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离合器

离合器

  操纵系统包括离合器、制动器和操纵机构,是曲柄连杆机构的控制装置,用来结合或分离动力。在输入动力时,制动器先松闸,离合器再结合;在切断动力时,离合器先分离,制动器上闸克服曲柄连杆机构的惯性,使运动迅速停止。离合器与制动器工作异常,会导致滑块运动失去控制,引发冲压事故。操纵系统是安全检查的重点。

  离合器分为刚性离合器和摩擦离合器两类。

  1.刚性离合器

  刚性离合器授接合零件的型式不同,可分为转键式和滚柱式。滚柱式离合器安全性较好,但由于技术原因目前压力机较少使用。压力机常用转键式离合器,按转键的数目分为单键和双键两种。接转键的形状又分为半圆形转键和矩形转键(又称为切向转键)。

  (1)刚性离合器的工作原理。半圆形双转键离合器的结构原理图见图1,它由主动部分(动力输入端)、从动部分(与曲柄连杆机构相连)、接合部分组成。

  ①主动部分:包括图1中大齿轮8、中套4和滑动轴承1,5,中套借助平键14与大齿轮固定连接。

  

  图1 双转键离合器 E向图

  ②从动部分:包括图1中曲轴3、内套2和外套6。

  ③接合部分:包括图1中转键16和15.转键操纵机构的关闭器9,弹簧12和拉板17。

  关键元件的配合工作关系是这样的(见图1的D-D剖视图):中套的内壁有四个缺月形槽,曲轴的外壁有两个丰月形的槽,内政h套的内壁各有两个缺月形槽,曲轴及中、内、外套的槽直径相同。转键的中部为丰月形实体,两端为圆柱形轴颈,轴颈支承在由曲轴上的槽与内、外套的槽共同形成的圆形轴孔中;转键中部的丰月形实体与曲轴的丰月形槽配合,并在操纵机构控制下可绕转键自身的轴线在曲轴槽内转动。这样可能出现两种情况,当转键的丰月形实体与曲轴的丰月形槽完全重合时,转键与曲轴共同组成一个实整圆(见图1中D-D的左剖视图),该整圆可相对中套滑动,曲轴不随大齿轮转动,离合器处于分离状态;当大齿轮中套缺月形槽与曲轴丰月形槽对正成完整圆槽时,如恰好转键转动,卡在该圆槽中(见图1中D-D的右剖视图),则大齿轮带动曲轴转动,离合器处于结合状态。

  

  图1 D-D剖视图

  转键有主键(即工作键16)与副键(也称填充键15)之分,两键总是同时转动但转向相反。两键的运动联系靠右端装配的键柄18,19和拉板17组成的四连杆机构来完成(见图1的E向图)。在上模随滑块下行程冲压工件时,主键起作用;当传动机构反转(如当调整模具需要)时,副键起作用。副键可以防止滑块下行程时,由于曲柄滑块机构的自重作用,造成曲柄发生超前于大齿轮的转动,"超前"现象会引起主键与中套的撞击。

  控制转键的转动原理是这样的(见图1的C-C剖视图):当需要离合器结合时,转动关闭器9,让开尾板10在弹簧12作用下,尾板连同工作键有逆时针旋转趋势,只要中套和曲轴的圆槽对正,则工作键立刻逆时针转过一角度,卡在中套和曲轴圆形槽中间,大齿轮借助中套和工作键带动曲轴旋转。

  

  图1 C-C剖视图

  切向转键式离合器(见图2)工作原理与双键离合器相似,只是其转键断面为近似矩形,中套内缘有3个槽。在操纵机构作用下;切向转键5转入中套三角槽内则离合器结合,当转键完全位于曲轴内套的键槽中时,离合器脱开。

  刚性离合器构造简单,便于制造,不需要额外动力源。但它传递扭矩小,连接元件受撞击载荷,容易损坏,而且滑块只能停止在上死点,不能在行程的任意位置停止。

  

  图2切向转键离合器

  l-尾板 2-曲轴 3-大齿轮 4-中套 5-切向转键

  (2)刚性离合器的安全要求:

  ①刚性离合器承受冲击的零件(如转键、滑销、牙碳等)应在材质及热处理方面采取措施,提高其强度和冲击韧性。必要时应对其内在质量进行无损探伤检查。

  ②刚性离合器的单次行程工作机构必须安全、可靠。

  ③刚性离合器的操纵机构的支架,必须安装正确、牢固,不得因受振动而产生松动。

  ④转键离合器的操纵机构的关闭器应与转键的键尾接触良好。

  ⑤转键在键槽内的转动应灵活、可靠。在单次行程操作后,应能及时复位。在非操作的情况下,应不会被其他外力推动而转动。

  2.摩擦离合器

  摩擦离合器是借助摩擦副的摩擦力来传递扭矩。压紧摩擦元件,在结合面形成摩擦副,产生摩擦力,使离合器主动部分与从动部分结合;压紧力解除,结合面分离,摩擦力消失,离合器的动力切断。按工作情况,摩擦离合器分为干式(摩擦面暴露在空气中)和湿式(摩擦面浸在油里)两种。按摩擦面的形状,又可分为圆盘式、浮动镶块式和圆锥式多种类型。

  (1)摩擦离合器的工作原理。以浮动镶块式摩擦离合器为例,它由主动部分、从动部分和结合部分组成(见图3)。

  

  图3浮动镶块式摩擦离合器

  l-飞轮 2-环形汽缸活塞 3-复位弹簧 4-浮动摩擦块 5-调整垫片

  6-主动盘 7-保持盘 8-键 9-传动轴

  ①主动部分:由图3中飞轮1(大齿轮)、活塞2、主动盘 6组成,飞轮外部是大齿轮,内部是环形气缸;

  ②从动部分:图3中传动轴9与保持盘7用键连接,传动轴与曲轴同步运动;

  ③结合部分:图3中摩擦块4、活塞2、复位弹簧3,摩擦块浮动镶嵌在环形汽缸内,处于主动盘和活塞之间,可轴向移动。

  本装置的动作过程是:压缩空气进入汽缸内,图3中推动活塞2,将摩擦块挤压变形,同时压缩弹簧3,摩擦块内环面和右侧面分别紧贴在保持盘7和主动盘6上形成摩擦副.离合器接合,动力经保持盘通过摩擦块传递给主动盘,曲轴转动;当汽缸中的空气排出时,在复位弹簧张力作用下,活塞压力解除,摩擦块消除变形恢复浮动状态,摩擦副不复存在,离合器分离,保持盘和主动盘的联系切断,在制动器作用下,曲轴停止转动。

  摩擦式还可以将离合器和制动器设计成一体,实现二者的联锁动作。

  (2)摩擦离合器的安全要求:

  ①离合器与制动器的联锁控制动作应灵活、可靠,不得相互干涉;

  ②制动器的制动弹簧工作性能应可靠,并应能防止弹簧飞出;

  ③干式摩擦离合器应有措施,能防止油脂、水等进入摩擦面上;

  ④气动摩擦离合器中气动摩擦片(或块)的比压、工作温升及线速度,应在摩擦材料允许的范围内。

  摩擦离合器结合平稳,冲击和噪声小,构件不会突然损坏,传递扭矩大,滑决可停止在行程的任意位置。其缺点是结构复杂,造价较高,需要压缩空气作动力能源。

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