為了確定離合器或制動器的合適尺寸,首先必須確定需要哪些操作規(guī)格。這些規(guī)格包括時間,轉(zhuǎn)速,慣性負載,驅(qū)動裝置,從動元件和循環(huán)速率。這些操作規(guī)范通過使用一系列方程式進行評估。 通常,這些方程式的結果將導致不同的離合器/制動器選擇值。例如,離合器可能能夠為系統(tǒng)提供足夠的扭矩處理能力,但是循環(huán)速率所產(chǎn)生的熱負荷高于設備所能散發(fā)的熱量,在這種情況下,必須在應用中使用更大的離合器。此外,還有一些外部環(huán)境變量可能會影響選擇標準。設備是否在可能會產(chǎn)生熱量的封閉區(qū)域中?離合器或制動器是空轉(zhuǎn)還是在油中運轉(zhuǎn)?對于正在設計的特定應用,可以使用哪些摩擦材料? 在最終選擇設備之前,必須仔細評估所有這些變量。如果知道驅(qū)動設備(例如電動機)的尺寸,則可以使用以下公式計算所需的動態(tài)扭矩:
舉栗: HP電機的扭矩輸出為1,800 RPM,離合器直接連接到電機軸:
請注意,以上計算未解決從動元件的類型或制動器或離合器在操作中將看到的環(huán)境。 例子中使用的安全系數(shù)(K 1)為1.0,適用于標準交流電動機。然而,離合器輸出上的其他振蕩或脈沖負載或離合器輸入上的固有扭轉(zhuǎn)負載將需要不同的因數(shù)。如果您知道系統(tǒng)的慣性負載,離合器或制動器的運行速度以及將負載從零加速到全速所需的時間(或者對于制動器,則應從全速停止負載)速度),則可以使用以下公式確定所需的扭矩:
舉栗:在0.5秒內(nèi)將5磅英尺的慣性負載從靜止加速到1,800 RPM所需的扭矩: 首先,使用公式((5*1800)/(308)/.5))=58.44 lb ft對動態(tài)扭矩進行粗略的近似計算。 最后,必須對上述示例針對所選設備的熱負載能力進行測試。無論離合器或制動器的扭矩要求如何,都必須檢查其熱容量,以確保其不會過熱。離合器或制動器的熱負荷是慣性,速度和循環(huán)(開/關)速率的直接結果。 這些將進一步受到驅(qū)動類型(電氣,機械,液壓或氣動),所用摩擦元件的類型(鋼、青銅、合成芳綸等)以及離合器或制動器的物理尺寸的影響。 可以使用以下公式計算熱負荷: 舉栗:使用第2.1節(jié)中的數(shù)據(jù),以每分鐘4個接合的循環(huán)速率確定熱負荷: 以電動離合器為例,由此產(chǎn)生的13.5 BTU /分鐘的散熱速率不足以實現(xiàn)此應用。如果需要電動EMA型離合器,則此應用將需要具有20.5 BTU /分鐘的散熱速率的離合器。 離合器或制動器的熱容量還有其他外部考慮因素。外部環(huán)境,操作條件和致動方法都將發(fā)揮作用。 安裝時,驅(qū)動杯和離合器或制動器主體必須保持在0.005 TIR之內(nèi)。一種確保這種同心度的設計方法是使用調(diào)心軸承。 應用文獻中顯示了各型號的軸向位置公差。 如果不使用調(diào)心軸承,則在設計過程中必須注意保持杯到外殼的尺寸以及同心度和角位移。
公式1:電動機轉(zhuǎn)矩計算(基于馬力和轉(zhuǎn)速)
公式2:旋轉(zhuǎn)物體的馬力
公式3:直線運動物體的馬力
公式4:桿,軸或盤的慣性(Reflected Inertia)
各種材料的每英寸重量系數(shù)(磅) 要計算空心圓柱體的每英寸長度的慣量,請執(zhí)行以下操作: 用于確定離合器或制動器合適尺寸的慣性計算必須考慮到離合器速度(以RPM為單位)與系統(tǒng)中其他元件的速度(以RPM為單位)之比。雖然整個系統(tǒng)的馬力基本沒有變化,但慣性相對于鋼
橡膠
尼龍
鋁
青銅
鑄鐵f = .890
f = .108
f = .161
f = .310
f = 1.010
f = .821
從OD的WR2中減去ID的WR2公式5:反射慣性
反射慣性(旋轉(zhuǎn)裝置)
用于確定離合器或制動器合適尺寸的慣性計算必須考慮到來自任何被驅(qū)動的線性設備(例如傳送帶)對離合器施加的負載??梢允褂靡韵鹿綄⒃撠撦d減小到等效的慣性值。必須確定的關鍵信息是 (1)負載的重量; (2)主動輪,鏈輪,齒輪或滾筒的直徑。反射慣性(線性設備)
使用上面的旋轉(zhuǎn)設備公式,可以計算出離合器的慣性: