CN206987900U - 一种盘车离合器及一种自动盘车装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离合器技术领域，公开了一种盘车离合器及一种自动盘车装置,其中的盘车离合器包括箱体，箱体通过轴承转动连接有输入轴，输入轴上同轴连接有盘车齿轮且输入轴与盘车齿轮为螺纹副配合，盘车齿轮位于箱体内，盘车齿轮在箱体内沿着输入轴的轴向移动时盘车齿轮与输入轴始终为螺纹副配合，盘车齿轮有一弧段齿牙外露于箱体。本实用新型中的输入轴和盘车齿轮为螺纹副配合，驱动接触面积大而且是连续的，驱动力量更加均衡，装配时不会增加机组的轴向长度，结构紧凑，成本较低，运行稳定。

Description

一种盘车离合器及一种自动盘车装置

技术领域

本实用新型涉及离合器技术领域，更具体地是涉及一种结构紧凑，成本较低的盘车离合器及一种自动盘车装置。

背景技术

透平机组等大型旋转机械通常是冶金、能源、化工等行业的重要基础装备，其特点是转子的质量和转动惯量都很大。当机组启动时，需要非常大的扭矩，如果直接启动机组主电机，将造成电网冲击过载或者造成主电机损坏。目前通用的解决方案是通过盘车装置使转子先缓慢转动起来，然后再启动机组主电机。

现有的盘车装置包括手动盘车装置、半自动盘车装置和自动盘车装置。其中手动盘车装置和半自动盘车装置操作繁琐，效率低下，人工操作时具有一定的人身安全隐患。而现有的自动盘车装置需要与机组的转子同轴布置，这就导致机组整体轴向长度过长，而且其核心部件SSS离合器价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的一些不足，提供了一种结构紧凑，成本较低的盘车离合器及一种自动盘车装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的。

一种盘车离合器，包括箱体，箱体通过轴承转动连接有输入轴，输入轴上同轴连接有盘车齿轮且输入轴与盘车齿轮为螺纹副配合，盘车齿轮位于箱体内，盘车齿轮在箱体内沿着输入轴的轴向移动时盘车齿轮与输入轴始终为螺纹副配合，盘车齿轮有一弧段齿牙外露于箱体。

本方案在装配时，在机组的转子上同轴安装主轴齿轮，并使盘车齿轮在输入轴驱动下移动到其轴向极限位置时露出箱体的齿牙与主轴齿轮的齿牙完全啮合，将输入轴传动连接至外部电机的输出轴。

在准备运行状态下，盘车齿轮和主轴齿轮轴向错位，需要盘车时先启动外部电机，在外部电机的带动下，利用输入轴与盘车齿轮的螺纹副配合驱使盘车齿轮轴向移动并慢慢靠近主轴齿轮。

如果盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙正好处于啮合位置，则盘车齿轮继续轴向移动直至盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙完全啮合。如果盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙不在啮合位置，盘车齿轮的轴向端面抵在主轴齿轮的轴向端面上，此时盘车齿轮无法轴向移动便会随着输入轴转动，当盘车齿轮的齿牙转动到与主轴齿轮的齿牙处于啮合位置时，盘车齿轮继续轴向移动直至盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙完全啮合。

盘车齿轮和主轴齿轮完全啮合后，盘车齿轮带动主轴齿轮和转子转动，当主轴齿轮和转子转动速度达到启动要求时，启动机组主电机，这样就可以避免造成电网冲击过载或者造成主电机损坏，达到盘车的目的。

机组启动后主轴齿轮和转子转动速度超过输入轴的转速，盘车齿轮的转速也超过输入轴的转速，这样盘车齿轮会在螺纹副配合作用下产生与前述的轴向移动方向相反的轴向移动，盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙逐渐脱离啮合状态。

本方案中的输入轴和盘车齿轮为螺纹副配合，驱动接触面积大而且是连续的，驱动力量更加均衡，装配时不会增加机组的轴向长度，结构紧凑，成本较低，运行稳定。

作为进一步改进的结构形式，上述的箱体内设有液压缸，液压缸的缸体固定设置在箱体内，缸体同轴密封套设在上述的输入轴外侧，输入轴和缸体转动配合；液压缸的活塞同轴密封套设在输入轴外侧，且活塞和输入轴转动并滑动配合；活塞外露的轴向端面抵在上述的盘车齿轮的轴向端面上；输入轴工作转动时驱使盘车齿轮轴向移动的方向和活塞外伸的方向相同。

本方案在装配时，在机组的转子上同轴安装主轴齿轮，并使盘车齿轮与主轴齿轮之间留有一定的轴向空隙，同时确保盘车齿轮在输入轴驱动下移动到其轴向极限位置时露出箱体的齿牙与主轴齿轮的齿牙完全啮合，输入轴传动连接至外部电机的输出轴。

本方案在需要盘车时，先给液压缸加压，使活塞外伸，盘车齿轮在活塞的推动下产生轴向移动，使盘车齿轮的齿牙端面逐渐靠近主轴齿轮的齿牙端面直至两端面重合，然后使液压缸泄压并启动外部电机。

如果盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙正好处于啮合位置，则在输入轴的驱动下盘车齿轮的齿牙卡入主轴齿轮的齿槽中，如果盘车齿轮和主轴齿轮的齿牙不在啮合位置，盘车齿轮便会随着输入轴缓慢转动，当盘车齿轮的齿牙转动到与主轴齿轮的齿牙处于啮合位置时，在输入轴的驱动下盘车齿轮的齿牙卡入主轴齿轮的齿槽中。

盘车齿轮和主轴齿轮进入啮合状态后，在输入轴的驱动下盘车齿轮继续轴向移动直至盘车齿轮和主轴齿轮完全啮合。本方案可以避免盘车齿轮产生空转而不轴向移动，提高运行效率。

一种自动盘车装置，包括上述的盘车离合器、固定连接在机组转子上的主轴齿轮、内设有相互电路连接的可编程控制器和驱动器的电控柜，在初始状态时上述的盘车齿轮和主轴齿轮轴向错位，盘车齿轮被活塞和输入轴驱使轴向移动到极限位置时盘车齿轮外露于箱体处的齿牙和主轴齿轮的齿牙相啮合，箱体上设有电磁换向阀，电磁换向阀管路连接至外部油箱和上述的液压缸，上述的输入轴连接至减速电机的输出轴，减速电机电路连接至驱动器，电磁换向阀电路连接至可编程控制器，可编程控制器与机组的控制系统电路通讯连接。其中驱动器用于驱动减速电机。在盘车前的准备状态下，即初始状态时，盘车齿轮和主轴齿轮为轴向错位并存在一定的错位空隙。

本方案在机组需要盘车时，启动电控柜内的电器元件，可编程控制器确认各项启动信号，满足启动条件时使电磁换向阀上电给液压缸加压，盘车齿轮在活塞的推动下产生轴向移动直至盘车齿轮的齿牙端面和主轴齿轮的齿牙端面处于重合位置，然后使液压缸泄压并使减速电机上电，减速电机开始运转，盘车齿轮和主轴齿轮进入啮合状态并逐渐完全啮合，最终带动转子和机组运转，自动盘车装置开始盘车。

当机组达到启动要求时启动机组主电机，同时机组的控制系统给可编程控制器传送信号，转子开始加速，转子和主轴齿轮的转速逐渐超过自动盘车装置的额定输出转速，盘车齿轮在螺纹副配合作用下产生与前述的轴向移动方向相反的轴向移动，直至盘车齿轮和主轴齿轮完全脱开，盘车齿轮在惯性力的作用下回复到初始错位位置。

作为进一步改进的结构形式，上述的箱体上设有用于检测盘车齿轮是否与主轴齿轮处于轴向错位位置的第一接近传感器和用于检测盘车齿轮的齿牙端面是否与主轴齿轮的齿牙端面处于端面重合位置的第二接近传感器，第一接近传感器和第二接近传感器都电路连接至可编程控制器。这样可以通过第一接近传感器检测盘车齿轮是否处于初始状态，在启动减速电机前通过第二接近传感器检测盘车齿轮是否到达贴合位置，并将信号传送给可编程控制器进行确认，避免误动作；在机组启动后，第一接近传感器检测盘车齿轮是否回到初始状态，确认盘车齿轮回位后第一接近传感器传送信号给可编程控制器，然后可编程控制器控制自动盘车装置停止运行，实现全自动盘车，充分解放人力，操作更加安全。

作为进一步改进的结构形式，上述的箱体上设有用于检测盘车齿轮和主轴齿轮转速的齿轮转速传感器，齿轮转速传感器电路连接至可编程控制器。此结构可以检测盘车齿轮和主轴齿轮的运行状态，便于监控，同时可以检测主轴齿轮，即转子的转速是否达到启动机组的要求，可编程控制器将符合要求的信号传送给机组的控制系统，方便机组的自动控制。

本实用新型与现有技术相比主要具有如下有益效果：输入轴和盘车齿轮为螺纹副配合，驱动接触面积大而且是连续的，驱动力量更加均衡，装配时不会增加机组的轴向长度，结构紧凑，成本较低，运行稳定；通过可编程控制器和各种传感器检测自动盘车装置的运行状态并与机组的控制系统进行相互通讯，实现自动盘车，提高自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型实施例中盘车离合器的局部剖面结构示意图。

图2为本实用新型实施例中自动盘车装置的局部剖面结构示意图。

图3为本实用新型实施例中自动盘车装置局部剖开后的主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本实用新型的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。

实施例：如图1所示，一种盘车离合器，包括箱体11，箱体11通过两个圆锥滚子轴承12转动连接有输入轴13，输入轴13上同轴连接有盘车齿轮14且输入轴13与盘车齿轮14为螺纹副配合，输入轴13在靠近一端处设有限位凸台131，盘车齿轮14位于箱体11内，盘车齿轮14在箱体11内沿着输入轴13的轴向移动时盘车齿轮14与输入轴13始终为螺纹副配合，盘车齿轮14有一弧段齿牙外露于箱体11。

本实施例的箱体11内设有液压缸15，液压缸15的缸体151固定设置在箱体11内，缸体151同轴密封套设在输入轴13外侧，输入轴13和缸体151转动配合；液压缸15的活塞152同轴密封套设在输入轴13外侧，且活塞152和输入轴13转动并滑动配合。活塞152外露的轴向端面抵在盘车齿轮14的轴向端面上；输入轴13工作转动时驱使盘车齿轮14轴向移动的方向和活塞152外伸的方向相同。

如图2所示，本实施例还公开了一种采用上述的盘车离合器的自动盘车装置，还包括减速电机31、固定连接在机组转子上的主轴齿轮21、内设有相互电路连接的可编程控制器和驱动器的电控柜（图中未示出），盘车齿轮14和主轴齿轮21的轴心相互平行。

在初始状态时盘车齿轮14和主轴齿轮21轴向错位。

如图3所示，盘车齿轮14被活塞152和输入轴13驱使轴向移动到极限位置时盘车齿轮14外露于箱体11处的齿牙和主轴齿轮21的齿牙相啮合。

箱体11上设有电磁换向阀16，电磁换向阀16管路连接至外部油箱（图中未示出）和液压缸15，输入轴13连接至减速电机31的输出轴，减速电机31电路连接至驱动器，电磁换向阀16电路连接至可编程控制器，可编程控制器与机组的控制系统电路通讯连接。其中驱动器用于驱动减速电机31。在盘车前的准备状态下，即初始状态时，盘车齿轮14和主轴齿轮21为轴向错位并存在一定的错位空隙。

本实施例的箱体11上设有用于检测盘车齿轮14是否与主轴齿轮21处于轴向错位位置的第一接近传感器17和用于检测盘车齿轮的齿牙端面是否与主轴齿轮的齿牙端面处于端面重合位置的第二接近传感器18，第一接近传感器17和第二接近传感器18都电路连接至可编程控制器。

盘车齿轮14和主轴齿轮21啮合后，盘车齿轮14带动主轴齿轮21和转子转动，当主轴齿轮21和转子转动速度达到启动要求时，启动机组主电机，这样就可以避免造成电网冲击过载或者造成主电机损坏，达到盘车的目的。

机组启动后主轴齿轮21和转子转动速度超过输入轴13的转速，盘车齿轮14的转速也超过输入轴13的转速，这样盘车齿轮14会在螺纹副配合配合作用下产生与前述的轴向移动方向相反的轴向移动，盘车齿轮14和主轴齿轮21的齿牙逐渐脱离啮合状态。

本实施例的输入轴13和盘车齿轮14为螺纹副配合，驱动时的接触面积大而且是连续的，再加上液压缸15的配合，驱动力量更加均衡。

本实施例装配时不会增加机组的轴向长度，结构紧凑，成本较低，运行稳定。

本实施例中的盘车齿轮14在活塞152的推动下产生轴向移动，可以避免盘车齿轮14产生空转而不轴向移动，提高运行效率。

本实施例的自动盘车装置在机组需要盘车时，启动电控柜内的电器元件，通过第一接近传感器17检测盘车齿轮14是否处于初始状态，并将信号传送给可编程控制器进行确认，避免误动作；可编程控制器确认各项启动信号，满足启动条件时使电磁换向阀16上电给液压缸15加压，活塞152外伸，盘车齿轮14在活塞152的推动下产生轴向移动，使盘车齿轮14的齿牙端面逐渐靠近主轴齿轮21的齿牙端面直至两端面相重合。

当第二接近传感器检测到盘车齿轮14到达端面重合位置时将信号传送给可编程控制器进行确认，然后可编程控制器控制电磁换向阀16进行换向以使液压缸15泄压，同时启动减速电机31，此时如果盘车齿轮14和主轴齿轮21的齿牙正好处于啮合位置，则盘车齿轮14的齿牙卡入主轴齿轮21的齿槽中，如果盘车齿轮14和主轴齿轮21的齿牙不在啮合位置，盘车齿轮14便会随着输入轴13缓慢转动，当盘车齿轮14的齿牙转动到与主轴齿轮21的齿牙处于啮合位置时，盘车齿轮14的齿牙卡入主轴齿轮21的齿槽中。盘车齿轮14和主轴齿轮21进入啮合状态后，盘车齿轮14继续轴向移动直至盘车齿轮14和主轴齿轮21完全啮合。

如图3所示，盘车齿轮14和主轴齿轮21完全啮合时盘车齿轮14抵在限位凸台131上无法轴向移动。

盘车齿轮14和主轴齿轮21啮合后带动转子和机组运转，自动盘车装置进入盘车状态。

当机组达到启动要求时机组的控制系统启动机组主电机转子开始加速，转子和主轴齿轮21的转速逐渐超过自动盘车装置的额定输出转速，盘车齿轮14在螺纹副配合作用下产生与前述的轴向移动方向相反的轴向移动，直至盘车齿轮14和主轴齿轮21完全脱开，当第一接近传感器17检测盘车齿轮14回到初始状态，第一接近传感器17传送信号给可编程控制器，可编程控制器控制自动盘车装置停止运行。

以上仅为本实用新型的一个具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用本实用新型构思对本实用新型做出的非实质性修改，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种盘车离合器，其特征在于，包括箱体，箱体通过轴承转动连接有输入轴，输入轴上同轴连接有盘车齿轮且输入轴与盘车齿轮为螺纹副配合，盘车齿轮位于箱体内，盘车齿轮在箱体内沿着输入轴的轴向移动时盘车齿轮与输入轴始终为螺纹副配合，盘车齿轮有一弧段齿牙外露于箱体。

2.根据权利要求1所述的盘车离合器，其特征在于，所述的箱体内设有液压缸，液压缸的缸体固定设置在箱体内，缸体同轴密封套设在所述的输入轴外侧，输入轴和缸体转动配合；液压缸的活塞同轴密封套设在输入轴外侧，且活塞和输入轴转动并滑动配合；活塞外露的轴向端面抵在所述的盘车齿轮的轴向端面上；输入轴工作转动时驱使盘车齿轮轴向移动的方向和活塞外伸的方向相同。

3.一种自动盘车装置，其特征在于，包括权利要求2所述的盘车离合器、固定连接在机组转子上的主轴齿轮、内设有相互电路连接的可编程控制器和驱动器的电控柜，在初始状态时所述的盘车齿轮和主轴齿轮轴向错位，盘车齿轮被活塞和输入轴驱使轴向移动到极限位置时盘车齿轮外露于箱体处的齿牙和主轴齿轮的齿牙相啮合，箱体上设有电磁换向阀，电磁换向阀管路连接至外部油箱和所述的液压缸，所述的输入轴连接至减速电机的输出轴，减速电机电路连接至驱动器，电磁换向阀电路连接至可编程控制器，可编程控制器与机组的控制系统电路通讯连接。

4.根据权利要求3所述的自动盘车装置，其特征在于，所述的箱体上设有用于检测盘车齿轮是否与主轴齿轮处于轴向错位位置的第一接近传感器和用于检测盘车齿轮的齿牙端面是否与主轴齿轮的齿牙端面处于端面重合位置的第二接近传感器，第一接近传感器和第二接近传感器都电路连接至可编程控制器。

5.根据权利要求4所述的自动盘车装置，其特征在于，所述的箱体上设有用于检测盘车齿轮和主轴齿轮转速的齿轮转速传感器，齿轮转速传感器电路连接至可编程控制器。