專利名稱：一種內(nèi)置機(jī)械離合器的工業(yè)縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的工業(yè)機(jī)械裝置，尤其是涉及一種內(nèi)置機(jī)械離合器的工
業(yè)縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
紡織縫紉行業(yè)的工作性質(zhì)決定了機(jī)械需要間隙工作，目前所使用的工業(yè)縫紉機(jī)電 動(dòng)機(jī)大多是采用單相異步電動(dòng)機(jī)少數(shù)采用三相異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源。根據(jù)縫制作業(yè)的 特點(diǎn)尤其是大批量流水線生產(chǎn)時(shí)，要求縫紉機(jī)具有較高的針?biāo)?、迅速起?dòng)、立即制動(dòng)停針的 能力，這個(gè)特點(diǎn)也就是要求帶動(dòng)縫紉機(jī)的電動(dòng)機(jī)具有大扭矩起動(dòng)、高速運(yùn)轉(zhuǎn)和快速制動(dòng)的 性能。要靠電機(jī)本身的性能完全滿足上述要求必然會(huì)對(duì)電機(jī)的性能提出極高的難以實(shí)現(xiàn)的 技術(shù)問(wèn)題，快速反復(fù)起動(dòng)與制動(dòng)會(huì)帶來(lái)電機(jī)的嚴(yán)重發(fā)熱而大大降低電機(jī)的壽命。因此傳統(tǒng) 的縫紉機(jī)電機(jī)通常內(nèi)置機(jī)械離合器與剎車裝置來(lái)完成上述快速起動(dòng)與停機(jī)。這種結(jié)構(gòu)有效 地解決了電機(jī)的頻繁起動(dòng)與制動(dòng)的問(wèn)題，但電機(jī)的轉(zhuǎn)速受異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的限制無(wú)法提 高，縫紉機(jī)的縫制速度仍然很低不利于提高生產(chǎn)效率。 近年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)了幾種用直流電機(jī)作為動(dòng)力源的縫紉機(jī)電機(jī)，它采用電子調(diào)速 電氣制動(dòng)，雖然在結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單但生產(chǎn)成本高、高速時(shí)電機(jī)的碳刷摩損嚴(yán)重電機(jī)壽命低， 加上廠家為了降低成本選用的材料檔次較低等原因電機(jī)的故障率較高市場(chǎng)前景不很樂(lè)觀。 由于直流電機(jī)需要由直流來(lái)供電，而現(xiàn)實(shí)生活中的市電都是交流電故電機(jī)必須使 用整流電源，普通的整流電源由于受濾波等因素的影響電機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波既影響了電 機(jī)的工作性能又對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生噪聲污染。為了防止電氣噪聲的影響，歐盟國(guó)家首先制定了嚴(yán) 格的電網(wǎng)用電要求對(duì)電氣了設(shè)備的諧波抑制提出了極高的標(biāo)誰(shuí)，普通整流電源供電的電機(jī) 不可能滿足上述要求而被拒之門外。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型為縫制設(shè)備提供一種在需要縫制時(shí)能迅速以較 大的扭矩起動(dòng)、在平縫時(shí)能夠高速縫制、在需要停止時(shí)能夠迅速停止的工業(yè)縫紉機(jī)用電機(jī)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯(1)與電機(jī)磁鋼 (2)構(gòu)成的無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)子和由硅鋼片鐵芯與線圈繞組組成的電機(jī)定子電樞(3)再與內(nèi)置控 制器電路板(13)共同組成高速直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力并將動(dòng)力輸送到與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸 轉(zhuǎn)動(dòng)的貯能飛輪(6)，再通過(guò)與貯能飛輪粘接在一起的電機(jī)離合器軟木磨擦盤(7)、離合器 剎車盤(8)等構(gòu)成的機(jī)械離合器輸出動(dòng)力；運(yùn)用機(jī)械離合器實(shí)現(xiàn)縫紉機(jī)的頻繁快速起動(dòng)與 制動(dòng)。在制動(dòng)運(yùn)行時(shí)電機(jī)不停止仍處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量貯存在與電機(jī)轉(zhuǎn)子同 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的貯能飛輪中，在工作機(jī)械起動(dòng)的瞬間通過(guò)飛輪將機(jī)械能傳遞到外界實(shí)現(xiàn)較大的起 動(dòng)力矩；在需要停機(jī)時(shí)離合器在操作桿的推動(dòng)下，快速脫離動(dòng)力源的同時(shí)又與剎車盤的摩 擦片攆合產(chǎn)生制動(dòng)力矩快速實(shí)現(xiàn)輸出軸的制動(dòng)縫紉機(jī)的縫制針能夠準(zhǔn)確的停止實(shí)現(xiàn)精確 縫制。
3[0007] 為了克服電力諧波與功率因素的影響，本裝置在內(nèi)置的直流無(wú)刷電機(jī)控制中集成 了一個(gè)叫PFC的功率因素控制單元，通過(guò)一個(gè)有源濾波器濾除因交流電整流成直流電而產(chǎn) 生的大量電力諧波，電機(jī)始終運(yùn)行在低諧波高功率因素狀態(tài)，電機(jī)電氣性能完全能滿足歐 盟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比取得的有益效果是充分運(yùn)用直流電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速和 優(yōu)秀的調(diào)速性能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)與平穩(wěn)調(diào)速，直接驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)高速縫制大大提高了縫 制設(shè)備的生產(chǎn)效率同時(shí)又能平穩(wěn)的調(diào)速滿足不同產(chǎn)品的縫制要求，通過(guò)運(yùn)用機(jī)械離合器與 剎車裝置滿足了工作機(jī)械需要實(shí)現(xiàn)精確、快速、頻繁起停的要求不影響到電機(jī)的使用壽命， 內(nèi)置的貯能飛輪可以很好的吸收停止間隙的電機(jī)能量并在起動(dòng)瞬間將機(jī)械能釋放提高電 機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，滿足快速起動(dòng)的要求?？刂破鬟€內(nèi)置了 PFC電路滿足電網(wǎng)對(duì)電力諧波與功 率因素的控制要求，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率的同時(shí)也有效的打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壁壘， 擴(kuò)大了產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入范圍。

圖1為本實(shí)用新型的整機(jī)剖面示意圖 圖2為本實(shí)用新型的整流電路與PFC控制電路原理結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型采用如下步驟實(shí)現(xiàn)。如圖l在本裝置的后面有一個(gè)圓形的機(jī)座內(nèi)是
一個(gè)高速直流永磁無(wú)刷離合器電機(jī)；它包括電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯(1)與電機(jī)磁鋼(2)構(gòu)成無(wú)刷電 機(jī)轉(zhuǎn)子和由硅鋼片鐵芯與線圈繞組組成的電機(jī)定子電樞(3)、內(nèi)置控制器電路板(13)組成 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力并將動(dòng)力輸送到與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的貯能飛輪(6)，電機(jī)外殼 (4)、離合器箱(5)起到支撐整電機(jī)作用。電機(jī)轉(zhuǎn)子軸端安裝有一個(gè)用復(fù)合材料制造的傳動(dòng) 貯能飛輪(6)、電機(jī)離合器軟木磨擦盤(7)與貯能飛輪粘接在一起形成一個(gè)整體、離合器剎 車盤(8)、剎車盤剎車軟木磨擦片(9)、剎車磨擦片調(diào)節(jié)墊(10)、離合器軸承滑套(11)、輸出 皮帶輪(12)、內(nèi)置控制器電路板(13)、離合器操作桿(14)、離合器復(fù)位彈簧(15)、電路轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)旋鈕(16)、正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(17)。 工作過(guò)程是當(dāng)電機(jī)通電后無(wú)刷電機(jī)在控制器的控制下高速轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò) 轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)貯能飛輪(6)高速旋轉(zhuǎn)貯藏機(jī)械能；當(dāng)縫紉機(jī)需要縫制時(shí)，操作工踏下踏板使離 合器操作桿(14)向下拉動(dòng)，操作桿帶動(dòng)內(nèi)部的撥桿撥動(dòng)離合器軸承滑套(11)向飛輪側(cè)滑 動(dòng)，離合器摩擦片壓緊飛輪通過(guò)安裝在飛輪上的軟木摩擦盤(7)接觸通過(guò)兩者磨擦帶動(dòng)皮 帶輪軸向外傳送電機(jī)轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)工作機(jī)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)停止縫紉時(shí)，松開(kāi)踏腳在離合器復(fù)位彈簧 (15)的作用下，離合器操作桿(14)復(fù)位，電機(jī)離合器軟木磨擦盤(7)脫離貯能飛輪磨擦片 兩者相距4毫米左右，電機(jī)不向外輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)磨擦盤(7)背面壓向剎車盤剎車軟木磨擦 片(9)兩者摩擦產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出軸被制動(dòng)保證了縫紉機(jī)主軸的快速精確制動(dòng)停機(jī)。 電源輸入見(jiàn)圖2。市電輸入經(jīng)共扼電感組成的濾波電路進(jìn)行濾波隔離，電流經(jīng)四 個(gè)二極管組成的橋式整流電路整流成脈動(dòng)的直流；由于這個(gè)脈動(dòng)的直流含有大量的諧波成 份會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生有害的干擾；本實(shí)用新型特增加了一級(jí)PFC電子有源功率因素控制電路進(jìn) 行功率因素控制與濾波，經(jīng)過(guò)濾波使本電機(jī)的功率因素與諧波達(dá)到歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)要
4求，基本消除了電機(jī)諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾。 電機(jī)內(nèi)置控制器電路板(13)，電路板通過(guò)電機(jī)定子鐵芯上傳過(guò)來(lái)的霍爾信號(hào)準(zhǔn)確 判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，通過(guò)內(nèi)部專門設(shè)計(jì)的程序來(lái)控制無(wú)刷電機(jī)的運(yùn)行。為了很好的滿足 紡織工業(yè)縫制設(shè)備的要求，電機(jī)內(nèi)置程序是專門針對(duì)縫制設(shè)備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，運(yùn)用程序控制使 得電機(jī)的機(jī)械特性與縫制設(shè)備機(jī)械特性能夠良好的嚙合，大大提升了機(jī)械性能。在電機(jī)程 序中還嵌入了調(diào)速控制模塊，電機(jī)可以由用戶根據(jù)自身需要與加工紡織品的性質(zhì)不同通過(guò) 調(diào)節(jié)(16)旋鈕實(shí)現(xiàn)自由地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。(17)是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，通過(guò)這個(gè)開(kāi) 關(guān)還可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，滿足不同縫紉機(jī)的要求。
權(quán)利要求一種內(nèi)置機(jī)械離合器的工業(yè)縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)，它的基本特征在于電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯(1)與電機(jī)磁鋼(2)構(gòu)成無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子電樞(3)、內(nèi)置控制器電路板(13)組成直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力并將動(dòng)力輸送到與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的貯能飛輪(6)，電機(jī)離合器軟木磨擦盤(7)在離合器操作桿(14)的操作下磨擦盤與貯能飛輪攆合通過(guò)磨擦向輸出皮帶輪(12)輸出動(dòng)力，當(dāng)兩者分離時(shí)又通過(guò)離合器剎車盤(8)、剎車盤剎車軟木磨擦片(9)攆合產(chǎn)生制動(dòng)力矩使輸出皮帶輪快速制動(dòng)實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確停止，速度調(diào)節(jié)旋鈕(16)、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)(17)通過(guò)對(duì)控制器發(fā)出信號(hào)可以調(diào)節(jié)無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
專利摘要本實(shí)用新型涉及了一種內(nèi)置機(jī)械離合器的工業(yè)縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)，它包括電機(jī)的定子電樞、轉(zhuǎn)子、皮帶輪等及與其同軸動(dòng)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)械剎車裝置與機(jī)械離合器裝置等組成。電機(jī)的動(dòng)力來(lái)源是內(nèi)置控制器的永磁高速直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)?？p紉機(jī)工作時(shí)通過(guò)離合器操作桿操作摩擦式機(jī)械離合器輸出動(dòng)力，當(dāng)需要停止時(shí)又通過(guò)操作離合器摩擦盤與剎車片攆合產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)精確剎車。電機(jī)內(nèi)置無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制器該控制器上集成了針對(duì)整流電源設(shè)計(jì)的有源PFC功率因素控制器，使電機(jī)始終工作在高功率因素狀態(tài)節(jié)省了電能同時(shí)也大大降低了諧波對(duì)電網(wǎng)的污染。
文檔編號(hào)H02K29/00GK201550004SQ20092011464
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者趙洪 申請(qǐng)人:浙江三力機(jī)電制造有限公司;麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院