运转。
当设备驱动机械过载或传递转矩超过设定的打滑转矩时,钢球离开支承法兰的凹槽,离合器脱开,使主动端部件和从动端部件之间打滑,此时传递的转矩降低到很小,同时发讯环产生轴向位移,触动传感器的限位开关,使传感器的线路接通并输出信号,随之可用输出信号来控制操作或切断动力源,设备停止转动,起到保护设备的作用。
过载消除后,钢球在保持架旋转中转动一个角度,在下一个凹槽中自动复位,这样主动端和从动端部件在相互旋转一个角度后恢复正常转动。
(3)标记说明
注:1.键槽形式参照GB/T3852规定。
2.型号规格见参数表。
标记示例:(www.daowen.com)
转矩为120N·m(查参数表为中转矩T),04锥套型,孔径φ35mm的安全离合器。
标记为:ZTSC—04MT—35
ZTSC型安全离合器的参数和尺寸见表6-14。
表6-14 ZTSC型安全离合器的参数和尺寸
(续)
注:生产厂家为武汉正通器材公司。
2.MTL型转矩限制器
(1)结构特点
正通牌转矩限制器(也叫扭力限制器或力矩限制器)是一种保护装置。在机器负载振动、超载或机械故障而致所需转矩超过设定值时,它以滑动方式限制动转矩,超载情形消失后自动恢复,不必再行设定。转矩限制器防止机械损坏,避免了昂贵的停机损失。
转矩限制器采用弹簧负荷式摩擦表面,以螺母或螺栓调整弹簧力,预设其滑动转矩。
转矩限制器可以链轮、齿轮、带轮或法兰盘作为中心构件。摩擦片为不含石棉并防锈的干式摩擦片,可用于防爆场合,且耐磨性良好,寿命长。中间滑动套无需润滑。正通牌转矩限制器不同于剪销式机械一次使用就须作废,而可以重复使用。
(2)选择方法
由负荷条件或机器的设计强度,决定所需的滑动转矩。如机器的负荷条件不详,则将转矩限制器的滑动转矩设定为其安装轴相关电动机所产生转矩的1.5~2倍。请选择转矩范围和内径范围足够的转矩限制器。由设于摩擦片间的中心构件厚度,决定正确的轴套长度。轴套的选择不可大于中心构件的宽度,中心构件的最大厚度见表6-15中G(最大)值。
(3)转矩设定
转矩限制器的转矩设定只需扭紧或放松调整螺栓(调整螺帽)便可。
表6-15 MTL型转矩限制器基本参数和主要尺寸 (单位:mm)
注:生产厂家为武汉正通器材公司。
转矩限制器在安装至轴上后,即可进行转矩调整,其步骤如下:
1)MTL200至MTL350型:首先,用手以全力转动调整螺帽使碟形弹簧固定至一板片。然后,暂时以一扳手把螺母扭紧约60°。
2)MTL500至MTL240型:首先,转动一螺母,把碟形弹簧固定至一片,再将每一调整螺栓扭紧60°。其次,在正常负荷情况下此转矩限制器仍然滑动,则逐渐扭紧螺母(MTL200-MTL350型)或螺栓(MTL500-MTL240型),一直到转矩限制器不再滑动。注意,各螺栓松紧度必须均匀,先试行调整数次以寻找相关机器正确转矩设定,有效旋转角度和预设转矩关系可参考图6-1。
进行精密的转矩调整时,宜将本转矩限制器再调整螺母或螺栓旋转45°,于50~60r/min下试运转约500转。
图6-1 有效旋转角度和预设转矩关系
(4)中心构件
1)中心构件的摩擦面加工时必须两面平行,与内径相垂直,不含任何灰尘、锈皮或油污,端面研磨为佳。
2)如中心构件不符合本规范,则滑动转矩不稳定,中心构件内径的加工尺寸见表6-15中K值。
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