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摩擦片式电磁离合器的结构及工作原理
摩擦片式电磁离合器具有单片和多片等形式，单片摩擦式电磁离合器具有结构简单。传动转矩大，响应快，无空转力矩，散热良好等优点。摩擦片常在干式状态下使用，磨损快，需及时需换摩擦衬。多片摩擦式电磁离合器由于摩擦片的厚度较薄，传动相同转矩时，虽轴向尺寸增加但径向尺寸明显减少，因而结构紧凑。
根据摩擦片的摩擦状态，其可分为干式与湿式两种；根据摩擦片的磁路中的位置，其可分为磁通一次过片、二次过片与磁通不过片；根据有无滑环又可将其分为线圈旋转与线圈静止电磁离合器。
（1）单片摩擦式电磁离合器
如下图所示为线圈旋转（带滑环）单片摩擦式电磁离合器，滑环2和法兰1分别用螺钉固定在磁轭3上，磁轭内放置线圈9，主动摩擦盘6与磁轭用螺纹连接。石棉或尼龙摩擦衬7用螺钉固定在从动摩擦盘8（衔铁）上，衔铁与套筒11用花键连接，并可沿轴向移动。线圈未通电时，与主动摩擦盘相连的各件在滚动轴承10上空转，通电后吸引衔铁向左移，使离合器接合。为了调整两摩擦盘间的气隙，在主动摩擦盘背面开有呈辐射状的若干条键槽，同样的磁轭外周也有槽，槽内放置特殊U形键4，调定气隙后，使滑键进入合适位置的沟槽并用螺母5锁紧。法兰上的螺纹孔用来与其他传动件相连接。这种离合器的外形尺寸和转动惯量较大，不适宜用在快速接合的场合。
（2）多片摩擦式电磁离合器
如下图所示为线圈旋转（带滑环）多片摩擦式电磁离合器，在磁轭4的外表面和线圈槽中分别用环氧树脂固连滑环5和励磁线圈6，线圈引出线的一端焊在滑环上，另一端焊在磁轭上接地。外连接件1与外摩擦片组成回转部分，内摩擦片与轴套7、磁轭组成另一回转部分。当线圈通电时，衔铁2被吸引沿花键套右移压紧摩擦片组，离合器接合。这种结构的摩擦片位于励磁线圈产生的磁力线回路内，因此需用导磁材料制成。由于受摩擦片的剩磁和涡流影响，其脱开时间较非导磁摩擦片长，常在湿式条件下工作，因而广泛用于远距离控制的传动系统和随动系统中。
摩擦片处在磁路外的电磁离合器，摩擦片既可用导磁材料制成，也可用摩擦性能较好的铜基粉末冶金等非导磁材料制成，或在钢片两侧面黏合具有高耐磨性、韧性而且摩擦因数大的石棉橡胶材料。可在湿式或干式工况下工作。
为了提高导磁性能和减少剩磁影响，磁轭和衔铁可用电工纯铁或08号或10号低碳钢制成，滑环一般用淬火钢或青铜制成。
如下图所示为线圈静止（无滑环）多片摩擦式电磁离合器。磁轭1安置在滚动轴承上固定不动，内、外导磁体2、4与轴套9组成转动部分。线圈通电时产生磁力吸引衔铁8压紧内、外摩擦片5、6。内摩擦片5与轴套9，外摩擦片6与外连接件7均滑动连接，实现主、从部件的接合。隔磁环3的作用是为了避免磁短路，形成如下图所示的封闭磁力线。这种具有恒定工作气隙的结构，可以缩短离合器脱开的时间，但整个磁阻较大，在传递相同转矩条件下，所需的磁力比滑环式大，因此结构尺寸较大，成本较高，但因取消了刷和滑环，使得其转动惯量小，适用于高速转动的轴系，安装维修方便，可靠性高，使用寿命长，适用于机床、建筑、纺织等行业。此外，由于线圈与摩擦片相距较远，不直接接触，因而散热条件好，温升较低。
摩擦片式电磁离合器的工作特性
（1）转矩特性
摩擦转矩有静摩擦转矩和动摩擦转矩，它是选择离合器的基本参数。静转矩是离合器处于励磁状态，内、外摩擦片间无相对滑动，自主动侧传递到从动侧的最大转矩。动转矩是离合器处于励磁状态，内、外摩擦片间有相对滑动，自主动侧传递到从动侧的转矩。选择时应使机器运转的最大负载转矩乘以安全系数小于公称静转矩；连接时的负载转矩加上加速转矩乘以安全系数小于公称动转矩。湿式的静摩擦转矩约为动摩擦转矩的二倍，而干式的两者大致相同。离合器处于非励磁状态，主动侧旋转，自主动侧传递到从动侧的转矩称为空转转矩。干式的空转转矩一般很小，可以忽略不计。湿式由于存在润滑油，其黏度是引起空转转矩的主要原因。从切断电流起，到发生空转转矩的一段过渡状态中，离合器所传递的转矩称为残留转矩。无论是湿式还是干式离合器，在励磁电流切断后由于磁滞现象磁力不能马上消失，它是造成残留转矩的主要因素。润滑油的黏度和表面张力是另一因素。后一因素对于干式的影响不太显著，残留转矩的持续时间湿式离合器比干式离合器长得多，这段时间的长短将随离合器的构造、供油条件等因素而变化。转速愈低，残留时间愈长。空转转矩和残留转矩都将使离合器的负载不能脱开和引起发热，应当愈小愈好。
（2）动作特性
当开关接通时，由线圈中存在电阻和电感，电流随时间呈指数曲线上升，达到一定值时，衔铁被吸动。此时磁路中的间隙突然变小，阻抗随之降低，使电器回路中的电感急剧增加，电流相应有一波动。当衔铁将摩擦片压紧时，开始传递转矩，转矩随电流增加而增大，当滑差为零时，转矩增至最大。连接过程终止时达到静摩擦转矩值。
电磁离合器的动作特性参数主要有：衔铁吸引时间——从离合器线圈通电开始到产生转矩所需的时间；接通时间——从离合器线圈通电开始转矩上升至80%公称动转矩所需的时间；断开的时间——从离合器线圈断电开始转矩下降至10%公称动转矩所需的时间。
湿式多片电磁离合器基本参数（JB/T1648——1999）给出了公称动转矩、公称静转矩、空载转矩、接通时间、断开时间的数值。干式多片电磁离合器基本参数（JB/T10163——1999）给出了公称动转矩、空载转矩、接通时间、断开时间的数值。
（3）散热特性与寿命
DLM3型湿式多片电磁离合器结构形式如下图所示，基本参数见下表，主要尺寸见下表。
|
规格 |
公称动
转矩
/N·m |
公称静
转矩
/N·m |
空载
转矩
/N·m≤ |
接通
时间
/s≤ |
断开
时间
/s≤ |
额定
电压
（DC）/V |
线圈消
耗功率
（20℃）/W |
允许最高
转速
/r·min-1 |
质量/kg |
供油量
/L·min-1 |
|
1.2
2.5
5
10
16
25
40
63 |
12
25
50
100
160
250
400
630 |
20
40
80
160
250
400
630
1000 |
0.39
0.40
0.9
1.80
2.40
3.50
5.60
9.00 |
0.28
0.30
0.32
0.35
0.37
0.40
0.42
0.45 |
0.09
0.09
0.10
0.14
0.14
0.18
0.20
0.25 |
24
24
24
24
24
24
24
24 |
18
21
32
38
50
61
72
83 |
3500
3500
3000
3000
2500
2200
2000
1800 |
1.56
2.30
3.38
5.0
6.2
8.17
14.3
20.9 |
0.2
0.25
0.40
0.65
0.65
1.0
1.0
1.2 |
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