CN101561016B - 用于扭矩限制的结构 - Google Patents

Abstract

用于扭矩限制的结构，它包括带内圆锥面的外盘(1)、和与外盘(1)相匹配的带外圆锥面的内盘(4)，内盘(4)的一端有弹簧槽(15)，弹簧槽(15)呈环形结构，有弹簧(5)位于弹簧槽(15)内，有压板环(6)位于弹簧槽(15)内的外侧，有内芯轴(12)穿过外盘(1)、内盘(4)和压板环(6)的中心。它克服了现有的扭矩限制的结构传递力矩小，磨损大，制作安装困难的缺点。本发明可与传统的各类联轴器组合，形成各种各样的带扭矩限制的过载保护形式，广泛地有用于各类机械设备。

Description

用于扭矩限制的结构

技术领域

本发明涉及一种用于扭矩限制的结构，它可适用于各类机械动力传动中的扭矩限制，即通常所说的过载保护功能。

背景技术

现有的机器工作时的载荷，虽然在设计时作过计算或估计，但实际运转往往会有一些意想不到的情况，如偶然冲击，误操作等，使实际载荷剧增，很可能损坏动力传动装置或其他重要的零部件。为了防止机器的过载损坏，在机械动力传动中设置扭矩限制结构，以进行过载安全保护在现代机械设备中的应用用愈来愈广泛。

扭矩限制的作用就是在载荷过大时，能自动切断或限制载荷值。如果传动链中已有摩擦副的传动件(如皮带传动，摩擦轮传动，摩擦片式安全联轴器等)，则此摩擦副就可起扭矩限制作用。否则就应该设置过载安全保护装置。

常用的扭矩限制装置可分传动元件会损坏的和不会损坏的两种。前者如销钉安全联轴器(过载时销钉断裂)等；不会损坏的扭矩限制装置如钢球式扭矩限制安全联轴器，摩擦片式安全联轴器(过载时摩擦面打滑)等。不会损坏的扭矩限制装置由于结构和摩擦材料为石棉材料，使传递的扭矩有限，且打滑后重新设定过载扭矩时，由于石棉磨擦材料表面的坑凹不平，而无法保证精度；钢球式扭矩限制联轴器更是由于结构复杂，传递扭矩小，成本高，而限制了应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种用于扭矩限制的结构。它能传递很大的力矩，且磨损小，运行平稳，制作安装容易。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：用于扭矩限制的结构，其特征在于它包括带内圆锥面的外盘、和与外盘相匹配的带外圆锥面的内盘，内盘的一端有弹簧槽，弹簧槽呈环形结构，有弹簧位于弹簧槽内，有压板环位于弹簧槽内的外侧，有内芯轴穿过外盘、内盘和压板环的中心，内芯轴的一端通过定位机构固定在外盘上，压板环的外侧有调整机构，所述调整机构与内芯轴螺纹连接，内芯轴与内盘的内孔滑动连接，所述外盘上有联结孔，外盘上有外圆面，内芯轴上有与负载端连接的内孔。

在上述技术方案中，所述定位机构包括锁紧垫圈，位于锁紧垫圈两端的螺母和平面轴承，平面轴承套装在内芯轴上，平面轴承的一端与锁紧垫圈接触，平面轴承的另一端与外盘上的中心凹槽平面接触。

在上述技术方案中，所述弹簧槽由外槽和内槽组成，内槽为围绕内盘中心花键孔均匀分布的一圈圆孔，且位于外槽的中间位置，所述压板环位于外槽内。

在上述技术方案中，所述内盘的外圆锥面上有油槽。

在上述技术方案中，所述内盘和外盘之间有调整间隙。

在上述技术方案中，所述调整机构包括位于压板环外侧的调整螺母和外调整螺母，调整螺母位于压板环和外调整螺母之间。

在上述技术方案中，所述内芯轴为三段式结构，包括定位段、滑动段和调整段，所述滑动段位于定位段和调整段之间，内芯轴的滑动段上有外花键，内盘的中心有内花键，外花键与内花键之间形成花键副滑动连接。

在上述技术方案中，所述压板环与调整螺母之间有钢珠，钢珠位于压板环和调整螺母上的圆弧槽内。

在上述技术方案中，所述调整螺母和外调整螺母上有调整孔。

在上述技术方案中，所述内芯轴上的调整段的直径大于滑动段的直径，滑动段的直径大于定位段的直径。

本发明用于扭矩限制的结构具有如下优点：①.体积可以做大，可以传递大扭矩。②.结构简单，调整力矩容易。③.由弹簧调节力矩，调节力矩均匀。④.由花键副滑动连接，过载时主动，从动脱开，反应灵敏，快捷。一旦过载消失，可立即恢复正常工作。⑤.本发明结构可在高温小于350℃下工作，而磨擦片式的工作温度不能超过100℃以上。⑥.本发明结构可与传统的各类联轴器组合，形成各种各样的带扭矩限制的过载保护形式，广泛地有用于各类机械设备。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图。

图2为本发明中内盘的A向示意图

图3为图2的A-A剖视图

图4为本发明中内芯轴的结构示意图(含局部剖视)。

图5为本发明中外盘的结构剖视图。

图6为本发明中内芯轴的一种等同结构。

图7为本发明的实施例1(弹性套柱销扭矩限制联轴器)。

图8为本发明的实施例2(带制动轮的弹性套柱销扭矩限制联轴器)。

图9为本发明的的实施例3(带制动盘的弹性套柱销扭矩限制联轴器)。

图10为本发明的的实施例4(带扭矩限制的金属膜片联轴器)。

图11为本发明的的实施例5(带扭矩限制的弹性星形联轴器)。

图12为本发明的实施例6(带扭矩限制的蛇形弹簧联轴器)。

图13为本发明的的实施例7(带扭矩限制的双排滚子链式联轴器)。

图14为本发明的实施例8(带扭矩限制的鼓形齿式联轴器)。

图15为本发明的实施例9(带扭矩限制的刚性联轴器)。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：用于扭矩限制的结构，其特征在于它包括带内圆锥面的外盘1、和与外盘1相匹配的带外圆锥面的内盘4，内盘4的一端有弹簧槽15，弹簧槽15呈环形结构，有弹簧5位于弹簧槽15内，有压板环6位于弹簧槽15内的外侧，有内芯轴12穿过外盘1、内盘4和压板环6的中心，内芯轴12的一端通过定位机构固定在外盘1上，压板环6的外侧有调整机构，所述调整机构与内芯轴12螺纹连接，内芯轴12与内盘4的内孔通过花键副滑动连接，所述外盘1上有联结孔22(包括螺孔或通孔)，外盘1上有外圆面23，内芯轴12上有与负载端连接的内孔11(内孔11也可通过采用无内孔的轴头或法兰与负载端连接代替)，如图1、图2、图3、图4、图5所示。

定位机构包括锁紧垫圈21，位于锁紧垫圈21两端的螺母20和平面轴承19，平面轴承19套装在内芯轴12上，平面轴承19的一端与调整垫圈21接触，平面轴承19的另一端与外盘1上的中心凹槽13平面接触。这种定位机构结构简单、运转灵活。当内盘与外盘脱开后，可平稳运转，并实现调整机构及滑动机构的轴向定位功能(如图1所示)。

弹簧槽15由外槽151和内槽152组成，内槽152为围绕内盘4中心花键孔均匀分布的一圈圆孔，且位于外槽151的中间位置，所述压板环6位于外槽151内，定位稳定。弹簧在压板环6的作用下向内盘外槽151作轴向移动，运动平稳(如图3所示)。

内盘4的外圆锥面上有油槽3。内盘4与外盘1脱开时，油在离心力的作用下，可润滑锥面(如图1所示)。

内盘4和外盘1之间有调整间隙2(如图1所示)。可调整不同的力矩大小，且在锥面磨损后，经修复锥面可继续利用本结构。

调整机构包括位于压板环6外侧的调整螺母16和外调整螺母8，调整螺母16位于压板环6和外调整螺母8之间。压板环6与调整螺母16之间有钢珠7，钢珠7位于压板环6和调整螺母16上的圆弧槽内。通过钢珠7压紧，受力均匀(如图1所示)。

内芯轴12为三段式结构，包括定位段121、滑动段122和调整段123，所述滑动段122位于定位段121和调整段123之间，内芯轴12的滑动段122上有外花键10，内盘4的中心有内花键9，外花键10与内花键9之间形成花键副17滑动连接(如图2、图4所示)。

调整螺母16和外调整螺母8上有调整孔14。便于拧紧或松开调整螺母16和外调整螺母8。

内芯轴12上的调整段123的直径大于滑动段122的直径，滑动段122的直径大于定位段121的直径。可便于定位，安装、拆卸。

本发明用于扭矩限制的结构工作时，通常与其它联轴器作为一个整体使用，联轴器作为主动端(输入端)，常常通过通孔或螺孔形式的联结孔22与本发明结构联为一体，本发明用于扭矩限制的结构的内芯轴的内孔与负载端的轴头联结为一个整体，本发明结构使用时，先按图1所示完成组装成一个整体。使用前用钩扳手将调整螺母旋转，调整螺母在内芯轴12上沿轴向移动，带动钢球平稳地向压板环6施加轴向力，压板环6沿轴向移动而压紧弹簧，由于弹簧力的作用，弹簧5带动内盘4在内芯轴12的花键122上沿轴向移动，其内盘4的外圆锥面便与外盘1紧密贴合，产生摩擦力，从而使外盘1带动内盘4运转，内盘4的内花键带动与其通过外花键配合的内芯轴12同时转动，内芯轴12转动时，与其内孔相联的负载端同时转动。

当传递的力矩超过内盘4与外盘1结合而产生的摩擦力矩，即过载时，弹簧轴向压缩，内盘4与外盘1在锥面结合处脱开，立即停止转动。在过载力矩消失时，到正常范围内时，弹簧的压力又回复到正常范围，而内盘4沿内芯轴12的花键轴移动，使外盘1、内盘4重新紧密贴合，产生摩擦力，正常运转。

下面说明本发明的实施情况，但并不仅限于以下实施方式。

参阅图6可知：内芯轴的一种等同结构，内芯轴的内孔为光孔，负载端的轴插入后，外面使用锁紧盘(胀紧联结套)锁紧，松动锁紧盘螺栓，即可取出负载端的轴，安装拆卸极为方便。

参阅图7可知：本发明扭矩限制的结构通过弹性橡胶套28和带螺纹的柱销27，与主动端联结的法兰25组成带扭矩限制的弹性套柱销联轴器，同时外圆面23也可以作为小直径(小于400mm)的制动轮的制动面。

参阅图8可知：与图7的不同之处在于本结构外圆面23由于制动轮直径增大(大于400mm)，而在外增加制动轮29的结构。

参阅图9可知：图9为带制动盘的弹性套柱销扭矩限制联轴器，与图1所示，将外圆面23等效替换为制动盘30，可以适应用途越来越广的轴向制动结构。制动盘30的两个面为制动面。

参阅图10可知：本发明的扭矩限制结构通过联结孔22与左边的膜片联轴器31联结，形成一种带扭矩限制的膜片联轴器

参阅图11可知：图11为带扭矩限制的星形联轴器，与图10的不同之处在于本扭矩限制结构通过联结孔22与左端的星形联轴器联结，本联轴器可补偿径向、轴向、角向误差，并实现过载保护，可用于泵、风机、起重机械。

参阅图12可知：图12为带扭矩限制的蛇形弹簧联轴器，与图10的不同之处在于本扭矩限制结构通过联结孔22的左端是联结的蛇形弹簧联轴器。

参阅图13可知：图13为带扭矩限制的双排滚子链式联轴器，与图10的不同之处在于本扭矩限制结构，通过联结孔22的左端是联结的是双排滚子链式联轴器35。

参阅图14可知：图14为带扭矩限制的鼓形齿式联轴器，与图10的不同之处在于本扭矩限制结构通过联结孔22的左端是联结的是带内齿圈的法兰盘37，外齿为鼓形齿的半联轴节36与内齿啮合，并且扭矩限制结构的外圆面23等效变换为制动盘30，形成了一种带有制动盘的鼓形齿式扭矩限制联轴器。

参阅图15可知：图15为带扭矩限制的刚性联轴器，与图10的不同之处在于本扭矩限制结构，通过联结孔22的左端联结的是刚性半联轴节38及定位环39，构成了一种带扭矩限制的刚性联轴器。

Claims (10)

1.用于扭矩限制的结构，其特征在于它包括带内圆锥面的外盘(1)、和与外盘(1)相匹配的带外圆锥面的内盘(4)，内盘(4)的一端有弹簧槽(15)，弹簧槽(15)呈环形结构，有弹簧(5)位于弹簧槽(15)内，有压板环(6)位于弹簧槽(15)内的外侧，有内芯轴(12)穿过外盘(1)、内盘(4)和压板环(6)的中心，内芯轴(12)的一端通过定位机构固定在外盘(1)上，压板环(6)的外侧有调整机构，所述调整机构与内芯轴(12)螺纹连接，内芯轴(12)与内盘(4)的内孔滑动连接，所述外盘(1)上有联结孔(22)，内芯轴(12)上有与负载端连接的内孔(11)。

2.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述外盘(1)上有外圆面(23)或制动盘(30)，

3.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述定位机构包括锁紧垫圈(21)，位于锁紧垫圈(21)两端的螺母(20)和平面轴承(19)，平面轴承(19)套装在内芯轴(12)上，平面轴承(19)的一端与调整垫圈(21)接触，平面轴承(19)的另一端与外盘(1)上的中心凹槽(13)平面接触。

4.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述弹簧槽(15)由外槽(151)和内槽(152)组成，内槽(152)为围绕内盘(4)中心花键孔均匀分布的一圈圆孔，且位于外槽(151)的中间位置，所述压板环(6)位于外槽(151)内。

5.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述内盘(4)的外圆锥面上有油槽(3)。

6.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述内盘(4)和外盘(1)之间有调整间隙(2)。

7.根据权利要求1所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述调整机构包括位于压板环(6)外侧的调整螺母(16)和外调整螺母(8)，调整螺母(16)位于压板环(6)和外调整螺母(8)之间。

8.根据权利要求1或3所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述内芯轴(12)为三段式结构，包括定位段(121)、滑动段(122)和调整段(123)，所述滑动段(122)位于定位段(121)和调整段(123)之间，内芯轴(12)的滑动段(122)上有外花键(10)，内盘(4)的中心有内花键(9)，外花键(10)与内花键(9)之间形成花键副(17)滑动连接。

9.根据权利要求7所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述压板环(6)与调整螺母(16)之间有钢珠(7)，钢珠(7)位于压板环(6)和调整螺母(16)上的圆弧槽内。

10.根据权利要求7所述的用于扭矩限制的结构，其特征在于所述调整螺母(16)和外调整螺母(8)上有调整孔(14)。

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