电涡流快速离合器 本发明涉及一种主动运动件与从动运动件频繁离合的联接技术。
用于主从动件间频繁离合的离合器是传动装置的主要机构，现有技术中最常用的离合器是机械插套式结构，这种离合器的特点是结构比较简单，传递扭矩比较大，但只能适用于离合频率很低的情况。另一类是电磁离合器，如奥地利的HIDE公司研制的作为数控机床伺服系统驱动元件的快速电磁离合器，离合器的离合反映速度较机械式的离合器已有很大的提高，时间常数可达50ms，当时是较先进的，但以后再也无法提高，因此只能适用于主从运动件离合频率不是很高的情况。后来数控机床步进电机的进步，该离合器就被淘汰了。
本发明的课题来自国家自然科学基金项目，发明人对各种传动装置的离合器进行了广泛的研究，对电磁离合器的特点和电涡流阻尼力的特性进行了深入的研究，从而创造出了一种巧妙地使电涡流阻尼力变成为高合器的结合力，将电涡流阻尼力与摩擦力结合在一起地全新的电涡流快速离合器。
本发明的目的在于避免已有技术的不足之处，而提供一种利用电涡流阻尼力与摩擦力传递扭矩，反映速度快，传递扭矩大，价格低，使用寿命长的电涡流快速离合器。
本发明的目的是通过采取以下技术措施来实现的：电涡流快速离合器包括与主动运动件(或从动运动件)相连接的磁轭、线圈、铁芯和与从动运动件(或主动运动件)相连接的衔铁，其特征是在磁轭的环形板面圆周方向上均匀设置有若干个相互连接的线圈与铁芯构成的磁极，磁极端部形成的几何空间面与衔铁表面对应平行，离合器处于分离状态时，磁极端部形成的几何空间面与衔铁表面之间有一间隙。
为了更好地实现本发明的目的，还可进一步采取以下技术措施：
衔铁通过弹簧与从动运动件(或主动运动件)相连接。采用的弹簧最好是碟形弹簧。
磁极中的铁芯，其一端与磁轭可装拆地固定连接，另一端设计有外径大于线圈内径的磁极端头。
众所周知，电磁离合器传递扭矩大，但反映速度慢，而电涡流产生的阻尼力效率较低，特别是主从动转速接近时，输出力矩急剧下降，传递的扭矩又小，因此，长期以来人们认为电涡流阻尼力没有多少使用价值，又加之电涡流的流径路径和分布非常复杂，类似于流体力学的2维场分布，面且电流分布还随主从动相对运动速度变化而发生变化，这就使本来就很复杂的流通路径中的电阻和电感产生更加复杂的变化，至今尚无较深入的研究成果，甚至未能建立较粗略的数学模型、定量分析的理论更是一片空白，理论上的贫乏，进一步又阻碍了电涡流阻尼力的应用，甚至连电涡流阻尼力的快速特性都被埋没了。
本发明是将电涡流阻尼力与摩擦力巧妙地结合在一起，并充分发挥电涡流的快速特性，而创造出了一种全新的电涡流快速离合器，它充分发挥了二者的优点，且相互弥补了对方的缺点。本实发明与已有技术相比，具有反映速度快，即时间常数小，传递的扭矩大，结构简单，重量轻，价格低，寿命长等诸多优点。尤其是在表征离合器性能的主要技术指标方面，即时间常数与传递的扭矩方面更为突出。已试制出的样机，时间常数可达5ms以下，可传递5kg-m的扭矩，并可制作传递各种需要的扭矩。已试制的样机其优点已经十分突出，如用该样机同量的线圈来作一个电磁离合器，其电磁力扭矩只能达到1kg-m，因此本电涡流快速离合器使电磁离合器与电涡流阻尼力巧妙的结合后产生了予想不到的技术效果，而且充分发挥了电涡流力的快速特性。
本发明可用作数控机床伺服系统的驱动元件，尤其是与单板机构成的数控机床的伺服系统在装置成本费用和结构简单方面，优于现有技术中的任何一种伺服系统，为我国普通机床改造成数控机床提供了一种新技术。本发明也可广泛使用于石油开采机械、化工机械、轻工机械中，作为联接主动运动件与从动运动件频繁离合的离合装置。
下面结合着附图说明，给出本发明的一个实施例，并对本发明作进一步的详细描述。
附图1是本发明一个实施例的结构示意图。
附图2是本发明另一个实施例的结构示意图。
在附图1中，本发明由磁轭2，线圈3，铁芯4，衔铁5，碟式弹簧6构成，在磁轭的环形板面的同一半径圆周上均匀设置有数个由线圈3与铁芯4构成的磁极线圈2相互连接在一起，铁芯的一端设计有外径大于线圈3内径的端头，另一端设计有螺纹，通过螺纹付与磁轭连接，磁轭空套在从动转轴1上，而由另外的传动机构带动运转，铁芯的端头形成空间平面。衔铁为环形板状，板面与铁芯端头形成的空间平面对应平行，碟形弹簧的外边缘与衔铁固定连接，另一侧与连接件相固定，连接件为两个螺母，衔铁与碟形弹簧通过两个螺母固定在从动轴1上，并通过该螺母调节衔铁面与铁芯端头形成的空间面之间的间隙。离合器工作时，磁轭和由线圈与铁芯构成的磁极，由另外的传动机构带动绕从动轴1空转，当线圈3通电后，立即产生励磁电流，同时产生了磁场，衔铁切割磁力线，电涡流阻尼力立即产生并增大，与此同时磁极对衔铁产生吸引力，使间隙减小。间隙减小后，磁阻下降，磁通密度增加，从而使阻尼力矩急剧增加，当阻尼力矩大于阻力矩时，则从动转轴1开始转动。由于间隙较小，磁吸引力较大，衔铁移动速度较快；当衔铁被吸合后，力矩上升更快，铁芯端头的端面与衔铁之间的摩擦力增加，电涡流阻尼力同时也在起作用。从动转轴在这两个力矩的作用下，加速转动，直至达到额定转速。
在附图2中，磁轭安置在主动转轴7上，衔铁与碟式弹簧安置在从动转轴1上，主动转轴与从动转轴在同一轴线上。其他均与附图1中的实施例相同。
本发明不限于实施例的形式，根据其揭示的原理，还可设计成其他形式。