滚柱式超越离合器的修复方法

赵汉忠

（哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨 150040）

1 滚柱式超越离合器简介

滚柱式超越离合器是由星体、外环、滚柱、弹簧顶杆等组成，当星体是主动轮时，旋转方向如图1所示，这时滚柱将被楔紧在槽内，因而外环随星体一同回转，离合器处于联结状态；当星体反向旋转时，滚柱即被滚到槽的宽敞部分，从动外环不再随星体转动，离合器处于分离状态。靠滚柱与外环、星体间卡住时产生的摩擦力来传递扭转力矩的一种常用转动机构，常被应用于金属切削机床中，大型铣床、龙门刨床中尤为常见，被广泛用于进给、走刀系统中。但是由于长期工作、缺少润滑油、机械故障、人为误操作等，易造成离合器的星体楔紧工作平面、辊子磨损，使楔角变大，不能将滚柱楔紧。工作时产生丢转，甚至无法旋转的现象。

图1 磨损状态

对于使用国家标准系列滚柱式超越离合器的机床设备，可以更换相应的离合器，但一些国外进口的机床设备，寻求备件比较困难，所以需对离合器进行修复来满足机床设备的使用要求。离合器修复方法如下：

2 星体整体更换法

整体更换星体，星体常用材料有：20Cr、20MnVB、20Mn2B、40Cr、40MnVB、40MnB 等，经渗碳、淬火、回火等热处理，制造精度按JB/T9130-2002制造即可。

3 修复星体楔紧工作面高度法

将磨损的工作面磨损痕迹去掉，在工作位置上加工一些适当深的槽（焊口）来焊接硬质合金片（如图2），去掉工作面的厚度，为星体加工前的楔紧平面至轴心距离C与硬质合金片的厚度之差，具体公差按JB/T9130-2002标准，按照新楔紧平面至轴心实际测量距离，设计楔角配置，楔角α过小，楔合容易，脱开力大。楔角α过大，不易楔合或打滑。通常星体工作面是平面时，楔角取α=6°～8°。星体工作面是对数螺旋面或偏心圆弧面时，楔角取α=8°～10°，最大极限值 α=10°～14°。

图2 硬质合金片焊接图

为了保障离合器修复后的精度达到所有滚柱都处于工作状态，修复时楔紧平面至轴心距离C的尺寸精度和楔紧平面与星体传递扭矩孔R的位置精度（平行度）符合要求。表1给出了星体焊接硬质合金后修复楔紧工作面时必须满足的精度要求。

表1 焊接修复星体应满足的精度要求/mm

4 改变星体楔紧工作面上工作点位置法

整体更换星体，需要加工的尺寸链多，还需要进行热处理，加工难度大、费用高。修复星体楔紧工作面高度法对焊接要求高。除上述方法外，还可通过计算，在只修星体、不动其它部件的情况下，靠增大滚动体直径来恢复离合器传动精度。

在未修复之前，首先测量并记录星体楔紧工作面至轴心距离C1的尺寸、离合器外环内半径R、原滚柱半径r1（如图3）。去掉楔紧平面，然后去掉星体楔紧工作面的磨损痕迹，去除后各个楔紧工作面至轴心距离C2应相等，具体公差见表1，记录C2的具体数值。根据式（1）计算出楔角α，原滚柱虽然有磨损，但滚柱直径均为整数，很容易测出。

内星轮用“-”，外星轮用“+”。所以：C1=（R-r1）cosα-r1C为星体楔紧工作面至轴心距离；R为离合器外环内半径；r为滚柱半径。

图3 修复前后各尺寸要素对照

根据上面公式算出楔角α（通常取α=6°～8°，在此范围内即为合理）。

根据算出楔角α，星体加工后楔紧平面至轴心距离C2，再根据式（2），计算出增大后的滚柱半径 r2。

根据计算出的滚柱半径r2的数值，制造出的滚柱与修后星体安装后，可保证离合器所传动的扭矩、各分力均不改变。