氣胎離合器

氣胎離合器是以壓縮空氣為動力的一種摩擦離合器，一般用於需要傳遞大扭矩的場合，如用於球磨機、大型機械壓力機等。氣胎離合器具有傳遞扭矩大、離合平穩、能吸振、結構緊湊、可自動補償磨損間隙、維護方便等優點 ^[1]  。

氣胎離合器按氣胎和摩擦片的安裝位置不同可分為徑向式和軸向式兩種類型。其中，徑向式氣胎又可配置為單排氣胎和雙排氣胎兩種結構。

氣胎在充入壓縮空氣時發生膨脹，氣壓均勻分佈在摩擦瓦組件上，從而推動摩擦瓦組件抱住安裝在從動軸上的鼓輪。摩擦瓦組件由鋁製墊板及摩擦片鉚接而成，並由固定在側板上的扭矩杆導向。

力矩從減速機輸出，通過主動輪轂傳遞到氣胎離合器主動件，再由氣胎充氣推動摩擦瓦組件，將動力傳遞到從動鼓輪上。

當泄放驅動氣壓時，在氣胎回位彈簧及離心力作用下，可使離合器分離。由於向氣胎供氣的壓縮空氣進氣管隨離合器一起轉動，因此，離合器輸入的減速機軸設計為中空軸，並通過一機械密封裝置與外部壓縮空氣管道實現連接。

徑向式氣胎離合器傳遞扭矩的能力用下式計算：

Tp= (Q－Fe)μR

式中 Q———氣胎與瓦塊的結合力，N；

Fe———作用在閘瓦上的離心力，N；

R———摩擦半徑（或為摩擦鼓輪半徑），m；

μ———摩擦片與鼓輪的摩擦係數。

Q=2πR0b (Pg－ΔP) ×100

式中 R0———氣胎內表面半徑，cm；

b———氣胎內寬度，cm；

Pg———壓縮空氣工作壓力，MPa；

ΔP———壓力損失，一般取 0.03~0.07 MPa。

選型時，其扭矩Tp大於計算扭矩Te即可 ^[2]  。

（1） 主、從動軸對中偏差必須控制在規定範圍內，一般徑向偏差控制在±0.127 mm 內，端面偏差小於0.5/1000 （mm/mm），超出誤差範圍將導致摩擦片非正常磨損。

（2） 離合器主動輪轂安裝時，要注意與輸入軸徑向孔對位，以保證進氣通暢。

（3） 離合器進氣的機械密封裝置與外部空氣管路必須採用軟管連接，防止其承受附加力，降低使用壽命。

（4） 離合器安裝完畢，必須先設定好氣路系統工作壓力、低氣壓跳閘壓力、系統空氣流量等重要運行參數。

（1） 氣胎離合器傳遞的扭矩與壓縮空氣壓力成正比，因氣胎強度限制，空氣壓力一般不得高於0.85 MPa。

（2） 啓動過程中，由於壓縮空氣逐步流入氣胎，使其需要4~8 s 的接合時間，此時要注意摩擦瓦的磨損情況，防止因打滑而產生過熱現象。若未發生過載，而不能在4~8 s 內啓動，則需要加大空氣流量。為了達到在4~8 s 內啓動的要求，一般在壓縮空氣進入氣胎的管線上需設置流量控制閥，通過調節進氣流量來調節離合器結合的速率。

（3） 氣胎離合器的摩擦瓦開有磨損指示槽。日常維護時應注意，若摩擦瓦磨損至指示槽底部，則應及時更換。

從氣胎離合器的上述特點可以看出，氣胎離合器在中低速大扭矩動力機與工作機的聯結或脱離、工作機的帶載啓動等場合有非常好的適應性。氣胎離合器在國外重型機械上已有廣泛應用，並且已係列化。近年來，國內已有廠家開始仿製氣胎離合器，但其應用還不是很廣泛，技術水平相對於進口產品還有差距。研究與推廣氣胎離合器，對於提高國內基礎傳動件的製造水平具有重要意義 ^[3]  。