为了确定离合器或制动器的合适尺寸,首先必须确定需要哪些操作规格。这些规格包括时间,转速,惯性负载,驱动装置,从动元件和循环速率。这些操作规范通过使用一系列方程式进行评估。 通常,这些方程式的结果将导致不同的离合器/制动器选择值。例如,离合器可能能够为系统提供足够的扭矩处理能力,但是循环速率所产生的热负荷高于设备所能散发的热量,在这种情况下,必须在应用中使用更大的离合器。此外,还有一些外部环境变量可能会影响选择标准。设备是否在可能会产生热量的封闭区域中?离合器或制动器是空转还是在油中运转?对于正在设计的特定应用,可以使用哪些摩擦材料? 在最终选择设备之前,必须仔细评估所有这些变量。如果知道驱动设备(例如电动机)的尺寸,则可以使用以下公式计算所需的动态扭矩:
举栗: HP电机的扭矩输出为1,800 RPM,离合器直接连接到电机轴:
请注意,以上计算未解决从动元件的类型或制动器或离合器在操作中将看到的环境。 例子中使用的安全系数(K 1)为1.0,适用于标准交流电动机。然而,离合器输出上的其他振荡或脉冲负载或离合器输入上的固有扭转负载将需要不同的因数。如果您知道系统的惯性负载,离合器或制动器的运行速度以及将负载从零加速到全速所需的时间(或者对于制动器,则应从全速停止负载)速度),则可以使用以下公式确定所需的扭矩:
举栗:在0.5秒内将5磅英尺的惯性负载从静止加速到1,800 RPM所需的扭矩: 首先,使用公式((5*1800)/(308)/.5))=58.44 lb ft对动态扭矩进行粗略的近似计算。 最后,必须对上述示例针对所选设备的热负载能力进行测试。无论离合器或制动器的扭矩要求如何,都必须检查其热容量,以确保其不会过热。离合器或制动器的热负荷是惯性,速度和循环(开/关)速率的直接结果。 这些将进一步受到驱动类型(电气,机械,液压或气动),所用摩擦元件的类型(钢、青铜、合成芳纶等)以及离合器或制动器的物理尺寸的影响。 可以使用以下公式计算热负荷: 举栗:使用第2.1节中的数据,以每分钟4个接合的循环速率确定热负荷: 以电动离合器为例,由此产生的13.5 BTU /分钟的散热速率不足以实现此应用。如果需要电动EMA型离合器,则此应用将需要具有20.5 BTU /分钟的散热速率的离合器。 离合器或制动器的热容量还有其他外部考虑因素。外部环境,操作条件和致动方法都将发挥作用。 安装时,驱动杯和离合器或制动器主体必须保持在0.005 TIR之内。一种确保这种同心度的设计方法是使用调心轴承。 应用文献中显示了各型号的轴向位置公差。 如果不使用调心轴承,则在设计过程中必须注意保持杯到外壳的尺寸以及同心度和角位移。
公式1:电动机转矩计算(基于马力和转速)
公式2:旋转物体的马力
公式3:直线运动物体的马力
公式4:杆,轴或盘的惯性(Reflected Inertia)
各种材料的每英寸重量系数(磅) 要计算空心圆柱体的每英寸长度的惯量,请执行以下操作: 用于确定离合器或制动器合适尺寸的惯性计算必须考虑到离合器速度(以RPM为单位)与系统中其他元件的速度(以RPM为单位)之比。虽然整个系统的马力基本没有变化,但惯性相对于钢
橡胶
尼龙
铝
青铜
铸铁f = .890
f = .108
f = .161
f = .310
f = 1.010
f = .821
从OD的WR2中减去ID的WR2公式5:反射惯性
反射惯性(旋转装置)
用于确定离合器或制动器合适尺寸的惯性计算必须考虑到来自任何被驱动的线性设备(例如传送带)对离合器施加的负载。可以使用以下公式将该负载减小到等效的惯性值。必须确定的关键信息是 (1)负载的重量; (2)主动轮,链轮,齿轮或滚筒的直径。反射惯性(线性设备)
使用上面的旋转设备公式,可以计算出离合器的惯性: