工业机器人，传送带，风力涡轮机，机床，包装机和泵只是一些地方，你会发现扭矩限制器。
劳伦斯·克伦(Lawrence Kren)•特约撰稿人
扭矩限制器以毫秒量级驱动，以防止过载、冲击和扭矩峰值，否则可能损坏组件或缩短使用寿命。它们也适用于需要特定扭矩水平的设备。例如，安装瓶盖的机器必须施加足够的扭矩来拧紧瓶盖，但又不能打破瓶子。
扭矩限制器的额定扭矩范围很广，从远小于1 N-m到超过10,000 kN-m。它们有三种基本类型:摩擦，球制动器，和剪切销。
摩擦力矩限制器
摩擦扭矩限制器在响应过载事件时滑动，并在其他时间完全啮合。弹簧驱动的摩擦力矩限制器将弹簧力应用于输入和输出轮毂上相反的摩擦表面。超过设定的扭矩水平会导致表面相对滑动，从而限制动力传输。气动和液压驱动的扭矩限制器也可以使用摩擦材料传递扭矩，但依靠活塞或隔膜在空气或流体压力下移动，迫使摩擦表面在一起，并调整扭矩限制。
摩擦材料可以是干的，也可以是在油浴中。一般来说，耗散更多能量的高容量单元(或那些设计成连续滑动的单元)使用油冷却来保持摩擦材料在安全的工作温度。
这些设计有一些缺点。摩擦式扭矩限制器，干式或湿式，随着时间的推移磨损，可能需要维护或最终更换。在开放、干燥的设计中，摩擦材料产生的碎片使它们不适合某些环境，如洁净室。可用的密封装置包含磨损碎片。相比之下，扭矩限制器采用永磁体，通过磁通量耦合负载，没有摩擦材料磨损或产生碎片。有些电磁类型也可以在没有摩擦材料的情况下工作，但需要外部电源产生磁通量。
Ball-detent扭矩限制器
球阻扭矩限制器可能是自动或手动重置，而混合型号结合了自动和手动重置功能在一个单一单元。
闭锁式扭矩限制器传输名义扭矩，然后完全脱离时，他们看到过多的扭矩水平，飞轮直到重置。一种典型的设计是使用弹簧将轴承球推入传动法兰上的小袋(止动件)，以便传递扭矩。超过一个设定值就会克服弹簧力，而弹簧力又会移开球体，使负载分离。根据配置的不同，过载跳闸可能需要操作人员手动重置设备，而其他设计在过载条件消除时自动重置。有些单元在多个时钟位置复位，而那些在定时机制中使用的单元每次复位到相同的时钟位置。气动或液压驱动单元通常包含传感器，以检测过载情况和切断压力，以解耦负载。
剪切销扭矩限制器
一个更简单的，手动重置设计剪切一个可更换的引脚时，过载。这些剪切销扭矩限制器大部分已被球止动器类型所取代，因为后者更容易和更快地重置，这提高了机器的正常运行时间。另外，与剪切销相比，滚珠止动器类型驱动或跳闸时的扭矩水平更具有可重复性。然而，需要极高扭矩额定值的应用，如采矿设备，仍然依赖于剪切销扭矩限制器。
脱扣力矩的关键参数
无论应用什么，脱扣力矩TP是选择扭矩限制器时的一个关键指标:
TP= SF x Tl
其中Tl=轴力矩N-m = 60000⋅P/(2π⋅n）
P =发射功率，kW
n =转
服务因素
服务因子随操作条件的严重程度而变化。正常启动和停止的典型值是1.25，而重冲击和反向负载可能使用1.5的服务因子。启动扭矩经常超过运行水平，因此与这些驱动组件放置在一起的扭矩限制器的尺寸应该能够提供充足的裕度，而不会过度滑动，同时保护下游组件免受过载。最佳做法是将扭矩限制器放置在尽可能靠近负载的地方，最好是高值、扭矩敏感组件的上游。
对于启动，跳闸扭矩必须至少等于来自加速度和施加载荷的扭转载荷:
Tp≥α⋅jl+ T艾尔
其中α =角加速度= ω/t, rad/sec2
ω =角速度，rad/sec
t =加速时间，秒
Jl=载荷转动惯量，kg-m2
T艾尔=施加力矩N-m
脱扣力矩精度和回隙是其他重要的考虑因素。一般情况下，扭矩限制器制造商为重复跳闸规定±5 - 10%的精度。许多模型的反弹很小，甚至为零。当扭矩限制器与定位设备或有反向负载的应用程序对齐时，低侧隙尤为重要。
最后一点注意:所有的扭矩限制器，无论其类型，都会给系统增加惯性。一定要遵循既定的惯性匹配准则，这样运动系统的性能才不会受到影响。
运动控制技巧|motioncontroltips.com
你也可能喜欢:
了下:运动控制技巧，刹车•离合器
