離合器與制動(dòng)器

1、操縱系統(tǒng)離合器和制動(dòng)器概述在曲柄壓力機(jī)開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，電動(dòng)機(jī)和蓄能飛輪是不停地旋轉(zhuǎn)的，而作為工作機(jī)構(gòu)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，卻必須根據(jù)工藝操作的需要時(shí)動(dòng)時(shí)停。這就需要用離合器來(lái)控制傳動(dòng)系統(tǒng)和工作機(jī)構(gòu)的接合或脫開(kāi)，每當(dāng)滑塊需要運(yùn)動(dòng)時(shí)，則離合器接合，飛輪便通過(guò)離合器將運(yùn)動(dòng)傳遞給其后的從動(dòng)部分（傳動(dòng)系統(tǒng)和工作機(jī)構(gòu)），使滑塊運(yùn)動(dòng)；1當(dāng)滑塊需要停止在所需要的位置上（滑塊行程的上止點(diǎn)或行程中的任意位置）時(shí)，則離合器脫開(kāi)，飛輪便與其后的從動(dòng)部分脫離聯(lián)系，飛輪自己空運(yùn)轉(zhuǎn)。但由于慣性作用，與飛輪脫離聯(lián)系的從動(dòng)部分還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，引起滑塊連沖現(xiàn)象。為了使滑塊立即停止在所需要的位置上，必須設(shè)置制動(dòng)器來(lái)對(duì)從動(dòng)部分進(jìn)行制動(dòng)。2由此可

2、見(jiàn)，離合器和制動(dòng)器是在電動(dòng)機(jī)和飛輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，控制壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)或停止的部件，也是防止事故、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要部件。壓力機(jī)的離合器、制動(dòng)器是在非常惡劣的條件下工作的，所以很容易出現(xiàn)故障，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。3兩者必須密切配合和協(xié)調(diào)工作，才能達(dá)到“令行禁止”的效果。除了少數(shù)小型壓力機(jī)制動(dòng)器是在經(jīng)常作用外，多數(shù)壓力機(jī)的離合器接合前，制動(dòng)器必須松開(kāi)；制動(dòng)器制動(dòng)前，離合器必須脫開(kāi)，也就是說(shuō)離合器和制動(dòng)器不允許有同時(shí)接合的時(shí)刻存在，否則將引起摩擦元件嚴(yán)重發(fā)熱和磨損，甚至無(wú)法繼續(xù)工作。一般壓力機(jī)在不工作時(shí)，離合器總是處于脫開(kāi)狀態(tài)，而制動(dòng)器則總是處在制動(dòng)狀態(tài)。4通過(guò)操縱系統(tǒng)的控制可實(shí)現(xiàn)滑

3、塊的單次行程、連續(xù)行程、寸動(dòng)行程和緊急停止四種工作方式。從操作的可靠性和安全性考慮，操縱系統(tǒng)必須符合以下要求：1、離合器和制動(dòng)器的動(dòng)作必須協(xié)調(diào)2、工作正確，不能有誤動(dòng)作3、動(dòng)作要靈敏、穩(wěn)定、可靠5壓力機(jī)常用的離合器可分為剛性離合器和摩擦離合器兩大類，常用的制動(dòng)器有圓盤(pán)式和帶式兩類。6剛性離合器曲柄壓力機(jī)的離合器是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、連接主動(dòng)部分和從動(dòng)部分的連接零件以及操縱機(jī)構(gòu)等部分組成。剛性離合器是靠連接零件把主動(dòng)部分和從動(dòng)部分剛性連接起來(lái)，這類離合器根據(jù)接合零件的結(jié)構(gòu)可分為轉(zhuǎn)鍵式、滑銷式、滾柱式和牙嵌式等幾種，用得最多的是轉(zhuǎn)鍵式離合器。7滑銷式離合器滑銷式離合器的滑銷可裝于飛輪上，也可裝在

4、從動(dòng)盤(pán)上，圖為后一種形式。它的主動(dòng)部分為飛輪；從動(dòng)部分包括曲軸、從動(dòng)盤(pán)等；接合件是滑銷；操縱機(jī)構(gòu)由滑銷彈簧、閘楔等組成。當(dāng)操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)拉桿將閘楔向下拉，使之離開(kāi)滑銷側(cè)的斜面槽時(shí)，滑銷便在滑銷彈簧的推動(dòng)下進(jìn)入飛輪側(cè)的銷槽中，即實(shí)現(xiàn)飛輪與曲軸的結(jié)合。8若要使離合器脫開(kāi)，只要讓閘楔向上頂住從動(dòng)盤(pán)頸部的外表面，當(dāng)滑銷跟隨曲軸轉(zhuǎn)至閘楔時(shí)，在滑銷隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，閘楔便插入滑銷側(cè)的斜面槽，通過(guò)斜面的作用，將滑銷從飛輪側(cè)的銷槽中撥出，如圖中向視圖所示，曲軸就與飛輪分離了。從上述滑銷離合器的工作情況可以看出，這種離合器必須有能使曲軸準(zhǔn)確停止旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)裝置，如制動(dòng)慢了，閘楔將超出離合器銷返回的范圍，且閘楔要承受

5、很大的制動(dòng)力。9制動(dòng)早了，離合器滑銷不能完全被拉回，有礙于旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生振動(dòng)，并發(fā)出噪聲，振動(dòng)大了甚至有促使滑塊二次下落的危險(xiǎn)。因此，滑銷式離合器斷開(kāi)時(shí)的沖擊大，可靠性也低于轉(zhuǎn)鍵式離合器。它的突出優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低?；谶@些原因，滑銷式離合器一般用于行程速度不高的壓力機(jī)。1011轉(zhuǎn)鍵離合器及其操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)鍵離合器按轉(zhuǎn)鍵的數(shù)目可分為單轉(zhuǎn)鍵式和雙轉(zhuǎn)鍵式兩種；按轉(zhuǎn)鍵的形狀可分為半圓形轉(zhuǎn)鍵離合器和矩形轉(zhuǎn)鍵離合器，后者又稱為切向轉(zhuǎn)鍵離合器。12下圖2-28是半圓形雙轉(zhuǎn)鍵離合器，它的主動(dòng)部分包括大齒輪、中套和兩個(gè)滑動(dòng)軸承和等；從動(dòng)部分包括曲軸、內(nèi)套和外套等；接合件是兩個(gè)轉(zhuǎn)鍵（一個(gè)工作鍵也叫主鍵，一個(gè)副鍵）；

6、操縱機(jī)構(gòu)由關(guān)閉器等組成（見(jiàn)圖剖面，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖）。1314雙轉(zhuǎn)鍵離合器工作部分的構(gòu)成關(guān)系如圖29所示，中套裝在大齒輪內(nèi)孔中部，用平鍵與大齒輪連接，跟隨大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)套和外套分別用平鍵與曲軸連接。內(nèi)、外套的內(nèi)孔上各加工出兩個(gè)缺月形的槽，而曲軸的右端加工出兩個(gè)半月形的槽，兩者組成兩個(gè)圓孔，主鍵和副鍵便裝在這兩個(gè)圓孔中，并可在圓孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。1516轉(zhuǎn)鍵的中部（與中套相對(duì)應(yīng)的部分）加工成與曲軸上的半月形槽一致的半月形的截面，當(dāng)這兩個(gè)半月形輪廓重合時(shí)，與曲軸的外圓組成一個(gè)完整的圓，這樣中套便可與大齒輪一起自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不帶動(dòng)曲軸，即離合器分離，如圖28剖面的左圖所示。中套內(nèi)孔開(kāi)有個(gè)缺月形的槽，當(dāng)轉(zhuǎn)鍵的半月形截

7、面轉(zhuǎn)入中套缺月形的槽內(nèi)時(shí)，如圖28剖面的右圖所示，則大齒輪帶動(dòng)曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，即離合器接合。17主鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)是靠關(guān)閉器和彈簧對(duì)尾板的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的（見(jiàn)圖28剖面）。尾板與主鍵連接在一起（見(jiàn)圖29）。當(dāng)需要離合器接合時(shí)，使關(guān)閉器轉(zhuǎn)動(dòng)，讓開(kāi)尾板，尾板連同工作鍵在彈簧的作用下，有向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。所以，只要中套上的缺月形槽轉(zhuǎn)至與曲軸上的半月形槽對(duì)正，彈簧便立即將尾板拉至圖示虛線位置（見(jiàn)圖28剖面），主鍵則向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，鑲?cè)胫刑椎牟壑?，如圖28剖面右圖，曲軸便跟隨大齒輪向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。18與此間時(shí)，副鍵順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鑲?cè)胫刑椎牧硪徊壑?。如欲使滑塊停止運(yùn)動(dòng)，可將關(guān)閉器轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，擋住尾板，而曲軸

8、繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)至分離位置，如圖28剖面左圖，大齒輪空轉(zhuǎn)，裝在曲軸另一端的制動(dòng)器把曲軸制動(dòng)。19副鍵總是跟著工作鍵轉(zhuǎn)動(dòng)的，但二者轉(zhuǎn)向相反。其運(yùn)動(dòng)聯(lián)系是靠裝在鍵尾的四連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成的，如圖28向視圖。有的壓力機(jī)，則靠凸輪狀鍵柄來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，如圖所示，副鍵柄在扭簧（圖中未示出）的作用下始終保持與主鍵柄接觸。副鍵的作用是：在飛輪反轉(zhuǎn)時(shí)起傳力作用；此外，副鍵還可以防止曲柄滑塊的“超前”運(yùn)動(dòng)。所謂“超前”是指在滑塊的重力作用下，曲柄的旋轉(zhuǎn)速度超過(guò)飛輪的轉(zhuǎn)速，或滑塊回程時(shí)在氣墊推力的作用下，曲柄轉(zhuǎn)速超過(guò)飛輪轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象。“超前”運(yùn)動(dòng)會(huì)引起工作鍵與中套的撞擊。因?yàn)椋D(zhuǎn)鍵與中套的缺月槽不能全面接觸，

9、只能單向傳力。20離合器接合時(shí)，轉(zhuǎn)鍵承受相當(dāng)大的沖擊載荷，因此常用合金結(jié)構(gòu)鋼、或碳素工具鋼、制造。熱處理硬度為，而在兩端長(zhǎng)度處回火至。關(guān)閉器采用鋼，熱處理硬度為。中套用鋼，熱處理硬度為。內(nèi)、外套也用鋼制造，調(diào)質(zhì)處理硬度。2122關(guān)閉器的轉(zhuǎn)動(dòng)是靠操縱機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖32是用電磁鐵控制的操縱機(jī)構(gòu)，可以使壓力機(jī)獲得單次行程和連續(xù)行程。單次行程：預(yù)先用銷子將拉桿與右邊的打棒連接起來(lái)，然后踩下踏板，使電磁鐵通電，銜鐵上吸，拉桿向下拉打棒，由于打棒的臺(tái)階面（見(jiàn)圖32處）壓在齒條上面，齒條也跟著向下運(yùn)動(dòng)。齒條帶動(dòng)齒輪和關(guān)閉器轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，尾板與轉(zhuǎn)鍵在彈簧（見(jiàn)圖28）的作用下向反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，離合器接合，曲軸

10、旋轉(zhuǎn)，滑塊向下運(yùn)動(dòng)。2324在曲軸旋轉(zhuǎn)一周之前，操作者即使沒(méi)有松開(kāi)操縱踏板，電磁鐵仍然處于通電狀態(tài)，但隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)的凸塊（見(jiàn)圖32及圖28中的件）將打棒向右撞開(kāi)，齒條脫離打棒臺(tái)階面的限制，在下端彈簧的作用下向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒輪帶動(dòng)關(guān)閉器回到工作位置擋住尾板，迫使離合器脫開(kāi)；曲軸在制動(dòng)器作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊完成一次行程。若要再次進(jìn)行沖壓，必須先松開(kāi)踏板，使電磁鐵斷電，讓打棒在它下面的彈簧作用下復(fù)位，重新壓住齒條，再踩踏板，才能實(shí)現(xiàn)。這就實(shí)現(xiàn)了單次行程。25連續(xù)行程：用銷子將拉桿直接與齒條相連，這樣凸塊和打棒將不起作用，只要踩住踏板不松開(kāi)，電磁鐵不斷電，滑塊便可連續(xù)沖壓，即實(shí)現(xiàn)連續(xù)行程。上述操縱機(jī)構(gòu)

11、，存在單次行程與連續(xù)行程轉(zhuǎn)換不方便的缺點(diǎn)。因此，某些壓力機(jī)的轉(zhuǎn)鍵離合器操縱機(jī)構(gòu)，拉桿直接與齒條連接，由電器控制線路與操縱機(jī)構(gòu)密切配合，只要改變轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置，即可實(shí)現(xiàn)單次行程與連續(xù)行程的變換，使用比較方便，但電器容易產(chǎn)生故障。26綜上所述，剛性離合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造的優(yōu)點(diǎn)。但工作時(shí)有沖擊，滑銷、轉(zhuǎn)鍵等接合件容易損壞，噪聲較大，且只能在上止點(diǎn)附近脫開(kāi)，不能實(shí)現(xiàn)寸動(dòng)操作及緊急停車，使用的方便性、安全性較差些。因此，這類離合器一般用在以下的小型壓力機(jī)上。為了使剛性離合器能夠?qū)崿F(xiàn)緊急停車，給壓力機(jī)的安全操作提供條件，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了多種安全剛性離合器，即具有急停機(jī)構(gòu)的剛性離合器。這種離合器，一

12、般可用自動(dòng)監(jiān)控裝置檢測(cè)出異?，F(xiàn)象，迅速自動(dòng)地（和操作者的意志無(wú)關(guān)）使滑塊停止運(yùn)動(dòng)。但都處于研制階段，有待于在生產(chǎn)中進(jìn)一步檢驗(yàn)。27帶式制動(dòng)器常用的帶式制動(dòng)器有種：偏心帶式制動(dòng)器、凸輪帶式制動(dòng)器和氣動(dòng)帶式制動(dòng)器。圖所示為偏心帶式制動(dòng)器，制動(dòng)輪用鍵緊固在曲軸的一端；制動(dòng)帶包在制動(dòng)輪的外沿，其內(nèi)層鉚接著摩擦帶，制動(dòng)帶的兩端各鉚接在拉板和上，緊邊拉板與機(jī)身鉸接，松邊拉板用制動(dòng)彈簧張緊。制動(dòng)輪與曲軸有一偏心距。因此，當(dāng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，偏心輪對(duì)制動(dòng)帶的張緊力逐漸減小，制動(dòng)力矩也逐漸減小。滑塊到下止點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)帶最松，制動(dòng)力矩最小。當(dāng)滑塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)帶逐漸拉緊，制動(dòng)力矩增大，滑塊在上止點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)帶繃得最緊

13、，制動(dòng)力矩最大。28由此可見(jiàn)，偏心帶式制動(dòng)器在滑塊的整個(gè)行程中，對(duì)曲軸作用著一個(gè)周期變化的制動(dòng)力矩。這個(gè)制動(dòng)力矩能在一定程度上平衡滑塊重量，克服剛性離合器的“超前”現(xiàn)象。其大小可通過(guò)旋轉(zhuǎn)星形把手來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)彈簧的壓縮量大小來(lái)調(diào)節(jié)。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常與剛性離合器配合用于小型開(kāi)式壓力機(jī)上。但因經(jīng)常有制動(dòng)力矩作用，增加了壓力機(jī)的能量損耗，加速了摩擦帶材料的磨損。使用時(shí)需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，既不能過(guò)松，也不能太緊，以期能夠與離合器準(zhǔn)確配合，安全工作，并且要避免潤(rùn)滑油流入制動(dòng)器摩擦面而使制動(dòng)效果大減。2930圖所示是凸輪帶式制動(dòng)器，制動(dòng)輪與曲軸是同心的，凸輪根據(jù)需要制成一定的輪廓曲線，一般滑塊在上止點(diǎn)時(shí)制動(dòng)帶

14、張得最緊。當(dāng)滑塊下行時(shí)，制動(dòng)帶不完全松開(kāi)，保持一定的張緊力，防止連桿滑塊的“超前”運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊上行時(shí)，制動(dòng)帶完全松開(kāi)，減少能量的損耗。這種制動(dòng)器也與剛性離合器配合使用。3132圖所示是氣動(dòng)帶式制動(dòng)器。氣缸進(jìn)氣時(shí)，壓縮制動(dòng)彈簧，制動(dòng)帶松開(kāi)；排氣時(shí)，在制動(dòng)彈簧的作用下拉緊制動(dòng)帶，產(chǎn)生制動(dòng)作用。這種制動(dòng)器只在制動(dòng)時(shí)對(duì)曲軸有制動(dòng)力矩作用，其它時(shí)候制動(dòng)帶完全松開(kāi)，所以能量損耗小，且可以任意角度制動(dòng)曲軸。一般和摩擦離合器配合使用。但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。3334帶式制動(dòng)器的摩擦材料多為石棉銅，制動(dòng)帶為或鋼，制動(dòng)輪用鑄鐵。從上述制動(dòng)器結(jié)構(gòu)來(lái)看，不論哪一種形式的制動(dòng)器，其制動(dòng)力都是由彈簧產(chǎn)生的。彈簧動(dòng)作比氣缸動(dòng)作更可靠，且停機(jī)關(guān)閉氣源后，彈簧依然能保持制動(dòng)作用35摩擦離合器制動(dòng)器3637與剛性離合器比，摩擦離合器具有以下特點(diǎn)：動(dòng)作協(xié)調(diào)，能耗降低，能任意時(shí)刻進(jìn)行離合操作，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，加大了操作的安全系數(shù)；與保護(hù)裝置 配套可隨時(shí)進(jìn)行緊急剎車，不同于剛性離合器啟動(dòng)后主軸一定要轉(zhuǎn)一圈才能停止；實(shí)現(xiàn)寸動(dòng)，模具的安裝調(diào)整方便；結(jié)合平穩(wěn)無(wú)沖擊，工作噪聲?。唤Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和運(yùn)行維護(hù)成本高，需要壓縮空氣做動(dòng)力源。38摩擦離合器制動(dòng)器是靠摩擦副的摩擦來(lái)傳遞力矩的，摩擦副的性能和工作能力取決于