CN101813146B - 联轴制动限载器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联轴制动限载器，包括壳体、上端盖、上定位套组件、弹簧受力板、制动弹簧组件、弹簧座、平面轴承、下定位套组件，半主动联轴器、摩擦片支架组件、半从动联轴器组件，其特征是：壳体、上端盖、上定位套组件、弹簧受力板、制动弹簧组件、弹簧座、平面轴承、下定位套组件，半主动联轴器、摩擦片支架组件、半从动联轴器组件沿轴心线方向顺次排列安装，过载时，半主动联轴器带动感应磁石去感应接近开关，发信号切断主电机电源，实现过载保护工作机的功能。当失去动力，制动弹簧被压缩时储存的能量立即释放出来，推动半主动联轴器、摩擦片组件和半从动联轴器之间产生摩擦，形成制动力矩，实现制动，广泛应用于机械传动中。

Description

联轴制动限载器

技术领域

本发明涉及一种联轴制动限载器。

背景技术

现有的联轴器只有联轴的功能，是联接两轴或轴和回转件在传递运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置；现有的制动器是用于机构或机器减速或停止的一种装置，有时也用作调节或限制机构或机器的运动速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。从性能方面来分有两大类：刚性联轴器和挠性联轴器，虽然两类联轴器均可达到联轴传动的效果，但是当机器在超载的情况下不会因为超载而保护机器，从而易造成机器损坏，也不会因为机器的停止而马上制动，从而易造成质量和安全方面的问题，因此现有联轴器不能直接适用有过载保护和需要机器断电制动同时完成的工作环境。同样，现有的制动器也只有制动功能，限载器也只有单一的限载功能，但是具备联轴制动和限载功能于一体的联轴制动限载器就没有了。

发明内容

本发明的目的：设计一种既有联轴功能，又有制动功能和限载保护功能的联轴制动限载器，弥补现有的单一的联轴器、制动器和限载器的不足方面，使它们的功能集中在一起，使结构更紧凑，成本更低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

壳体固定在工作机的机架上，在壳体上，上端盖、上定位套组件、弹簧受力板、制动弹簧组件、弹簧座、平面轴承、下定位套组件、半主动联轴器、摩擦片支架组件、半从动联轴器组件沿轴心线方向顺次排列安装。其中，上端盖用内六角螺栓固定在壳体上，上定位套组件由带内花键的上定位套和套在上定位套外圆的滚动轴承以及卡在上定位套上的轴用挡圈组成；制动弹簧组件由以弹簧座外圆中心线为参照均匀分布并固定在弹簧座上四个导向杆、套在四个导向杆上的四支制动弹簧和套在四支导向杆并且压在四支制动弹簧上的弹簧受力板和穿在弹簧受力板上的四件内六角螺栓组成；下定位套组件由带内花键的下定位套和套在下定位套外圆的滚动轴承以及卡在下定位套上的轴用挡圈组成；摩擦片支架组件由摩擦片、摩擦片支架和摩擦片顺次沿轴心线排列贴合，依靠胶接和四个铜铆钉31的铆接联接在一起，摩擦片支架被夹在中间。半从动联轴器组件由半从动联轴器以过盈配合方式联接的两个滚动轴承、与滚动轴承外圆过渡配合的下端盖和卡在半从动联轴器上的轴用弹性挡圈组成。上述中，半主动联轴器和半从动联轴器齿面形状为多齿面齿形(其中有起动左螺旋面或起动右螺旋面、平面、工作左螺旋面或工作右螺旋面)，半主动联轴器内孔为花键孔，可沿主动花键轴套轴心线方向移动。

半从动联轴器为固定在从动轴上的半联轴器，半主动联轴器通过花键内孔套在主动花键轴套上(一般指电机轴)，可沿轴心线方向在主动花键套上滑动，摩擦片支架卡在壳体上，沿轴向有一定量的位移，不能产生角位移，两片摩擦片将摩擦片支架胶接和用铜铆钉铆接后夹在中间。

半主动联轴器和半从动联轴器由于螺旋齿面啮合外加四个制动弹簧的轴向压力作用而实现扭矩的传递，实现联轴的功能；过载时，为了达到与四个制动弹簧压力的平衡，半主动联轴器只有沿轴向向半主动联轴器方向进一步压缩四个制动弹簧，直到镶嵌在弹簧座上的感应磁石移动至接近开关在壳体的固定位置上，使接近开关接受磁石的感应，接近开关发信号给电控系统，促使主转电机断电，达到了过载保护工作机的功能；当半主动联轴器失去动力，四个制动弹簧被压缩时储存的能量立即释放出来，推动半主动联轴器在主动花键套上沿轴向向半从动联轴器方向滑动，使半主动联轴器和半从动联轴器均与相邻摩擦片产生摩擦，通过卡在壳体上的摩擦片支架产生摩擦力，形成制动力矩，实现制动的目的。

本发明的有益效果是，具备联轴器的功能，同时又具有制动器和限载器的功能，做到停机立即制动和过载保护工作机功能。

下面结合说明书附图对本发明加以详细说明。

附图说明

附图1：联轴制动限载器内部结构图。

附图2：联轴制动限载器外形立体图。

附图3：半从动联轴器外形结构图。

附图4：半主动联轴器外形结构图，

附图5：在制动状态下的内部局部结构图。

附图6：在工作状态下的内部局部结构图。

附图7：工作状态下的半主动联轴器和半从动联器齿形啮合图。

附图8：制动状态下的半主动联轴器和半从动联轴器齿形啮合图。

附图9：过载状态下的半主动联轴器和半从动联轴器齿形啮合图。

附图10：半从动联轴器33做成单齿面时外形结构图。

附图11：半主动联轴器16做成单齿面时外形结构图。

附图中：1-下端盖，2-内六角螺钉，3-摩擦片支架，4-摩擦片一，5-壳体，6-感应磁石，7-接近开关，8-接近开关固定板，9-内六角螺栓，10-上端盖，11-内六角螺栓，12-弹簧受力板，13-孔用弹性挡圈，14-上定位套，15-主动花键轴套，16-主动半联轴器，17-滚动轴承，18-轴用弹性挡圈，19-内六角调节螺栓，20-制动弹簧，21-导向杆，22-外六角螺母，23-弹簧座，24-平面轴承，25-轴用弹性挡圈，26-滚动轴承，27-孔用弹性挡圈，28-下定位套，29-波形弹簧，30-摩擦片二，31-铜铆钉，32-滚动轴承一，33-半从动联轴器，34-轴用弹性挡圈，35-滚动轴承二。

具体实施方式

说明书中附图1所示：滚动轴承二35和滚动轴承一32与半从动联轴器33采用过盈配合的方式联接在一起，以轴用弹性挡圈34卡在半从动联轴器33轴端环形槽内，下端盖1用多个内六角螺钉2固定在壳体5上，波形弹簧29安放在下端盖1的上面，并且卡在壳体5的内环槽内。

说明书中附图1所示，摩擦片一4和摩擦片二30依靠胶接和四个(或更多)铜铆钉31的铆接固定在摩擦片支架3上，带齿形摩擦片支架3卡在壳体5下端的几个凹槽上。

说明书中附图1所示，滚动轴承26的内孔与下定位套28的外圆采用过盈配合方式联接，轴用弹性挡圈25卡在下定位套28的轴端环形槽内，防止滚动轴承26轴向窜动，滚动轴承26的外圆与壳体5中内圆采用过渡配合的方式联接，在壳体5上安装滚动轴承26的位置设置有一个内环槽，孔用弹性挡圈27卡在这个内环槽内，保证了滚动轴承26和下定位套28的轴向定位，半主动联轴器16的外圆上的大花键与下定位套28的内花键采用精密的滑动配合联接，并可沿轴向有一定量的滑动位移量。

说明书中附图1所示，平面轴承24的内孔紧圈采用过渡配合的方式与半主动联轴器16联接，轴向上挡在大外花键上，平面轴承24内孔松圈的外圆与弹簧座23的外圆采用过渡配合方式联接。

说明书中附图1所示，四支导向杆21采用过盈配合联接的方式与弹簧座23联接在一起，四个制动弹簧20分别套在四支导向杆21上；制动弹簧受力板12卡在壳体5上端的几个凹槽内，不能产生角位移，四个内六角调节螺栓19穿过制动弹簧受力板12和壳体5套上螺母22，约束在壳体5上，可以对四支制动弹簧的压缩量进行调节并锁定，四支制动弹簧20分别套在四支导向杆21上，夹在制动弹簧受力板12和弹簧座23中间。

说明书中附图1所示，滚动轴承17内孔与上定位套14的外圆以过盈配合的方式联接，以轴用弹性挡圈18对其实行轴向定位，滚动轴承18的外圆与上端盖10的内孔以滑动配合的方式联接，以孔用弹性挡圈13对其实行轴向定位，最终将滚动轴承17和轴用弹性挡圈18和孔用弹性挡圈13安装定位在上端盖10上。

说明书中附图1所示，上端盖10以止口定位的方式与壳体5以滑动配合的方式联接，以多个内六角螺钉11为紧固件将上端盖10固定在壳体5上。

说明书中附图1所示，主动花键轴套15的外花键以滑动配合的方式穿在半主动联轴器16的内花键孔上，内孔与动力输入轴以过盈配合的方式联接。

说明书中附图1所示，感应磁石6镶嵌在弹簧座23内，接近开关7依靠开关固定板8和多个内六角螺栓9固定在壳体5上。

说明书中附图2所示，主动花键轴套15的一端面高于壳体上的止口，接近开关7通过开关固定板固定在壳体的外面。

说明书中附图3所示，半从动联轴器33为三齿形多齿面半联轴器，多齿面上有一组(三个)面依次是这样排列的：起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面；多齿面上有另一组(三个)面依次是这样排列的：起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面；其中起动左螺旋面和起动右螺旋面为小导程螺旋面，工作螺旋面为大导程螺旋面。半从动联轴器33也可做成说明书附图10所示的三齿形单齿面联轴器，即单一的左旋螺旋面或右旋螺旋面，半从动联轴器33的制动盘上设制有一个用于制动的制动平面。

说明书中附图4所示，半主动联轴器16为三齿多齿面半联轴器，多齿面上有一组(三个)面依次是这样排列的：起动左旋螺旋面、平面、工作左旋螺旋面、平面、起动左旋螺旋面；多齿面上有另一组(三个)面依次是这样排列的：起动左旋螺旋面、平面、工作左旋螺旋面、平面、起动左旋螺旋面；其中起动左螺旋面和起动右螺旋面为小导程螺旋面，工作螺旋面为大导程螺旋面。半主动联轴器16也可做成说明书附图11所示的三齿形单齿面联轴器，即单一的左旋螺旋面或右旋螺旋面；半主动联轴器16的制动盘上设制有一个用于制动的制动平面。

说明书中附图4所示，半主动联轴器16的外圆上有一处大外花键和一处小外花键，内孔为带内花键的通孔。

说明书中附图5所示，在停机状态时，四个制动弹簧20以弹簧受力板12为受力支点，均匀地通过四支导向杆21、弹簧座23和平面轴承24将压力依次传递给半主动联轴器16、摩擦片一4、摩擦片支架3、摩擦片二30、半从动联轴器33，使半主动联轴器16和半从动联轴器33与摩擦片产生摩擦，使卡在壳体5上的摩擦片支架3接收到摩擦力转变成制动力，并且将制动力传递给壳体5，形成制动力矩，其中制动弹簧受力板(12)带有外齿。

说明书中附图6所示，在开机时，半主动联轴器16输入转矩后，由于半主动联轴器16和半从动联轴器33螺旋齿面的啮合，使半主动联轴器16沿轴向产生一个轴向力，使半主动联轴器16进一步压缩四个制动弹簧20，四个制动弹簧20以弹簧受力板12为受力支点，均匀地沿导向杆21轴向压缩，使压力依次从半主动联轴器16、摩擦片支架3、摩擦片一4、摩擦片二30、半从动联轴器33上撤除，摩擦力取消，制动力同时也消失了，制动力矩为零。

说明书中附图7所示，半主动联轴器16和半从动联轴器33在开机时的啮合状态图，此时半主动联轴器16和半从动联轴器33工作螺旋面啮合(正转时工作左旋螺旋面啮合，反转时工作右旋螺旋面啮合)。

说明书中附图8所示，半主动联轴器16和半从动联轴器33在停机制动时的啮合状态图，此时半主动联轴器16和半从动联轴器33的起动螺旋面啮合(正转时起动左旋螺旋面啮合，反转时起动右旋螺旋面啮合)。

说明书中附图9所示，半主动联轴器16和半从动联轴器33过载时的啮合状态图，此时半主动联轴器16和半从动联轴器33的工作螺旋面啮合，但是半主动联轴器和半从动联轴器的啮合工作螺旋面将要脱开但未脱开(正转时起动左旋螺旋面啮合，反转时起动右旋螺旋面啮合)，感应磁石6感应接近开关7，将信号发给主控制部分，主电机停止运转；接近开关感应失效时，超载时，半主动联轴器和半从动联轴器的工作螺旋面脱开，实现机械打滑限载。

说明书中附图10所示，半从动联轴器33做成三齿形单齿面时，其中只有一组左旋螺旋面和一组右旋螺旋面沿轴心线均匀分布，制动盘上设制有一个用于制动的制动平面。

说明书中附图11所示，半主动联轴器16做成三齿形单齿面时，其中只有一组左旋螺旋面和一组右旋螺旋面沿轴心线均匀分布，制动盘上设制有一个用于制动的制动平面。

该联轴制动限载器的工作过程：动力源从主动花键轴套15输入，传递给半主动联轴器16，通过半主动联轴器16的螺旋齿面与半从动联轴器33的螺旋齿面的啮合，并以半主动联轴器16轴心线为中心均匀分布的四个制动压缩弹簧20的压力而实现联轴传动，由于工作机的阻力和螺旋齿面的啮合结构，在半主动联轴器16的轴心线上产生一个指向输入轴端方向的轴向推力，使半主动联轴器33产生轴向位移，进一步压缩四个制动弹簧20，直到轴向推力与弹簧压力平衡，同时，摩擦片二30、摩擦片一4和摩擦片支架3在波形弹簧29的作用下，半主动联轴器16和半从动联轴器33与摩擦片二30和摩擦片一4的的制动力撤除并且沿轴心线方向分离出一定的间隙，解除制动，发挥联轴器的功效，进行传动。当工作机过载时，在半主动联轴器16上轴线方向的轴向力也随之增大，半主动联轴器16必会沿轴心线方向产生位移，进一步压缩四个制动弹簧20，为了达到与四个制动弹簧20压力的平衡，主动联轴器16的螺旋齿面与半从动联轴器33的螺旋齿面沿轴心线向向制动弹簧方向移动，此时镶嵌在弹簧座23上的感应磁石与接近开关7产生感应，接近开关7发出信号，动力源断电，不再传动，保护了机器，实现了限载保护；接近开关感应失效时，超载时，半主动联轴器和半从动联轴器的工作螺旋面脱开，实现机械打滑限载。输入动力的电机停止运行，转矩消失，在半主动联轴器16上，受到的制动弹簧20压力也随之复原到停机前的状态，此时四个制动弹簧20储蓄的能量立即释放出来，推动半主动联轴器16向半从动联轴器33轴心线方向轴向移动，使半主动联轴器16和半从动联轴器33上制动盘的制动平面分别与摩擦片一4和摩擦片二30在四个制动弹簧压力下贴合摩擦，产生摩擦力，通过卡在壳体5上的摩擦片支架3将制动力传递给壳体5，形成制动力矩，实现制动。联轴制动限载器设计合理，结构紧凑，灵敏可靠，可广泛应用于多类机械传动联轴器中。

Claims (9)

1.一种联轴制动限载器，其特征是：滚动轴承二(35)和滚动轴承一(32)与半从动联轴器(33)采用过盈配合的方式联接在一起，轴用弹性挡圈(34)卡在半从动联轴器(33)轴端环形槽内，下端盖(1)用多个内六角螺钉(2)固定在壳体(5)上，波形弹簧(29)放在下端盖(1)的上面，并且卡在壳体(5)的内环槽内，摩擦片一(4)和摩擦片二(30)依靠胶接和四个铜铆钉(31)的铆接固定在摩擦片支架(3)上，摩擦片支架(3)卡在壳体(5)下端的几个凹槽上，半主动联轴器(16)的外圆上的大花键与下定位套(28)的内花键采用精密的滑动配合联接，制动弹簧受力板(12)卡在壳体(5)的上端几个凹槽内，不能产生角位移，四个内六角调节螺栓(19)穿过制动弹簧受力板(12)和壳体(5)并且套上螺母(22)，约束在壳体(5)上，可以对四支制动弹簧(20)的压缩量进行调节并锁定，四支制动弹簧(20)分别套在四支导向杆(21)上，并且夹在制动弹簧受力板(12)和弹簧座(23)中间，主动花键轴套(15)的外花键以滑动配合的方式穿在半主动联轴器(16)的内花键孔上，感应磁石(6)镶嵌在弹簧座(23)上，接近开关(7)依靠开关固定板(8)和多个内六角螺栓(9)固定在壳体(5)上。

2.根据权利要求1所述的联轴制动限载器，其特征在于，所述的半主动联轴器(16)为三齿形多齿面半联轴器，半从动联轴器(33)为三齿形多齿面半联轴器。

3.根据权利要求2所述的联轴制动限载器，其特征在于，半主动联轴器(16)的多齿面上有一组面依次是这样排列的，起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面，多齿面上有另一组面依次是这样排列的，起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面，其中，起动左螺旋面和起动右螺旋面为小导程螺旋面，工作螺旋面为大导程螺旋面。

4.根据权利要求2所述的联轴制动限载器，其特征在于，半从动联轴器(33)的多齿面上有一组面依次是这样排列的，起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面，多齿面上有另一组面依次是这样排列的，起动右旋螺旋面、平面、工作右旋螺旋面、平面、起动右旋螺旋面，其中，起动左螺旋面和起动右螺旋面为小导程螺旋面，工作螺旋面为大导程螺旋面。

5.根据权利要求2所述的联轴制动限载器，其特征是，半主动联轴器(16)的制动盘上设制有一个用于制动的制动平面，半从动联轴器(33)的制动盘上设制有一个用于制动的制动平面。

6.根据权利要求2所述的联轴制动限载器，其特征是，半主动联轴器(16)也可将三齿形多齿面做成三齿形单齿面半联轴器，即一组左旋螺旋面和一组右旋螺旋面，半从动联轴器(33)也可将三齿形多齿面做成三齿形单齿面半联轴器，即一组左旋螺旋面和一组右旋螺旋面。

7.根据权利要求2所述的联轴制动限载器，其特征是，半主动联轴器(16)的外圆上有一处大外花键和一处小外花键，内孔为带内花键的通孔。

8.根据权利要求1所述的联轴制动限载器，其特征是，接近开关(7)通过开关固定板(8)固定在壳体(5)的外面。

9.根据权利要求1所述联轴制动限载器，其特征是，摩擦片一(4)、摩擦片支架(3)和摩擦片二(30)沿轴心线方向顺次排列，采用胶接和四个铜铆钉铆接，摩擦片支架(3)被夹在中间。

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