機械壓力機離合器扭矩的簡單計算

王銀豐，錢禎業(yè)

（營口鍛壓機床有限責任公司，遼寧 營口 115004）

離合器是壓力機最重要的部件之一，用于控制壓力機滑塊的運動和停止。離合器和制動器性能的好壞直接影響壓力機的生產能力和效率，同時對設備安全、保養(yǎng)、維修及人身安全有極大影響。

離合器種類很多，根據(jù)摩擦副的不同分為干式和濕式兩種。濕式離合器和制動器的顯著特點是無磨損，嚙合時由于油冷的作用，其散熱性能非常好，但價格昂貴。干式離合器和制動器的摩擦系數(shù)較高，靜態(tài)摩擦系數(shù)大于滑動摩擦系數(shù)，售價較低。

大中型普通板沖式壓力機均采用單速、低慣量、單盤鑲嵌式浮動摩擦塊結構的懸臂式氣動摩擦離合器和制動器。

正確選擇離合器規(guī)格對機械壓力機的設計尤為重要，選擇過大易造成轉動慣量的增大，影響制動器的選擇，造成浪費，制造成本增加。選擇過小則導致離合扭矩不夠，造成壓力機無法正常工作。

本文在查閱相關技術研究的基礎上，結合一個離合器的設計實例，論述了壓力機離合器的設計計算方法。

1 機床主參數(shù)

本文所研究壓力機為J39-1000型，其性能參數(shù)如表1所示。

表1 J39-1000型機床性能參數(shù)

2 機床做功所需飛輪矩

2.1 做功量

式中：E——做功量，t·m；

P——滑塊公稱壓力，1000t；

δ——滑塊公稱壓力行程，0.013m；

S——滑塊行程，1m；

Kd——系數(shù)，一般取6；

Pb——氣墊能力，200t。

2.2 傳動比

式中：i——主齒輪到離合器軸傳動比。

2.3 離合器軸轉速

式中：Nc——離合器轉數(shù)，rpm。

2.4 機床做功所需飛輪矩

式中：K1——能量釋放系數(shù)，取0.2775。

3 主齒輪扭矩Tc

如圖1所示，公稱壓力行程為13mm時，R=500mm，L=1180mm，δ=13mm，a=R+L-δ=1667mm，P=1000t，α=10.979°，β=4.63°。

圖1 計算示意圖

4 離合器/制動器規(guī)格選擇

4.1 離合器扭矩

式中：i——主齒輪到離合器軸傳動比。

至此，初選C100型離合器。

4.2 離合器充裕率

式中：Ta——離合器扭矩，100kN·m；

Tr——離合器軸實際扭矩，86.4kN·m；

K——離合器充裕率,取1.00～1.25之間即可。

4.3 計算離合器常數(shù) C

式中：E0——被驅動件的動能；

N——離合器轉數(shù)，250rpm；

A——摩擦塊接觸面積，A=4108cm2；

N——滑塊行程次數(shù)，16次/分。

C≤9，自然空冷。最終確定選擇C100型離合器。

5 結束語

離合器的選擇需綜合考慮壓力機扭矩、離合器充裕率、冷卻方式等多方面。通過建立數(shù)學模型，簡單快速地計算出結果，將離合器按一定規(guī)格通用化，快速選出離合器規(guī)格，節(jié)約時間。

通過設計實踐和用戶現(xiàn)場使用表明，本文所述離合器計算方法是適宜的。