一種離合器磨合裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用

黃 婷 牛信強(qiáng) 趙軍亮 席興興

（西安西電高壓開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)有限責(zé)任公司）

0 引言

在高壓開關(guān)行業(yè)中，操動(dòng)機(jī)構(gòu)中常常采用離合器作為其中的傳動(dòng)環(huán)節(jié)。離合器作為機(jī)構(gòu)上的關(guān)鍵部件起到傳遞動(dòng)力的作用，同時(shí)在機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)本體即將分合閘到位時(shí)利用其過載打滑的特點(diǎn)斷開動(dòng)力輸出使機(jī)構(gòu)能可靠剎車。離合器在組裝后，需對(duì)其打滑力矩進(jìn)行調(diào)整，并磨合到一個(gè)穩(wěn)定可靠的狀態(tài)下才能用于產(chǎn)品。本文對(duì)一種離合器磨合裝置的加工方法進(jìn)行論述，提供一種具有參考價(jià)值的解決方案。

1 一種離合器磨合裝置的設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本設(shè)計(jì)最終想實(shí)現(xiàn)對(duì)離合器的多次正反轉(zhuǎn)磨合，離合器裝入磨合裝置后開始磨合，整個(gè)磨合過程無需人為干涉，磨合完成后報(bào)警提示。

1.2 設(shè)計(jì)思路

某些機(jī)構(gòu)上使用的離合器屬自主設(shè)計(jì)的非標(biāo)結(jié)構(gòu)離合器，無法在市場(chǎng)上直接采購(gòu)到合適的離合器磨合裝置。此前離合器磨合時(shí)需將離合器安裝在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行磨合，且磨合過程中需加裝、更換，從準(zhǔn)備到人工等待整個(gè)過程中存在時(shí)間浪費(fèi)及人工浪費(fèi)，對(duì)數(shù)控機(jī)床來說也大材小用，效率較低。本設(shè)計(jì)的主要思路就是設(shè)計(jì)一種專用離合器磨合裝置，將離合器加持在磨合裝置上，關(guān)閉蓋板，啟動(dòng)按鈕該裝置將會(huì)自動(dòng)完成離合器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磨合，其間工作指示燈常亮，結(jié)束后蜂鳴器鳴笛提示磨合動(dòng)作結(jié)束。由此來提升離合器磨合效率，簡(jiǎn)化磨合過程。

1.3 功能實(shí)現(xiàn)

1.3.1 結(jié)構(gòu)組成

該裝置使用直流永磁電機(jī)作為磨合動(dòng)力源，通過一對(duì)直齒輪副輸出動(dòng)力。

具體為電機(jī)靠近其轉(zhuǎn)軸的一面安裝在一個(gè)U形支架上（以下簡(jiǎn)稱“支架”），小齒輪套裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，輸出軸和電機(jī)平行安裝在支架上，大齒輪套裝在輸出軸上并與主動(dòng)直齒輪嚙合，從而將電機(jī)輸出扭矩傳遞至輸出軸。輸出軸隨著電機(jī)的正反轉(zhuǎn)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

與輸出軸安裝位置相對(duì)的支架另一端上安裝著一個(gè)固定夾具。該夾具由夾緊接頭、限動(dòng)套和彈簧組成。夾緊接頭可以在彈簧的拉伸運(yùn)動(dòng)下沿著其軸向進(jìn)行一定距離的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將加緊接頭向外拉時(shí)壓縮彈簧，同時(shí)可將離合器裝入夾具與輸出軸之間，離合器裝入后在彈簧復(fù)位的作用下夾具會(huì)將離合器加持在夾具和輸出軸之間。即離合器一端與輸出軸連接，另一端與固定夾具連接。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 裝置主要結(jié)構(gòu)示意圖

電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過嚙合的直齒輪副和輸出軸帶動(dòng)離合器一端轉(zhuǎn)動(dòng)，而離合器另一端被牢牢固定在夾具上無法轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)力矩大于離合器打滑力矩，使得離合器進(jìn)行打滑磨合。即離合器的一端（與輸出軸連接）進(jìn)行相對(duì)于另一端（被夾具固定）的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。

圖2 離合器被加持在裝置中

該裝置還包括一個(gè)外殼箱體，將以上支架部分安裝在箱體內(nèi)，箱體正面還設(shè)置了一個(gè)與箱體通過鉸鏈連接可以打開的蓋板，蓋板上開一個(gè)觀察窗口，便于觀測(cè)到裝置內(nèi)部的離合器磨合情況。在箱體上方還安裝著啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、工作指示燈、蜂鳴器。箱體內(nèi)還利用導(dǎo)軌安裝著二次控制元件。裝置整體示意圖如圖3所示。

圖3 裝置整體示意圖

1.3.2 二次控制邏輯

該裝置中延時(shí)繼電器和接觸器作為主要控制元件，通過一定的二次控制邏輯對(duì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制從而實(shí)現(xiàn)離合器的正反轉(zhuǎn)磨合。如圖4所示。

圖4 二次回路示意圖

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，正轉(zhuǎn)回路接通接觸器KM1得電，電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)對(duì)離合器進(jìn)行正轉(zhuǎn)磨合，同時(shí)串在正轉(zhuǎn)回路中延時(shí)繼電器KT1啟動(dòng)，1min后串在正轉(zhuǎn)回路中延時(shí)繼電器KT1常閉點(diǎn)斷開，切斷正轉(zhuǎn)回路。

同時(shí)KT1串入間歇回路的常開點(diǎn)閉合，啟動(dòng)間歇回路接觸器KM2使其串入間歇回路的常開點(diǎn)閉合。同時(shí)間歇回路的延時(shí)繼電器KT2被啟動(dòng)，KT2串入間歇回路的常閉點(diǎn)10s后斷開間歇回路。

KT2串入反轉(zhuǎn)回路的常開點(diǎn)閉合啟動(dòng)了反轉(zhuǎn)回路，反轉(zhuǎn)回路的接觸器KM3得電使電機(jī)反轉(zhuǎn)對(duì)離合器進(jìn)行反轉(zhuǎn)磨合。串入反轉(zhuǎn)回路的延時(shí)繼電器KT3，1min后啟動(dòng)，利用其串入反轉(zhuǎn)回路的常閉點(diǎn)斷開切斷反轉(zhuǎn)回路。

KT3串入報(bào)警回路的常開點(diǎn)閉合接通報(bào)警回路，使報(bào)警回路的蜂鳴器啟動(dòng)鳴笛以示整套磨合動(dòng)作結(jié)束。而報(bào)警回路中的延時(shí)繼電器KT4在10s后斷開報(bào)警回路使得蜂鳴器停止鳴笛。

以上正轉(zhuǎn)回路接觸器KM1、間歇回路接觸器KM2、反轉(zhuǎn)回路接觸器KM3各有一對(duì)常開點(diǎn)并入了指示回路，使得離合器在整套磨合動(dòng)作期間指示回路閉合，指示燈亮起。

在主回路中串入了聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)SP和急停按鈕SB。聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)依靠蓋板的打開和閉合動(dòng)作進(jìn)行切換，當(dāng)打開該裝置蓋板時(shí)，聯(lián)鎖微動(dòng)開關(guān)SP斷開主回路使得磨合動(dòng)作停止。

1.3.3 功能實(shí)現(xiàn)過程

使用該裝置對(duì)離合器進(jìn)行磨合，將離合器裝入，使離合器兩端被夾持在夾具和輸出軸之間，關(guān)閉蓋板，接通電源按下啟動(dòng)按鈕，離合器開始正轉(zhuǎn)磨合1min，間隔10s后自動(dòng)開始反轉(zhuǎn)磨合1min。后啟動(dòng)斷開反轉(zhuǎn)回路的同時(shí)接通報(bào)警回路，使報(bào)警回路的蜂鳴器鳴笛10s以示整套磨合動(dòng)作結(jié)束。若磨合期間有人為誤操作將蓋板打開，閉鎖開關(guān)會(huì)直接斷開電氣回路使得磨合動(dòng)作立刻停止。

直流永磁電機(jī)：額定轉(zhuǎn)速n電機(jī)＝170r／min；額定輸出扭矩T電機(jī)＝11.2N·m；直齒輪副的齒數(shù)比i＝30／50；傳動(dòng)效率η＝0.95。

磨合轉(zhuǎn)速：n磨合＝n電機(jī)×i＝170r／min×（30／50）＝102r／min。

磨合扭矩：T磨合＝T電機(jī)×i×η＝11.2N·m×（50／30）×0.95＝17.73N·m。

磨合轉(zhuǎn)速n磨合＝102r／min，即每分鐘磨合102rad，被磨合的離合器最大打滑力矩為8N·m，小于該裝置磨合扭矩T磨合＝17.73N·m，該磨合裝置滿足使用要求。

2 結(jié)束語

該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。將離合器加持在磨合裝置上，關(guān)閉蓋板，啟動(dòng)按鈕該裝置將會(huì)自動(dòng)完成離合器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磨合，其間工作指示燈常亮，結(jié)束后蜂鳴器鳴笛提示磨合動(dòng)作結(jié)束。整個(gè)過程時(shí)間短、效率高，具有很高的實(shí)用性和安全性。該技術(shù)成果是在工藝研究不斷拓展思路、不斷完善中形成的。對(duì)于本次離合器磨合加工工藝的解決，就是面對(duì)問題尋找問題的源頭，開辟新路，徹底解決問題，眼光要向遠(yuǎn)看，不能局限于本工序，要向上工序，甚至上上道工序去尋找。

該加工技術(shù)已廣泛用于某公司其他機(jī)構(gòu)離合器的磨合加工，同時(shí)，該技術(shù)將推廣到其他同類零件的工藝開發(fā)、生產(chǎn)中。