离合器与制动器

1、操纵系统离合器和制动器概述在曲柄压力机开机运转中，电动机和蓄能飞轮是不停地旋转的，而作为工作机构的曲柄滑块机构，却必须根据工艺操作的需要时动时停。这就需要用离合器来控制传动系统和工作机构的接合或脱开，每当滑块需要运动时，则离合器接合，飞轮便通过离合器将运动传递给其后的从动部分（传动系统和工作机构），使滑块运动；1当滑块需要停止在所需要的位置上（滑块行程的上止点或行程中的任意位置）时，则离合器脱开，飞轮便与其后的从动部分脱离联系，飞轮自己空运转。但由于惯性作用，与飞轮脱离联系的从动部分还会继续运动，引起滑块连冲现象。为了使滑块立即停止在所需要的位置上，必须设置制动器来对从动部分进行制动。2由此可

2、见，离合器和制动器是在电动机和飞轮不停地转动的情况下，控制压力机曲柄滑块机构运动或停止的部件，也是防止事故、提高质量和生产率的重要部件。压力机的离合器、制动器是在非常恶劣的条件下工作的，所以很容易出现故障，影响生产的正常进行。3两者必须密切配合和协调工作，才能达到“令行禁止”的效果。除了少数小型压力机制动器是在经常作用外，多数压力机的离合器接合前，制动器必须松开；制动器制动前，离合器必须脱开，也就是说离合器和制动器不允许有同时接合的时刻存在，否则将引起摩擦元件严重发热和磨损，甚至无法继续工作。一般压力机在不工作时，离合器总是处于脱开状态，而制动器则总是处在制动状态。4通过操纵系统的控制可实现滑

3、块的单次行程、连续行程、寸动行程和紧急停止四种工作方式。从操作的可靠性和安全性考虑，操纵系统必须符合以下要求：1、离合器和制动器的动作必须协调2、工作正确，不能有误动作3、动作要灵敏、稳定、可靠5压力机常用的离合器可分为刚性离合器和摩擦离合器两大类，常用的制动器有圆盘式和带式两类。6刚性离合器曲柄压力机的离合器是由主动部分、从动部分、连接主动部分和从动部分的连接零件以及操纵机构等部分组成。刚性离合器是靠连接零件把主动部分和从动部分刚性连接起来，这类离合器根据接合零件的结构可分为转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式等几种，用得最多的是转键式离合器。7滑销式离合器滑销式离合器的滑销可装于飞轮上，也可装在

4、从动盘上，图为后一种形式。它的主动部分为飞轮；从动部分包括曲轴、从动盘等；接合件是滑销；操纵机构由滑销弹簧、闸楔等组成。当操纵机构通过拉杆将闸楔向下拉，使之离开滑销侧的斜面槽时，滑销便在滑销弹簧的推动下进入飞轮侧的销槽中，即实现飞轮与曲轴的结合。8若要使离合器脱开，只要让闸楔向上顶住从动盘颈部的外表面，当滑销跟随曲轴转至闸楔时，在滑销随曲轴转动的同时，闸楔便插入滑销侧的斜面槽，通过斜面的作用，将滑销从飞轮侧的销槽中拨出，如图中向视图所示，曲轴就与飞轮分离了。从上述滑销离合器的工作情况可以看出，这种离合器必须有能使曲轴准确停止旋转的制动装置，如制动慢了，闸楔将超出离合器销返回的范围，且闸楔要承受

5、很大的制动力。9制动早了，离合器滑销不能完全被拉回，有碍于旋转部件的旋转，产生振动，并发出噪声，振动大了甚至有促使滑块二次下落的危险。因此，滑销式离合器断开时的冲击大，可靠性也低于转键式离合器。它的突出优点是价格低。基于这些原因，滑销式离合器一般用于行程速度不高的压力机。1011转键离合器及其操纵机构转键离合器按转键的数目可分为单转键式和双转键式两种；按转键的形状可分为半圆形转键离合器和矩形转键离合器，后者又称为切向转键离合器。12下图2-28是半圆形双转键离合器，它的主动部分包括大齿轮、中套和两个滑动轴承和等；从动部分包括曲轴、内套和外套等；接合件是两个转键（一个工作键也叫主键，一个副键）；

6、操纵机构由关闭器等组成（见图剖面，详细结构见图）。1314双转键离合器工作部分的构成关系如图29所示，中套装在大齿轮内孔中部，用平键与大齿轮连接，跟随大齿轮转动。内套和外套分别用平键与曲轴连接。内、外套的内孔上各加工出两个缺月形的槽，而曲轴的右端加工出两个半月形的槽，两者组成两个圆孔，主键和副键便装在这两个圆孔中，并可在圆孔中转动。1516转键的中部（与中套相对应的部分）加工成与曲轴上的半月形槽一致的半月形的截面，当这两个半月形轮廓重合时，与曲轴的外圆组成一个完整的圆，这样中套便可与大齿轮一起自由转动，不带动曲轴，即离合器分离，如图28剖面的左图所示。中套内孔开有个缺月形的槽，当转键的半月形截

7、面转入中套缺月形的槽内时，如图28剖面的右图所示，则大齿轮带动曲轴一起转动，即离合器接合。17主键的转动是靠关闭器和弹簧对尾板的作用来实现的（见图28剖面）。尾板与主键连接在一起（见图29）。当需要离合器接合时，使关闭器转动，让开尾板，尾板连同工作键在弹簧的作用下，有向逆时针旋转的趋势。所以，只要中套上的缺月形槽转至与曲轴上的半月形槽对正，弹簧便立即将尾板拉至图示虚线位置（见图28剖面），主键则向逆时针方向转过一个角度，镶入中套的槽中，如图28剖面右图，曲轴便跟随大齿轮向逆时针方向旋转。18与此间时，副键顺时针转动，镶入中套的另一槽中。如欲使滑块停止运动，可将关闭器转动一角度，挡住尾板，而曲轴

8、继续旋转，由于相对运动，转键转至分离位置，如图28剖面左图，大齿轮空转，装在曲轴另一端的制动器把曲轴制动。19副键总是跟着工作键转动的，但二者转向相反。其运动联系是靠装在键尾的四连杆机构来完成的，如图28向视图。有的压力机，则靠凸轮状键柄来传递运动，如图所示，副键柄在扭簧（图中未示出）的作用下始终保持与主键柄接触。副键的作用是：在飞轮反转时起传力作用；此外，副键还可以防止曲柄滑块的“超前”运动。所谓“超前”是指在滑块的重力作用下，曲柄的旋转速度超过飞轮的转速，或滑块回程时在气垫推力的作用下，曲柄转速超过飞轮转速的现象。“超前”运动会引起工作键与中套的撞击。因为，转键与中套的缺月槽不能全面接触，

9、只能单向传力。20离合器接合时，转键承受相当大的冲击载荷，因此常用合金结构钢、或碳素工具钢、制造。热处理硬度为，而在两端长度处回火至。关闭器采用钢，热处理硬度为。中套用钢，热处理硬度为。内、外套也用钢制造，调质处理硬度。2122关闭器的转动是靠操纵机构来实现的。图32是用电磁铁控制的操纵机构，可以使压力机获得单次行程和连续行程。单次行程：预先用销子将拉杆与右边的打棒连接起来，然后踩下踏板，使电磁铁通电，衔铁上吸，拉杆向下拉打棒，由于打棒的台阶面（见图32处）压在齿条上面，齿条也跟着向下运动。齿条带动齿轮和关闭器转过一个角度，尾板与转键在弹簧（见图28）的作用下向反时针方向转动，离合器接合，曲轴

10、旋转，滑块向下运动。2324在曲轴旋转一周之前，操作者即使没有松开操纵踏板，电磁铁仍然处于通电状态，但随曲轴一起旋转的凸块（见图32及图28中的件）将打棒向右撞开，齿条脱离打棒台阶面的限制，在下端弹簧的作用下向上运动，经齿轮带动关闭器回到工作位置挡住尾板，迫使离合器脱开；曲轴在制动器作用下停止转动，滑块完成一次行程。若要再次进行冲压，必须先松开踏板，使电磁铁断电，让打棒在它下面的弹簧作用下复位，重新压住齿条，再踩踏板，才能实现。这就实现了单次行程。25连续行程：用销子将拉杆直接与齿条相连，这样凸块和打棒将不起作用，只要踩住踏板不松开，电磁铁不断电，滑块便可连续冲压，即实现连续行程。上述操纵机构

11、，存在单次行程与连续行程转换不方便的缺点。因此，某些压力机的转键离合器操纵机构，拉杆直接与齿条连接，由电器控制线路与操纵机构密切配合，只要改变转换开关的位置，即可实现单次行程与连续行程的变换，使用比较方便，但电器容易产生故障。26综上所述，刚性离合器具有结构简单，容易制造的优点。但工作时有冲击，滑销、转键等接合件容易损坏，噪声较大，且只能在上止点附近脱开，不能实现寸动操作及紧急停车，使用的方便性、安全性较差些。因此，这类离合器一般用在以下的小型压力机上。为了使刚性离合器能够实现紧急停车，给压力机的安全操作提供条件，近年来，国内开发了多种安全刚性离合器，即具有急停机构的刚性离合器。这种离合器，一

12、般可用自动监控装置检测出异常现象，迅速自动地（和操作者的意志无关）使滑块停止运动。但都处于研制阶段，有待于在生产中进一步检验。27带式制动器常用的带式制动器有种：偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器。图所示为偏心带式制动器，制动轮用键紧固在曲轴的一端；制动带包在制动轮的外沿，其内层铆接着摩擦带，制动带的两端各铆接在拉板和上，紧边拉板与机身铰接，松边拉板用制动弹簧张紧。制动轮与曲轴有一偏心距。因此，当滑块向下运动时，偏心轮对制动带的张紧力逐渐减小，制动力矩也逐渐减小。滑块到下止点时，制动带最松，制动力矩最小。当滑块向上运动时，制动带逐渐拉紧，制动力矩增大，滑块在上止点时，制动带绷得最紧

13、，制动力矩最大。28由此可见，偏心带式制动器在滑块的整个行程中，对曲轴作用着一个周期变化的制动力矩。这个制动力矩能在一定程度上平衡滑块重量，克服刚性离合器的“超前”现象。其大小可通过旋转星形把手来调节制动弹簧的压缩量大小来调节。这种制动器结构简单，常与刚性离合器配合用于小型开式压力机上。但因经常有制动力矩作用，增加了压力机的能量损耗，加速了摩擦带材料的磨损。使用时需要经常调节，既不能过松，也不能太紧，以期能够与离合器准确配合，安全工作，并且要避免润滑油流入制动器摩擦面而使制动效果大减。2930图所示是凸轮带式制动器，制动轮与曲轴是同心的，凸轮根据需要制成一定的轮廓曲线，一般滑块在上止点时制动带

14、张得最紧。当滑块下行时，制动带不完全松开，保持一定的张紧力，防止连杆滑块的“超前”运动。当滑块上行时，制动带完全松开，减少能量的损耗。这种制动器也与刚性离合器配合使用。3132图所示是气动带式制动器。气缸进气时，压缩制动弹簧，制动带松开；排气时，在制动弹簧的作用下拉紧制动带，产生制动作用。这种制动器只在制动时对曲轴有制动力矩作用，其它时候制动带完全松开，所以能量损耗小，且可以任意角度制动曲轴。一般和摩擦离合器配合使用。但其结构比较复杂。3334带式制动器的摩擦材料多为石棉铜，制动带为或钢，制动轮用铸铁。从上述制动器结构来看，不论哪一种形式的制动器，其制动力都是由弹簧产生的。弹簧动作比气缸动作更可靠，且停机关闭气源后，弹簧依然能保持制动作用35摩擦离合器制动器3637与刚性离合器比，摩擦离合器具有以下特点：动作协调，能耗降低，能任意时刻进行离合操作，实现制动，加大了操作的安全系数；与保护装置 配套可随时进行紧急刹车，不同于刚性离合器启动后主轴一定要转一圈才能停止；实现寸动，模具的安装调整方便；结合平稳无冲击，工作噪声小；结构复杂，加工和运行维护成本高，需要压缩空气做动力源。38摩擦离合器制动器是靠摩擦副的摩擦来传递力矩的，摩擦副的性能和工作能力取决于