CN101190769A - 重载荷平衡机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重载荷平衡机构，包括伸缩轴组件、固定轴组件、压缩弹性装置、固定组件、导向组件，固定组件通过连接件把固定轴和导向组件固连，压缩弹簧连接导向组件和伸缩轴组件。本发明采用平衡力直接作用于设备转动臂的平衡方式，可用于平衡转动臂的自重和连接构件的作用力共同产生的倾覆力矩，使转动驱动装置只需克服惯性力矩和少量的倾覆力矩，从而降低电机载荷，提高结构可控性，比如挖掘机、吊车、搬运机械手等设备。本发明具有平衡力矩大，平衡效果好，结构简单、安装方便、运动限位、自润滑等优点。
Description
技术领域
本发明属于起重设备领域，涉及重载荷平衡机构。
背景技术
一般情况下挖掘机、吊车、搬运机械手等设备的转动臂受臂体的自重、负载和惯量的影响，对驱动装置的负载和驱动时间指标要求很高，所以通常在优化臂体结构惯性的基础上，采用平衡机构平衡操作转动臂的力矩，以便于选用体积较小、功耗较小的驱动装置，使转臂驱动装置只需克服惯性力矩和少量的倾覆力矩，减轻电机负载。国内外一些科研机构已经进行了平衡机构的制作，如公开号为CN89220235.1的中国专利所揭示，其特点是采用弹簧与钢丝绳、钢丝绳轮的组合平衡转动臂的力矩。又如公告号为CN88107904.9的中国专利所揭示，其特点是通过链条形成的柔性连接机构操纵弹簧取得平衡力矩。这类平衡机构普遍存在的问题是平衡力矩小，预紧力较小，装配较复杂，使产品在重载荷转臂平衡领域受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种重载荷平衡机构，平衡力矩大，有较大预紧力，装配方便的重载荷平衡机构。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：重载荷平衡机构，包括伸缩轴组件、固定轴组件、压缩弹性装置、固定组件、导向组件，固定组件通过连接件把固定轴组件和导向组件固连，压缩弹性装置连接导向组件和伸缩轴组件。
进一步，所述的伸缩轴组件包括伸缩轴、转轴、轴承、外圈固定装置、内圈固定装置、黄油嘴、挤压弹性装置、滑块和油塞，该伸缩轴内部设置为中空，分布有润滑脂储藏区，顶部通过油塞密封储藏区，底部安装有黄油嘴，轴中间设置有细孔，该轴轴端轴孔内安装有轴承并通过外圈固定装置固定外圈，该轴承内圈通过内圈固定装置与转轴保持固定。
该伸缩轴上还开设有通向往复运动轴承的油道，所述挤压弹性装置是弹簧。
所述的导向组件包括导向套筒、往复运动轴承，该导向套筒通过连接件固定在固定组件上，该往复运动轴承压装入导向套筒保持紧固。
还包括缓冲垫，其设置在导向套筒顶部。
所述的固定轴组件包括固定轴、转轴、轴承、外圈固定装置、内圈固定装置、连接件，该固定轴组件与前述连接件螺纹连接，前述导向销穿过该固定轴销孔，该固定轴通过连接件和前述固定组件固连，该固定轴轴端轴孔内安装有轴承并通过外圈固定装置固定外圈，该轴承内圈通过内圈固定装置与转轴保持固定。
还包括缓冲垫，其设置在固定轴底部。
所述的固定组件包括固定架、底板和连接件和密封圈，该固定架、底板通过连接件分别与前述固定轴、前述导向套筒固连，该密封圈嵌于底板密封槽内。
还包括预紧组件，该预紧组件包括导向销和预紧连接件，该导向销穿过前述固定轴销孔并通过螺纹固连于前述伸缩轴顶部，该预紧连接件与前述固定轴螺纹连接并用前端压紧前述伸缩轴顶部。
所述的预紧连接件是预紧螺钉。
所述的压缩弹性装置是弹簧。
所述的连接件是螺钉。
所述外圈固定装置是大挡圈，所述内圈固定装置是小挡圈。
由于采用了上述方案，本发明的有益效果是：采用平衡力直接作用于设备转动臂的平衡方式，使其具有平衡力矩大，平衡效果好，安装方便等优点，具体而言，包括：
1.由于采用了带导向的拉杆压缩弹簧，可以选用高径比较大的压缩弹簧，一方面保证在轴向载荷较大时也不会产生侧向弯曲而失去稳定性，满足重载荷机械转臂平衡所需的力矩要求；另一方面加大了平衡机构的工作行程，能很好地满足设备转动臂大幅度摆动的需求；
2、由于采用了预紧机构，能提供较大的平衡预紧力，适应重载荷设备转动臂摆动时所需平衡力矩变化大的要求，并简化了平衡机构装配、拆卸的复杂性；
3、由于导向套筒顶部和固定轴底部都安装有缓冲垫，可以在机械转臂摆动出现异常情况时起到限位作用，同时减轻平衡机构本身的碰撞，提高了整个平衡机构的安全性；
4、由于伸缩轴内分布有润滑油道，工作过程中润滑脂自动连续润滑往复运动轴承，同时可以方便快捷地对平衡机构润滑维护，提高整个平衡机构的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种实施例的平衡机构示意图；
图2图1所示实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一种实施例，该重载荷平衡机构包括伸缩轴组件、固定轴组件、压缩弹簧、固定组件、导向组件和预紧组件，固定组件通过螺钉把固定轴和导向组件固连，压缩弹簧连接导向组件和伸缩轴组件。
该伸缩轴组件包括伸缩轴1、轴承26、转轴25、大挡圈24、小挡圈27、黄油嘴2、挤压弹簧7、滑块6和油塞17，滑块6装入伸缩轴1中间的润滑脂储藏区密封该储藏区，该伸缩轴1上还开设有通向往复运动轴承22的油道，接着装入挤压弹簧7，然后油塞17拧入伸缩轴1顶部螺纹孔中压紧挤压弹簧7，黄油嘴2拧入伸缩轴1底部螺纹孔中以备补充润滑脂，伸缩轴1轴端轴孔内安装有轴承26并通过大挡圈24固定外圈，该轴承26内圈通过小挡圈27与转轴25保持固定。
该导向组件包括导向套筒20、往复运动轴承22、缓冲垫19，导向套筒20通过螺钉3固定在底板28上，往复运动轴承22压装入导向套筒20保持紧固，缓冲垫19粘接在导向套筒20顶部。
该预紧组件包括导向销16和预紧螺钉9，导向销16穿过固定轴10销孔并通过螺纹固连于伸缩轴1顶部，预紧螺钉9与固定轴10螺纹连接并用前端压紧伸缩轴1顶部。
该固定轴组件包括固定轴10、转轴11、轴承13、大挡圈14、小挡圈12、螺钉8和缓冲垫15，固定轴10通过螺钉8和固定架5固连，缓冲垫15粘接于固定轴10底部，固定轴10轴端轴孔内安装有轴承13并通过大挡圈14固定外圈，该轴承13内圈通过小挡圈12与转轴11保持固定。
该固定组件包括固定架5、底板28和螺钉4和密封圈23，固定架5、底板28通过螺钉8和4分别与固定轴10、导向套筒20固连，密封圈23嵌于底板28密封槽内。
本发明平衡机构安装到设备转动臂上时，首先通过拧入预紧螺钉9推动伸缩轴1压缩压缩弹簧21，预先拧入伸缩轴1顶部的导向销16消除弹簧侧倾力，当压缩至安装所需的预紧位置后，将固定轴10轴端转轴11装入设备转动臂基座的固定座上，然后将伸缩轴1轴端转轴25装入设备转动臂的固定座上，最后拧出预紧螺钉7和导向销1，保证伸缩轴1能绕固定轴10轴端转轴11旋转的同时产生轴向伸缩，利用压缩弹簧21的弹力平衡设备转动臂所需的转矩。
本发明平衡机构从设备转动臂上拆卸时，首先调整转动臂转角至较小位置，然后拧入预紧螺钉9和导向销16，使预紧螺钉9压紧伸缩轴1顶部，导向销16消除弹簧侧倾力，当压缩至伸缩轴1和固定轴10对转轴无作用力后，将平衡机构拆除。
本发明平衡机构润滑维护时，将高压润滑脂从黄油嘴2注入。当机械转臂运动时带动伸缩轴1轴向运动，挤压弹簧7不断推动滑块6使润滑脂从伸缩轴1中间的油孔注入往复运动轴承22均匀润滑。
本发明平衡机构具有如下优点：
1.由于采用了带导向的拉杆压缩弹簧，可以选用高径比较大的压缩弹簧，一方面保证在轴向载荷较大时也不会产生侧向弯曲而失去稳定性，满足重载荷机械转臂平衡所需的力矩要求；另一方面加大了平衡机构的工作行程，能很好地满足设备转动臂大幅度摆动的需求。
2、由于采用了预紧机构，能提供较大的平衡预紧力，适应重载荷设备转动臂摆动时所需平衡力矩变化大的要求，并简化了平衡机构装配、拆卸的复杂性。
3、由于导向套筒20顶部和固定轴10底部都安装有缓冲垫，可以在机械转臂摆动出现异常情况时起到限位作用，同时减轻平衡机构本身的碰撞，提高了整个平衡机构的安全性。
4、由于伸缩轴1内分布有润滑油道，工作过程中润滑脂自动连续润滑往复运动轴承22，同时可以方便快捷地对平衡机构润滑维护，提高整个平衡机构的使用寿命。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，本发明不限于所述的实施例，。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (13)
1.重载荷平衡机构，包括伸缩轴组件、固定轴组件、压缩弹性装置、固定组件、导向组件，其特征在于：固定组件通过连接件把固定轴组件和导向组件固连，压缩弹性装置连接导向组件和伸缩轴组件。
2.根据权利要求1所述的平衡机构，其特征在于：所述的伸缩轴组件包括伸缩轴、转轴、轴承、外圈固定装置、内圈固定装置、黄油嘴、挤压弹性装置、滑块和油塞，该伸缩轴内部设置为中空，分布有润滑脂储藏区，顶部通过油塞密封储藏区，底部安装有黄油嘴，轴中间设置有细孔，该轴轴端轴孔内安装有轴承并通过外圈固定装置固定外圈，该轴承内圈通过内圈固定装置与转轴保持固定。
3.根据权利要求2所述的平衡机构，其特征在于：该伸缩轴上还开设有通向往复运动轴承的油道，所述挤压弹性装置是弹簧。
4.根据权利要求1所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的导向组件包括导向套筒、往复运动轴承，该导向套筒通过连接件固定在固定组件上，该往复运动轴承压装入导向套筒保持紧固。
5.根据权利要求4所述的重载荷平衡机构，其特征在于：还包括缓冲垫，其设置在导向套筒顶部。
6.根据权利要求1所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的固定轴组件包括固定轴、转轴、轴承、外圈固定装置、内圈固定装置、连接件，该固定轴组件与前述连接件螺纹连接，前述导向销穿过该固定轴销孔，该固定轴通过连接件和前述固定组件固连，该固定轴轴端轴孔内安装有轴承并通过外圈固定装置固定外圈，该轴承内圈通过内圈固定装置与转轴保持固定。
7.根据权利要求6所述的重载荷平衡机构，其特征在于：还包括缓冲垫，其设置在固定轴底部。
8.根据权利要求1所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的固定组件包括固定架、底板和连接件和密封圈，该固定架、底板通过连接件分别与前述固定轴、前述导向套筒固连，该密封圈嵌于底板密封槽内。
9.根据权利要求1至9中任一所述的重载荷平衡机构，其特征在于：还包括预紧组件，该预紧组件包括导向销和预紧连接件，该导向销穿过前述固定轴销孔并通过螺纹固连于前述伸缩轴顶部，该预紧连接件与前述固定轴螺纹连接并用前端压紧前述伸缩轴顶部。
10.根据权利要求9所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的预紧连接件是预紧螺钉。
11.根据权利要求1所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的压缩弹性装置是弹簧。
12.根据权利要求1、4、6、8中任一所述的重载荷平衡机构，其特征在于：所述的连接件是螺钉。
13.根据权利要求2或6所述的平衡机构，其特征在于：所述外圈固定装置是大挡圈，所述内圈固定装置是小挡圈。
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