用于微型高速惯性摩擦焊机的电磁离合器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于微型高速惯性摩擦焊机的电磁离合器，其结构紧凑、外形尺寸小、转动惯量小、响应速度快，可靠性高，能完全适应微型高速惯性摩擦焊工艺的要求。本实用新型专利技术包括外套筒，端盖板与外套筒连接构成壳体，壳体内装有励磁线圈，励磁线圈与线圈骨架连接，左侧端盖板中孔设有与电主轴轴体相连的外花键轴，右侧端盖板中孔设有与安装有飞轮的焊机主轴轴体相连的外花键轴，外花键轴与内花键套采用花键连接。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电磁离合器，尤其是涉及一种用于微型高速惯性摩擦 焊机的电磁离合器，其为小惯量、推挽式、花键齿结构电磁离合器。二、
技术介绍
摩擦焊接作为一种优质、高效、节能、低耗及环保的固态连接技术，在新 型材料、异质材料及其制品的高可靠性连接中具有广阔的市场前景。随着微机 械及微细加工技术的发展，摩擦焊接技术的发展方向之一是实现焊机的微型化 与高速化。微型高速惯性摩擦焊机是专门用于直径为4)1.5 (J)5.0mm (棒材) 微细工件惯性摩擦焊接的专用设备，它主要由主机机械系统、液压系统、计算 机测控系统及传感与传感器系统组成。焊机主轴及安装在它上面的飞轮的转速 高达50000 rpm，主轴轴系转动件(不含飞轮)的固有转动惯量为3. 2X10—5 kgm2， 主轴最大输出功率为0. 058 KW;为满足不同材质及尺寸工件对焊接能量的要求， 飞轮转动惯量分级为三级，其值分别为3.7X10—3 kgm2、 1.56X10-3 kgm2、 4.83 X10—4 kgm2。在惯性摩擦焊接条件下，焊接能量主要由飞轮在惯性运转时所具有的转动 动能供给，其大部分转换为摩擦加热功率。由于微细工件施焊时所需之焊接能 量甚小，故在电磁离合器结构设计时， 一方面必须最大限度地减小其固有的转动惯量，另一方面必须保证其在高速转动条件下实现频繁、迅速、可靠的接合 与分离。电磁离合器是微型高速惯性摩擦焊机主机机械传动系统中的重要轴系部 件，它主要用来使焊机的动力源——电主轴(内藏电机式主轴)与安装有飞轮 的焊机主轴按焊接工艺的要求自动地实现接合或分离，其接合或分离的快速性 与可靠性直接关系着焊接过程的成败。目前通常采用的电磁离合器，因其结构 较复杂、外形尺寸较大、转动惯量较大、响应欠灵敏，难以适应微型高速惯性 摩擦焊工艺的要求。三、
技术实现思路
本技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种用于微型高速 惯性摩擦焊机的电磁离合器，其结构紧凑、外形尺寸小、转动惯量小、响应速 度快，可靠性高，能完全适应微型高速惯性摩擦焊工艺的要求。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种用于微型高速惯性摩擦焊机的电磁离合器，其特殊之处在于包括外 套筒，端盖板与外套筒连接构成壳体，壳体内装有励磁线圈，励磁线圈与线圈 骨架连接，左侧端盖板中孔设有与电主轴轴体相连的外花键轴，右侧端盖板中 孔设有与安装有飞轮的焊机主轴轴体相连的另一外花键轴，以上两个外花键轴 与内花键套釆用花键连接。上述磁环采用稀土强永磁材料钕铁硼材料制成，胶接于左、右两侧端盖板 的环形凸台上，上述磁环端面上胶合有橡胶垫圈。上述内花键套、端盖板、外套筒均采用导磁材料制成，外花键轴采用非导磁材料制成。上述励磁线圈通过继电器与直流电源连接，继电器上连有压敏电阻。 与现有技术相比，本技术具有的优点和效果如下1、 本技术结构紧凑、外形尺寸小、转动惯量小、响应速度快，实现了 电磁离合器的小型化。2、 本技术采用推挽式励磁磁路，能保证电磁离合器在高达数万转的超 高转速下频繁、快速和可靠的离合，并能传递较大的摩擦峰值扭矩。3、 本技术在微型高速惯性摩擦焊接工况条件下，电磁离合器具有很高的运行可靠性。四、 附图说明图1为本技术电磁离合器分离时的示意图； 图2为本技术电磁离合器接合时的示意图； 图3为本技术中励磁线圈的电源接线图。图4电磁离合器在微型高速惯性摩擦焊机机构传动系统中的布位图。图中，1-外套筒，2-端盖板，3-内花键套，4-外花键轴，5-外花键轴，6-励磁线圈，7-线圈骨架，8-磁环，9-电主轴，10-电磁离合器，11-焊机主轴， 12-飞轮，13-旋转夹具，14-旋转侧工件，15-移动侧工件，16-移动夹具，17-推力油缸，18-床身，19-直线导轨，20-工作滑台，21-继电器，22-继电器，23-压敏电阻，24-橡胶垫圈。五具体实施方式本技术电磁离合器采用小惯量、推挽式、花键齿结构，以花键齿机械嵌合副作为接合元件。参见图1和图2，包括外套筒l，端盖板2与外套筒1连 接构成壳体，壳体内装有励磁线圈6，励磁线圈6与线圈骨架7连接，左侧端盖 板2中孔设有与电主轴9轴体相连的外花键轴4，右侧端盖板2中孔设有与安装 有飞轮12的焊机主轴11轴体相连的外花键轴5，外花键轴4和外花键轴5与内 花键套3采用花键连接。根据磁路设计的要求，磁环8采用稀土强永磁材料钕 铁硼材料制成，并将其胶接于左、右两侧端盖板2的环形凸台上，为防止内花 键套3与磁环8吸合时产生冲击，在磁环8端面上胶合了一定厚度的橡胶垫圈 24;内花键套3、端盖板2、外套筒1均采用导磁材料电工纯铁DT4A制成，外 花键轴4、外花键轴5采用非导磁材料1Crl8Ni9Ti不锈钢制成。电磁离合器的 励磁线圈6在其线圈骨架7上密绕而成，铜线有效线径为0. 55 ram，绕线层数为 31层，每层匝数为61匝，励磁电流为1.03 A。计算结果表明，电磁离合器产 生的最大吸力或斥力为4.5 kg，传递的最大扭矩为0. 045 kgm。参见图3，电磁离合器的励磁线圈6由直流电源(24VDC)供电，励磁线圈6 通过继电器21和继电器22与直流电源连接，继电器上连有压敏电阻23，励磁 电流的方向由图中继电器21或继电器22控制，压敏电阻23的作用是用来保护 继电器触头，防止在频繁通断电路时触头间产生电弧而损坏触头。参见图1，当电磁离合器处于分离状态时，内花键套3仅于外花键轴4嵌合; 参见图2，当继电器9得电时，励磁线圈6中通过正向励磁电流，内花键3在左 侧磁环产生的斥力和右侧磁环产生的吸力的共同作用即推挽态势的作用下，加 速沿轴向向右移动，其花键齿处于同时与外花键轴4、外花键轴5嵌合的状态， 即电主轴9轴体与焊机主轴11接合，电磁离合器处于接合状态；反之，当继电 器22得电(继电器21失电)时，励磁线圈6中通过反向励磁电流，内花键套3在右侧磁环8产生的斥力和左侧磁环产生的吸力的共同作用即推挽态势的作用 下，推挽去势的共同作用下，加速沿轴向向左移动，其花键齿与外花键轴4嵌 合，而与外花键轴5脱离，即焊机主轴与其动力源分离，电磁离合器处于分离 状态，只要通过焊机计算机测控系统交替地改变励磁线圈中励磁电流的方向， 即可交替地控制电磁离合器的接合或分离。实际工作时，电磁离合器在微型高速惯性摩擦焊机机构传动系统中的布位 见图4，焊机主轴11及安装在它上面的飞轮12通过电磁离合器中的外花键轴4、 内花键套3、外花键轴5与电主轴9相连。惯性摩擦焊接时，待焊工件的旋转端 夹持于旋转夹具13中，而其移动端夹持于工作滑台20上的移动夹具16中，飞 轮12首先被加速到预先设定的转速(电磁离合器处于接合状态)，以转动动能 的形式储存焊接所需的能量，随后焊机主轴11通过离合器与电主轴9脱离(电 磁离合器处于分离状态)，飞轮进入惯性运转；当移动夹具16夹持的工件移动 端在推力油缸17施加的轴向力的作用下，向旋转端工件靠拢、接触、并压紧后， 处于惯性运转的飞轮因受摩擦扭矩的阻尼作用，其转速逐渐降低，储存在飞轮 12中的转动动能通过被焊工件表面间的高速摩擦，逐渐将其大部分能量转化为 热能，并快速加热摩擦表面及其近区金属，直至飞轮能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微型高速惯性摩擦焊机的电磁离合器，其特征在于：包括外套筒（１），端盖板（２）与外套筒（１）连接构成壳体，壳体内装有励磁线圈（６），励磁线圈（６）与线圈骨架（７）连接，左侧端盖板（２）中孔设有与电主轴轴体相连的外花键轴（４），右侧端盖板（２）中孔设有与安装有飞轮（１２）的焊机主轴（１１）轴体相连的外花键轴（５），外花键轴（４）和外花键轴（５）与内花键套（３）采用花键连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田俊辉，段立宇，王文斌，时渭清，杜生辉，黄清用，杨杰，汤积成，畅智文，
申请(专利权)人：西安固本科技实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[]