扭矩限制器机制|动力传递与切断说明

Torque Limiter Mechanism

扭矩限制器具有在超过设定扭矩时自动切断动力传递的机制,从而防止因高扭矩造成的过载。
在对扭矩限制器机制有更深入了解后,您就可以考虑其 合适的使用场景。
例如,如果想防止手指被夹伤,通常需要大量传感器和控制装置等机制;
然而,如果了解扭矩限制器的工作原理,就可以仅通过扭矩限制器本身解决问题。

本文将详细说明扭矩限制器的运动与作用,运动机制,以及适合使用扭矩限制器的场景。

Electric screwdriver equipped with torque limiters

扭矩限制器是一种当扭矩超过设定值时,自动使输出轴相对于输入轴空转,从而切断扭矩传递的部件。
如上方GIF视频所示,通过在电动螺丝刀上安装扭矩限制器,即可在不对工件施加过大压力的情况下拧紧螺丝。
如果没有扭矩限制器,即使螺丝已经拧紧,电机仍会继续将转矩传递给螺丝,导致负载过大甚至损坏工件。
而安装扭矩限制器后,螺丝拧紧产生的力会传递到外壳,内部套筒与外壳的联动被切断,电机不会在螺丝拧紧后继续传递力,从而可以安全完成螺丝安装。
扭矩限制器运动的 机制将在下一章中详细说明。

扭矩限制器的工作原理

The mechanism of the motion of torque limiters

如上图所示,扭矩传递分为 切断区域 和 传递区域,以设定扭矩为界限。
只要扭矩未超过设定值,扭矩限制器就能传递动力,即使扭矩值有所波动也不会影响传递。
另一方面,如果扭矩超过设定值,只要扭矩值未降到设定值以下,扭矩限制器就会持续切断动力。

当扭矩限制器低于设定扭矩,处于传递区域时,上一章提到的电动螺丝刀会继续拧紧螺丝。
此时,扭矩限制器与轴协同工作,通过外壳与外壳内套筒的共同旋转,将动力传递给螺丝。
一旦扭矩超过设定值并进入切断区域,电动螺丝刀会停止拧紧螺丝。
扭矩限制器的外壳与套筒联动被切断,只有套筒继续旋转,从而动力不再传递给螺丝,同时扭矩限制器仍然正常工作。
通过扭矩限制器,用户可以根据设定扭矩调整螺丝拧紧力,从而防止产品损坏。

适合使用扭矩限制器的三种情况

Usages of torque limiters

情况 1:定位
扭矩限制器在定位控制上非常有效。例如,当扭矩限制器安装在自动窗帘上时,在传递区域会传递动力以开合窗帘;
但当窗帘完全打开或完全关闭时,由于扭矩超过设定值,它会进入 切断区域 并切断动力,从而防止窗帘超出设定位置。

情况 2:安全防护
扭矩限制器在防止受伤方面也很有用。
当手指或异物被卷入百叶窗或传送带时,负载超过设定扭矩,动力不会传递,从而防止受伤或机器损坏。
当设备发生异常情况时,扭矩限制器可以有效防止事故发生。

情况 3:缓慢操作
扭矩限制器也适用于需要刻意缓慢操作的高档产品场景。
例如,在音响设备上调节音量旋钮时,不用用力猛转旋钮,而是通过扭矩限制器让旋钮产生适度打滑,旋转时有阻力感,呈现高档的操作手感,并实现音量的精细调节。

扭矩限制器原理总结|动力如何传递与切断

从外部很难理解扭矩限制器的运作方式,但通过观察实际动作和图表,您可能可以更直观地想象动力的传递过程。
有关扭矩限制器的使用方法的更多信息,请参阅本页面。

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