風機、電機組件及其離心摩擦離合器的製作方法

2023-10-29 14:53:47 3

本發明涉及風機設備技術領域，特別涉及一種風機、電機組件及其離心摩擦離合器。

背景技術：

在風機中，電機與葉輪連接，通過電機運行帶動葉輪轉動。在單相電機啟動時，電機啟動轉矩小，而且波動很大，然而，由於葉輪初始狀態下為靜止狀態，這要求電機具有較大的轉動慣量及啟動負載轉矩。如此容易導致電機啟動時振動，嚴重時甚至會發生電機啟動失敗的情況。

單相電機帶載的啟動方法，通常用摩擦啟動裝置先讓電機轉起來，再逐漸帶動葉輪轉動。目前，摩擦啟動裝置由弧狀板及環形彈簧組成。多片弧狀板設置於葉輪上，且多片弧狀板位於同一圓上，環形彈簧圍繞在多片弧狀板的外側；電機的轉動軸的端部伸入多片弧狀板圍成的孔中。隨著電機的轉動軸轉動，環形彈簧向多片弧狀板施加約束力，以便於弧狀板與轉動軸之間產生摩擦力。但是，這種結構在轉速變化時產生的摩擦力變化不大，不利於啟動初始減少轉動慣量及啟動轉矩的負載，無法有效地改善電機啟動時存在的振動及啟動失敗的情況。

因此，如何縮小啟動過程中轉動軸受到的轉動慣量及啟動轉矩的負載，降低電機振動及啟動失敗的損害，是本技術領域人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供了一種離心式離心摩擦離合器，以縮小轉動軸受到的轉動慣量及啟動轉矩的負載，改善啟動性能。本發明還公開了一種具有上述離心摩擦離合器的電機組件及風機。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種離心摩擦離合器，包括：

用於固定在轉動軸上的固定件，所述固定件上具有沿其徑向設置且貫穿其外周壁的導向槽；

設置於所述導向槽內且沿所述導向槽滑動的離心塊；

負載輪，所述負載輪具有內孔，所述固定件收容於所述內孔內，所述內孔的孔壁與所述固定件的外周壁之間的縫隙小於所述離心塊沿其滑動方向的長度。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述固定件包括：

用於緊固在所述轉動軸上的定位軸套；

具有所述導向槽的支撐部，所述支撐部具有與所述定位軸套周向定位的連接孔；

與所述定位軸套固定連接，用於軸向定位所述支撐部的第一擋板。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述定位軸套與所述第一擋板為一體式結構。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述定位軸套伸入所述支撐部的連接孔的部分為非圓形結構；

所述連接孔為與所述非圓形結構相配合的非圓形孔。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述定位軸套伸入所述支撐部的連接孔的部分為稜柱形結構。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述支撐部為圓柱結構，所述連接孔與所述支撐部同軸布置；所述負載輪的內孔為與所述支撐部相配合的圓形內孔；

所述離心塊朝向所述支撐部外側的端面為凸弧面。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述凸弧面與所述負載輪的內孔的孔壁直徑相同且同軸設置。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述負載輪的內孔為階梯孔；

所述支撐部位於所述階梯孔的大直徑孔內，所述支撐部遠離所述第一擋板的端面與所述階梯孔的階梯端面接觸。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述負載輪的內孔為圓柱孔；所述支撐部遠離所述第一擋板的一端設置有用於固定在所述轉動軸上的第二擋板。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述離心塊朝向所述支撐部徑向內側的一端設置有彈性墊片。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述固定件為一體式結構。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述負載輪上設置有用於與負載卡接的卡槽。

優選地，上述離心摩擦離合器中，所述導向槽的數量為多個且均勻設置於所述固定件上。

本發明還提供了一種電機組件，包括單相電機，還包括離心摩擦離合器，所述離心摩擦離合器為如上述任一項所述的離心摩擦離合器。

優選地，上述電機組件中，還包括設置於所述電機的轉動軸上，用於限制葉輪軸向移動的限位件，所述限位件位於所述離心摩擦離合器背向所述電機的一側。

本發明還提供了一種風機，包括葉輪及單相電機組件，所述單相永磁同步電機組件為如上述任一項所述的單相電機組件。

從上述的技術方案可以看出，本發明提供的離心摩擦離合器，在電機啟動時，固定件隨著轉動軸轉動，離心塊受到導向槽的引導作用向負載輪運動。在轉動軸的轉速較小時，離心塊與固定件共同旋轉的同時，離心塊受到的離心力很小，因此離心塊向負載輪的內孔孔壁施加的壓力很小，進而使得離心塊與負載輪之間的摩擦力很小；隨著轉動軸的轉速的增加，離心塊的離心力顯著增加，進而使得離心塊與負載輪之間的摩擦力也隨之顯著增加。通過上述結構，在電機啟動時(轉動軸的轉速較低)，離心塊與負載輪之間的摩擦力很小，由於負載輪與葉輪固定連接，電機啟動時葉輪處於靜止狀態，使得離心塊與負載輪形成滑動摩擦副，進而使得固定件與負載輪之間相對滑動；在電機的轉動軸的轉速增加時，離心塊的離心力增加，離心塊與負載輪之間的摩擦力也增加，離心塊與負載輪之間的相對滑動量減小直至二者相對靜止，負載輪的轉速也逐漸增加至電機的同步速度。本發明提供的離心摩擦離合器， 離心塊與負載輪之間的摩擦力與轉動軸的轉速的平方呈正比，在低轉速(電機啟動)時，固定件與負載輪之間相對滑動，減小了轉動軸受到的轉動慣量及啟動負載轉矩，減小電機啟動時的振動從而有效降低了振動噪音，同時也避免了電機啟動失敗的情況，有效改善了啟動性能。

本發明提供的電機組件及風機，由於具有上述離心摩擦離合器，也應具有同樣的技術效果，在此不再一一累述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中的風機的剖視示意圖；

圖2為本發明實施例中的離心摩擦離合器的支撐部、離心塊及彈性墊片的組裝示意圖；

圖3為本發明實施例中的電機組件的分解示意圖；

圖4為本發明實施例中的離心摩擦離合器的爆炸示意圖；

圖5為圖1所示風機去除葉輪後的結構示意圖；

圖6為本發明實施例中的電機組件的另一種結構示意圖。

其中，

電機—1，轉動軸—11，限位件—12，卡固螺絲—13，離心摩擦離合器—2，固定件—20，第一擋板—21，定位軸套—22，支撐部—23，離心塊—24，彈性墊片—25，負載輪—26，卡槽—27，第二擋板—28，導向槽—29，葉輪—3。

具體實施方式

本發明公開了一種離心摩擦離合器，以縮小轉動軸受到的轉動慣量及啟動負載轉矩，改善啟動性能。本發明還公開了一種具有上述離心摩擦離合器的電機組件及風機。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參考圖1、圖2和圖3，圖1為本發明實施例中的風機的剖視示意圖；圖2為本發明實施例中的離心摩擦離合器的支撐部、離心塊及彈性墊片的組裝示意圖；圖3為本發明實施例中的電機組件的分解示意圖。

本發明實施例提供了一種用於電機帶載啟動的離心摩擦離合器，包括固定件20、離心塊24及負載輪26。固定件20用於固定在電機1的轉動軸11上，並且，固定件20上具有沿固定件20的徑向設置的導向槽29，並且，導向槽29貫穿固定件20的外周壁。離心塊24設置於導向槽29內且沿導向槽29滑動設置，因此，離心塊24可以沿導向槽29伸出固定件20的外周壁。負載輪26用於與葉輪3固定連接，負載輪26具有內孔261，固定件20收容於內孔261內，內孔261的孔壁與固定件20的外周壁之間的縫隙小於離心塊24沿其滑動方向的長度，即離心塊24不會由內孔261的孔壁與固定件20的外周壁之間的縫隙掉落。

可以理解的是，固定件20的外周壁為固定件20沿轉動軸11的延伸方向設置的外壁。以圓柱狀固定件為例，固定件20的外周壁為其筒狀的側壁。優選地，負載輪26的內孔261的孔壁與固定件20的外周壁之間的縫隙的取值區間為0-0.05mm。

本發明實施例提供的離心摩擦離合器，在電機1啟動時，固定件20隨著轉動軸11轉動，離心塊24受到導向槽29的引導作用向負載輪運動。在轉動軸11的轉速較小時，離心塊24與固定件20共同旋轉的同時，離心塊24受到的離心力很小，因此離心塊24向負載輪26的內孔261孔壁施加的壓力很小，進而使得離心塊24與負載輪26之間的摩擦力很小；隨著轉動軸11的轉速的增加，離心塊24的離心力顯著增加，進而使得離心塊24與負載輪26之 間的摩擦力也隨之顯著增加。通過上述結構，在電機1啟動時(轉動軸11的轉速較低)，離心塊24與負載輪26之間的摩擦力很小，由於負載輪26與葉輪3固定連接，電機啟動時葉輪3處於靜止狀態，使得離心塊24與負載輪26形成滑動摩擦副，進而使得固定件20與負載輪26之間相對滑動；在電機1的轉動軸11的轉速增加時，離心塊24的離心力增加，離心塊24與負載輪26之間的摩擦力也增加，離心塊24與負載輪26之間的相對滑動量減小直至二者相對靜止，負載輪26的轉速也逐漸增加至電機的同步速度。本發明實施例提供的離心摩擦離合器，離心塊24與負載輪26之間的摩擦力與轉動軸11的轉速的平方呈正比，在低轉速(電機1啟動)時，固定件20與負載輪26之間相對滑動，減小了轉動軸11受到的轉動慣量及啟動負載轉矩，減小電機1啟動時的振動從而有效降低了振動噪音，同時也避免了電機1啟動時的振動及啟動失敗的情況，有效改善了啟動性能。

固定件20通過螺栓、銷釘、鉚釘或粘接等方式與轉動軸11定位連接，在此不再詳細介紹。

如圖4所示，在本實施例中，離心摩擦離合器中的固定件20包括第一擋板21、定位軸套22及支撐部23。定位軸套22緊固在轉動軸11上；導向槽29設置於支撐部23內，因此，上述固定件20的外周壁為支撐部23的外周壁，導向槽29貫穿支撐部23的外周壁。支撐部23通過其上的連接孔231與定位軸套22連接。

第一擋板21與定位軸套22固定連接，用於定位支撐部23。在將本發明實施例提供的離心摩擦離合器安裝於電機1的轉動軸11上時，先將定位軸套22及第一擋板21固定設置於轉動軸11上，再將支撐部23安裝於轉動軸11上，使得定位軸套22由支撐部23的連接孔231穿過並周向固定，而支撐部23的一端部與第一擋板21相抵，達到其軸向固定的效果；離心塊24安裝於支撐部23的導向槽29內；再將負載輪26套設於支撐部23的外側，通過負載輪26的軸向定位實現支撐部23及離心塊24的軸向定位。通過上述設置，實現了支撐部23的定位，方便了固定件20的安裝。

進一步地，定位軸套22與第一擋板21為一體式結構。將定位軸套22與第一擋板21設置為一體式結構，僅需將定位軸套22與第一擋板21中的一個相對轉動軸11固定即可。並且，避免了定位軸套22與第一擋板21分別加工及安裝，方便了裝配。本實施例中，定位軸套22優選通過銷釘固定於轉動軸11上。本實施例的離心摩擦離合器中，定位軸套22伸入支撐部23的連接孔231的部分為非圓形結構；連接孔231為與定位軸套22的結構相配合的非圓形孔。即，伸入支撐部23的連接孔231的該部分定位軸套22的橫截面呈非圓形，且連接孔231的形狀與定位軸套22的橫截面形狀匹配，從而更利於支撐部23的周向定位。在其他實施例中，也可以將定位軸套22設置為圓柱結構，而連接孔231設置為圓孔，通過定位軸套22與連接孔231過盈配合，也可實現二者的周向定位。

進一步地，定位軸套22伸入支撐部23的連接孔231的部分為稜柱形結構，連接孔231為與稜柱形結構相配合的多邊形孔。由於連接孔231與稜柱形結構相互配合，有效達到了定位軸套22與支撐部23的周向定位效果。還可以將定位軸套22伸入支撐部23的連接孔231的部分設置為其他非圓形結構，如月牙形或橢圓形等

支撐部23為圓柱結構，連接孔231與支撐部23同軸布置，進而使得支撐部23與轉動軸11同軸設置，提高了支撐部23轉動的平穩性。負載輪26的內孔261為與支撐部23相配合的圓形內孔；離心塊24朝向支撐部23外側的端面為與內孔261的孔壁直徑相同且與內孔261同軸設置的凸弧面。通過設置成凸弧面，使其與內孔261的孔壁相接處，減少了離心塊24與負載輪26相接觸的一端的摩擦損失。

進一步地，上述凸弧面與內孔261的孔壁直徑相同且與內孔261同軸設置。通過上述設置，使得離心塊24與負載輪26面面接觸，擴大了二者之間的接觸面積，便於二者之間產生摩擦力。

進一步地,支撐部23與定位軸套22與第一擋板21亦可做成一體式結構。

進一步地，導向槽29的數量為多個且均勻設置於固定件20上。本實施例中的導向槽29的數量為四個，相鄰兩個導向槽29之間的夾角為90°。也 可以將導向槽29的數量設置為其他數量，如三個、兩個或五個以上，在此不再一一累述。

在電機1低速旋轉時，由於離心塊24的離心力較小，在重力的影響下，不可避免的會發生離心塊24與支撐部23相互撞擊的情況。為了降低離心塊24與支撐部23因撞擊而產生的噪音，如圖5所示，本實施例中的離心塊24朝向支撐部23的徑向內側設置有彈性墊片25。上述彈性墊片25可以為毛氈或矽膠等。

進一步地，可以在離心塊24、導向槽29、支撐部23及負載輪26之間設置油脂，在起到潤滑減小摩擦損失的同時，提高散熱效果。

如圖1所示，在第一種實施例中，負載輪26的內孔261為階梯孔，其具有同軸設置的大直徑孔及小直徑孔。支撐部23位於大直徑孔內，其遠離第一擋板21的一端面與階梯孔的階梯端面相抵，而小直徑孔供轉動軸11通過。

如圖5所示，為了確保負載輪26與葉輪3的周向定位，負載輪26上設置有用於與負載卡接的卡槽27。也可以通過螺栓、銷釘、鉚釘或粘接等方式將負載輪26與葉輪3周向定位連接。

卡槽27設置於負載輪26的外表面上，為了使葉輪3與負載輪26上的卡槽27相配合，葉輪3具有固定孔，固定孔的內壁上設置有與卡槽27相配合的凸起。在其他實施例中，也可以在負載輪上設置凸起結構，並在葉輪上對應設置卡槽。

如圖5所示，為了便於葉輪3的軸向定位，本發明實施例提供的電機組件還包括設置於電機1的轉動軸11上，用於限制葉輪3軸向移動的限位件12，限位件12位於離心摩擦離合器2背向電機1的一側。

限位件12通過卡固螺絲13固定於轉動軸11上。也可以將限位件12設置為螺母，在轉動軸11的端部設置與螺母相配合的螺紋；還可以將限位件12設置為卡簧，在轉動軸11的端部設置與相配合的卡槽等，在此不再一一累述且均在保護範圍之內。

進一步地，葉輪3與負載輪26也可以做成一體結構。

如圖6所示，在第二種實施例中，負載輪26的內孔261為圓柱孔；支撐 部23遠離第一擋板21的一端設置有第二擋板28。通過將第二擋板28沿轉動軸11的軸向定位，同樣可以達到對支撐部23的軸向定位。

也可以不設置上述軸套及擋板結構，將固定件20設置為一體式結構。僅需直接將固定件20固定於轉動軸11即可。

本發明實施例還提供了一種電機組件，包括單相電機1，還包括離心摩擦離合器2，離心摩擦離合器2為如上述任一種的離心摩擦離合器。由於上述離心摩擦離合器具有上述技術效果，具有上述離心摩擦離合器的電機組件也應具有同樣的技術效果，在此不再一一累述。

本發明實施例還提供了一種風機，包括葉輪3及電機組件，電機組件為如上述任一種的電機組件。由於上述電機組件具有上述技術效果，具有上述電機組件的風機也應具有同樣的技術效果，在此不再一一累述。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。