离合器与制动器分类及装配技巧

离合器与制动器是在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动系统，实现变速及换向等作用。

1.离合器

离合器与联轴器的区别：离合器和联轴器，虽都用于连接两轴，并在不同轴间传递运动和转矩，但离合器可根据实际需要在机器运转时即可实现轴间运动和动力的传递和断开，达到控制的目的。而联轴器则只能在机器停车后，用拆卸的方法才能实现被联接两轴的分离。

离合器的种类很多，大多已标准化，使用中只需正确选择即可。

1）离合器的种类及特点

离合器按其工作原理可分为啮合式离合器和摩擦式离合器两类。啮合式离合器利用牙（或齿）啮合方式传递转矩可以保证两轴同步运转，但只能在低速或停车时进行离合，例如牙嵌式离合器等；摩擦式离合器利用工作表面的摩擦传递扭矩，能在任何转速下离合，有过载保护功能，但由于存在摩擦面间的打滑现象，所以不能保证两轴同步转动。

离合器按离合控制方法不同，可分为操纵式离合器和自动式离合器两类。操纵式离合器按操纵方式分为机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等；自动式离合器包括超越离合器（也称单向离合器）、离心式离合器和安全离合器等，是一种能根据机器运转参数（如转矩、转速或转向）的变化而自动完成接合和分离动作的离合器。

①牙嵌式离合器。牙嵌式离合器，它由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环和滑环等组成。使用时可利用操纵杆移动滑环，从而实现两套筒的结合与分离。

②摩擦式离合器。一般分为单片式圆盘摩擦离合器、多片式圆盘摩擦离合器和圆锥式摩擦离合器。

单片式圆盘摩擦离合器由固定圆盘、活动圆盘和滑环组成。通过移动滑环可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动。优点是：在任何转速条件下两轴都可以实现结合；过载时打滑，起安全保护作用；结合平稳、冲击和振动小。缺点是：结合过程中不可避免出现打滑现象，引起磨损和发热；传动不同步。多片式圆盘摩擦离合器是利用多个摩擦片叠加在一起来传递动力。当移动滑环时，通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。摩擦片分内、外摩擦片，内摩擦片与从动轴的内套筒连接，外摩擦片与主动轴的外壳连接。

圆锥式摩擦离合器的圆锥表面为摩擦接触面，只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩。但由于该离合器的径向尺寸较大，其结构不紧凑。

③超越离合器。超越离合器分为滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器2种。

滚柱式超越离合器的结构由星轮（也称内环）、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。滚柱在弹簧推杆的作用下处于半楔紧状态，当外环逆时针转动时，以摩擦力带动滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触面，从而驱动星轮一起旋转。当外环反向转动时，则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置，离合器处于分离状态。

楔块式超越离合器的结构由内环、外环、楔块、支撑环和拉簧等零件组成。内、外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并力图使楔块绕自身作逆时针方向偏摆。当外环顺时针旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时针方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结合状态。当外环反向旋转时，斜块松开而成分离状态。由于楔块曲率半径大，装入数量多，相同尺寸时传递的转矩更大，但不适合高转速的传动。

④安全离合器。安全离合器分为摩擦式安全离合器和牙嵌式安全离合器等，在其所传递的转矩超过一定数值时自动分离，所以起到安全脱离和避免过载的作用。其传递转矩大小靠调整弹簧压缩量控制，弹簧压得越紧，弹力越大，则允许传递的转矩也越大。

⑤离心式离合器。离心式离合器是利用离心力的作用来控制接合和分离的一种离合器，有自动接合式和自动分离式2种。自动接合式离合器，当主动轴的转速达到一定值时，由于离心力增大而克服弹簧力的作用，使闸块与鼓轮的内表面接触，依靠摩擦力实现主动轴与鼓轮一同转动。自动分离式离合器则相反，当主动轴达到一定转速时能自动分离。

⑥磁粉离合器。磁粉离合器的结构由外轮鼓、转子轴、轮芯、励磁线圈和磁粉等组成。转子轴6与轮芯5固定联接，在轮芯外缘的槽内绕有环形激磁线圈4，在从动外轮鼓2与轮芯间形成的气隙中填入了高导磁率的磁粉。当线圈通电时，形成一个经轮芯、间隙和外轮鼓的闭合磁通，磁粉因被磁化而彼此相互吸引聚集，联轴器此时可依靠磁粉的结合力以及磁粉与两工作面之间的摩擦力来传递转矩。当断电时，磁粉处于自由松散状态，离合器即被分离。

磁粉离合器的优点是励磁电流与转矩呈线性关系，转矩调节简单而且精确，调节范围宽。因可用作恒张力控制，所以广泛应用于造纸机、纺织机、印柳机、绕线机等，操纵方便、离合平稳、工作可靠。

2）离合器的装配要求

（1）离合器的相应部件应能可靠结合和分离，结合时能传递规定要求的转矩，工作平稳可靠。

（2）离合器两半轴应保证同轴，离合端面应相互平行，并符合初始间隙要求。

（3）对不同种类的联轴器，如摩擦式离合器、牙嵌式离合器和超越离合器等，应有不同的安装技术要求。

①湿式多片摩擦离合器。摩擦片应能灵活地沿花键轴移动；在接合位置扭力超过规定时，应有打滑现象；在脱开位置时，主动与从动部分应能彻底分离，不应有阻滞现象；离合器的摩擦片接触面积不应小于总摩擦面积的75％；离合器润滑油的黏度应符合规定。

②干式单片摩擦离合器。各弹簧的弹力应均匀一致；各联接销轴部分应灵活，无卡阻现象；摩擦片的联接铆钉头不得外露，应低于表面1mm；摩擦片必须清洁、干燥，工作面不应沾有油污和杂物；离合器的摩擦片接触面积应不小于总摩擦面积的75％。

③圆锥离合器。内、外锥面应接触均匀，其接触面积应不小于总摩擦面积的85％；离合器动作应平稳、准确、可靠。

④牙嵌式离合器。嵌齿不应有毛刺，应清洗洁净；离、合动作应准确可靠。

⑤超越离合器。内、外环表面应光滑、无毛刺，其各调整弹簧的弹力应均匀一致；弹簧滑销应能在孔内自由滑动，无卡阻现象；离合器的安装方向应与设备要求的旋转方向一致；楔块的装配方向应正确无误；主、从动相对运动速度变化时，其离合动作应平稳、准确、可靠。

⑥磁粉离合器。固定螺钉应联接牢固，无松动现象；装配后主、从动转子与固定支承部分之间应转动灵活、无卡阻现象及碰擦杂音，轴向位移应符合相关规定。

另外，应认真理解相应离合器样本的安装要求及技术指标，同一种类型但不同型号规格的离合器安装精度要求并不相同。

2.制动器

制动器是用来降低机械运转速度或迫使机械停止运转的部件。它是利用摩擦力矩来消耗机器运动部件的动能，从而实现制动的。其动作应迅速、可靠，其摩擦副在工作时会发生磨损和产生热量，所以应耐磨，易散热。有些型号的制动器（如磁粉制动器）与离合器在结构上有相似之处。

1）制动器的种类及特点

制动器按工作状态分，有常闭式和常开式。常闭式制动器经常处于紧闸状态，施加外力时才能解除制动（例如：起重机用制动器）。常开式制动器经常处于松闸状态，施加外力时才能制动（例如：车辆用制动器）。

制动器按照制动器的控制方式分为：自动式和操纵式两类。前者如各类常闭式制动器，后者包括用人力、液压、气动及电磁来操纵的制动器。制动器通常装在机构中转速较高的轴上，这样所需制动力矩和制动器尺寸可以小一些。

制动器按照制动的结构特征分为：盘式制动器、瓦块制动器、带式制动器和磁粉制动器等。

①盘式制动器。盘式制动器又称为碟式制动器。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳和油管等。制动盘用合金钢制造并固定在转动轴上，随轴转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的2个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞被油管输送来的液压油推动，使摩擦片压向制动盘产生摩擦制动，其动作类似用钳子夹住旋转中的盘子，迫使其停止转动。盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便，适合高负载，其耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭。在冬季和恶劣路况下使用时，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内实现制动。(www.xing528.com)

②瓦块制动器。瓦块制动器作用是通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动，断电制动是为了保证设备安全。当断电后，弹簧拉力通过推杆和制动臂的传动，借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。瓦块材料采用铸铁，或铸铁表面覆以皮革或石棉带。瓦块制动器已经规范化，可根据所需制动力矩选型。

③带式制动器。带式制动器在外力的作用下，闸带收紧抱住制动轮实现制动。其结构简单、紧凑，CA6140普通车床的制动就是采用了带式制动器。

④磁粉制动器。磁粉制动器的工作原理和结构参见磁粉离合器，将磁粉离合器的主动轴与机架固定后，即可实现制动器功能。在此不再详述。

2）制动器的装配要求

制动器装配的一般要求：制动器往往是机电设备中最重要的安全装置，与生产的安全性密切相关，所以要严格保证其安装质量，在装配后应经常检查其工作状况。制动器全部传动系统的动作要灵敏、可靠，应按时注油润滑，合理调整弹簧弹力，合理调整松开状态下制动瓦块与制动轮的间隙。

制动器的各调整参数可参考相应的产品样本，各种类型制动器的装配要求不同。

（1）盘式制动器的装配要求如下：

①盘式制动器制动盘的端面跳动应不大于0.5mm。

②同一制动器的两闸瓦工作面的平行度偏差应不大于0.5mm。

③同一制动器的支架端面与制动盘中心平面间距的允许偏差为±0.5mm，支架端面与制动盘中心平面的平行度偏差应不大于0.2mm。

④闸瓦与制动器的间隙应均匀，其偏差宜为1mm。

⑤各制动器制动缸的对称中心与主轴轴心在铅垂面内的位置度偏差应不大于3 mm。

⑥制动器在制动时，每个制动衬蛰与制动盘工作面的接触面积，应不小于有效摩擦面积的60％。

⑦制动器应调至最大退距，在额定制动力矩、制动弹簧工作力和85％额定电压下操作时，制动器应能灵活地释放；将制动器调至最大退距在50％弹簧工作力和额定电压下，用推动器的额定操作频率操作时，制动器应能灵活地闭合。

（2）瓦块制动器的装配要求如下：

①制动器各销轴应在装配前清洗洁净，油孔应畅通。装配后应转动灵活，并应无阻滞现象。

②同一制动轮的两闸瓦中心应在同一平面内，其偏差应不大于2mm。

③闸座各销轴轴线与主轴轴线铅垂面的距离，偏差应不超过±1mm。

④闸座各销轴轴线与主轴轴线水平面的距离，偏差应不超过±1mm。

⑤闸瓦铆钉应低于闸皮表面2mm。

⑥制动梁与挡绳板不应相碰，其间隙值应不小于5mm。

⑦松开闸瓦时，制动轮与闸瓦的间隙应均匀，且不大于2mm。

⑧制动时，闸瓦与制动轮接触应良好和平稳。各闸瓦在长度和宽度方向，与制动轮接触长度应不小于80％。

⑨油压或气压制动时，达到额定压力后，在10min内其压强下降应不超过0.196MPa。

⑩在额定弹簧工作力和85％的额定电压下操作时，制动器应能灵活释放；在50％额定弹簧工作力和额定电压下，用规定的操作频率操作时，制动器应能灵活闭合。

（3）带式制动器的装配要求如下：

①带式制动器的各连接销轴应转动灵活，无卡阻现象。

②摩擦内衬与钢带铆接应牢固，不应松动；铆钉头应沉入内衬中1mm以上。

③制动带退距值按表2-19选取和调整。

表2-19　带式制动器的制动带退距值

（4）磁粉制动器的装配要求如下：

①磁粉制动器的螺钉紧固件应连接牢固，无松动现象。装配后主、从动转子与固定支撑部分之间应转动灵活，无卡滞现象及碰擦杂音。

②轴向位移应符合相应规定。

③液冷式制动器不应出现渗漏现象。

④制动器在常温下的绝缘电阻应不小于20Mn。