CN102252040B - 一种球式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球式离合器。其用于切断或传递皮带轮向泥浆泵传动轴输入的动力，所述皮带轮通过带轮轴承组件安装在传动轴一端，传动轴另一端通过传动轴承组件安装在泥浆泵箱体内，传动轴上安装有小齿轮；其特征在于：所述球式离合器包括离合器外套、离合器滑套、弹簧、弹簧座、钢球、顶杆和顶杆操纵器；本发明结构简单、工作可靠、动作快速，通过钢球在离合器滑套和离合器外套之间的移动，实现动力传递，适合在野外的钻探施工，可实现泥浆泵工作时的动力频繁离合；本发明依靠扳动操纵手柄一个动作即可实现离合功能，操作容易，维护方便。

Description

一种球式离合器

技术领域

本发明属于工程机械中的钻机领域，涉及一种适用于泥浆泵上的用于切断或传递皮带轮向泥浆泵传动轴输入的动力的离合装置，具体地说是一种球式离合器。

背景技术

泥浆泵的工况较恶劣，其零件及结构均以简单、实用为设计原则；要求安装及拆卸方便，且易于维修，适合野外地区使用。离合装置是泥浆泵上的必备部件，其，其结构也是要求简单、可靠、快速。目前常用的离合装置主要有干式、湿式、膜片式等机械结构，它们均存在结构复杂、安装及维修不方便的局限性，故不适合用于泥浆泵的动力离合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于泥浆泵上的球式离合器，其用于切断或传递皮带轮向泥浆泵传动轴输入的动力，具有结构简单、工作可靠、动作快速等优点，适合在野外的钻探施工。

按照本发明提供的技术方案：一种球式离合器，用于切断或传递皮带轮向泥浆泵传动轴输入的动力，所述皮带轮通过带轮轴承组件安装在传动轴一端，传动轴另一端通过传动轴承组件安装在泥浆泵箱体内，传动轴上安装有小齿轮；其特征在于：所述球式离合器包括离合器外套、离合器滑套、弹簧、弹簧座、钢球、顶杆和顶杆操纵器；

所述离合器外套套装在传动轴上，并位于皮带轮之外，离合器外套固定在皮带轮上，离合器外套可在传动轴上自由转动，离合器外套具有一个开口的腔室；

所述离合器滑套同样套装在传动轴上，并位于离合器外套之外，离合器滑套与传动轴构成花键联接，离合器滑套可在传动轴上的一定长度范围内轴向滑动但不可转动；

所述传动轴端部安装有弹簧座，弹簧设置在离合器滑套与弹簧座之间并处于压缩状态，弹簧一端压在弹簧座上，弹簧另一端压紧离合器滑套，离合器滑套可在弹簧压力作用下进入离合器外套的腔室；

所述传动轴上沿其长度方向开设有径向贯通的长孔，顶梁穿设在长孔内，顶梁两端安装在所述离合器滑套上；所述传动轴的轴向中心开设有中心孔，中心孔内装有顶杆，顶杆一端与顶梁接触，顶杆通过一个顶杆操纵器驱动，可推动顶梁及与离合器滑套，使离合器滑套脱出离合器外套的腔室；

所述离合器滑套内端的外壁上沿圆周方向均匀布设有多个半球形凹槽，每个半球形凹槽内均装有一个跟随离合器滑套同步移动的钢球；所述腔室的内壁上设有与半球形凹槽一一对应的半球形槽道，离合器滑套进入离合器外套的腔室内时，钢球进入半球形槽道内，将离合器滑套与离合器外套连接起来；离合器滑套脱出离合器外套的腔室时，钢球脱离半球形槽道，离合器滑套与离合器外套断开连接。

作为本发明的进一步改进，所述离合器外套的腔室内壁上还设有用于将钢球导入半球形槽道的斜槽道。

作为本发明的进一步改进，所述顶杆与顶梁相接触的端部设为圆形头。

作为本发明的进一步改进，所述顶杆操纵器设置在传动轴端部，顶杆操纵器包括操纵器壳、偏心轴压盖、偏心轴、第一小轴套、第二小轴套和操纵手柄，操纵器壳固定在泥浆泵箱体上，偏心轴压盖安装在操纵器壳上；偏心轴设置在操纵器壳内，偏心轴内端通过第二小轴套安装在操纵器壳，偏心轴伸出端通过第一小轴套安装在偏心轴压盖上，操纵手柄固定在偏心轴伸出端；偏心轴上设有偏心凸轮，偏心凸轮与顶杆另一端相对应，偏心凸轮转动时推动顶杆移动。

作为本发明的进一步改进，所述顶杆与偏心凸轮对应的一端装有可更换的顶杆套。

作为本发明的进一步改进，所述偏心轴伸出端设为方头，所述操纵手柄端部设有与方头套接的方孔。

作为本发明的进一步改进，所述传动轴安装皮带轮的一端上设有将弹簧座、弹簧、顶梁、离合器滑套及离合器外套罩在其中的罩壳，罩壳通过固定在皮带轮上。

作为本发明的进一步改进，所述带轮轴承组件包括第一带轮轴承、第二带轮轴承、第一轴套和带轮轴承压盖，皮带轮通过第一带轮轴承和第二带轮轴承安装在传动轴上，第一带轮轴承外侧通过挡圈和离合器外套挡住，第一带轮轴承与第二带轮轴承之间通过第一轴套相隔，第二带轮轴承外侧通过第二轴套和固定在皮带轮上的带轮轴承压盖挡住；所述传动轴承组件包括第一支承轴承、第二支承轴承、第三支承轴承、箱体轴承压盖、第三轴套、第四轴套、第五轴套、第六轴套和螺母，传动轴通过第一支承轴承、第二支承轴承支承安装在泥浆泵箱体的一侧，通过第三支承轴承安装在泥浆泵箱体的另一侧；所述第一支承轴承外侧通过第二轴套和固定在泥浆泵箱体上的箱体轴承压盖挡住，第一支承轴承与第二支承轴承之间通过第三轴套相隔，第二支承轴承与小齿轮之间通过第四轴套相隔，小齿轮与第三支承轴承之间通过第五轴套相隔，第三支承轴承另一侧通过第六轴套挡住，第六轴套通过螺母限位。

作为本发明的进一步改进，所述带轮轴承压盖和箱体轴承压盖内均装有骨架密封圈。

本发明与已有技术中的干式、湿式、膜片式等离合机构相比，具有以下优点：本发明结构简单、工作可靠、动作快速、适合在野外的钻探施工，可实现泥浆泵工作时的动力频繁离合；本发明依靠扳动操纵手柄一个动作即可实现离合功能，操作容易，维护方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2.1为离合器外套结构图。

图2.2为图2.1的左视图。

图2.3为图2.1中的A-A向局部剖视图。

图3.1为离合器滑套结构图。

图3.2为图3.1的左视图。

图3.3为图3.1中的B-B向剖视图。

图4.1为操纵手柄结构图。

图4.2为图4.1的俯视图。

附图标记说明：1—皮带轮、2—螺栓、3—挡圈、4—钢球、5—离合器滑套、5a—半球形凹槽、6—弹簧、7—螺栓、8—螺栓、9—大垫圈、10—罩壳、11—弹簧座、12—顶梁、13—离合器外套、13a—半球形槽道、13b—斜槽道、13c—腔室、14—第一带轮轴承、15—第一轴套、16—第二轴套、17—带轮轴承压盖、18—箱体轴承压盖、19—第三轴套、20—顶杆、21—传动轴、22—泥浆泵箱体、23—平键、24—第三支承轴承、25—第六轴套、26—操纵器壳、27—螺栓、28—操纵器壳、29—螺钉、30—偏心轴压盖、31—第一小轴套、32—偏心轴、32a—偏心凸轮、33—顶杆套、34—第二小轴套、35—螺母、36—第五轴套、37—小齿轮、38—第四轴套、39—第二支承轴承、40—第一支承轴承、41—第二带轮轴承。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，所述球式离合器应用于泥浆泵上，用于切断或传递皮带轮1向泥浆泵传动轴21输入的动力，所述皮带轮1通过带轮轴承组件安装在传动轴21一端，传动轴21另一端通过传动轴承组件安装在泥浆泵箱体22内，传动轴21上通过平键23安装有小齿轮37，小齿轮37用于驱动泥浆泵中的其他部件运转。

如图1所示，所述球式离合器主要由离合器外套13、离合器滑套5、弹簧6、弹簧座11、钢球4、顶杆20和顶杆操纵器组成。

如图1、图2.1~2.3所示，所述离合器外套13套装在传动轴21上，并位于皮带轮1之外，离合器外套13利用螺栓2固定在皮带轮1上，离合器外套13可在传动轴21上自由转动，离合器外套13具有一个开口的腔室13c。

如图1所示，所述离合器滑套5同样套装在传动轴21上，并位于离合器外套13之外，离合器滑套5与传动轴21构成花键联接，离合器滑套5可在传动轴21上的一定长度范围内轴向滑动但不可转动；所述传动轴21端部通过螺栓8和大垫圈9安装有弹簧座11，弹簧6设置在离合器滑套5与弹簧座11之间并处于压缩状态，弹簧6一端压在弹簧座11上，弹簧6另一端压紧离合器滑套5，离合器滑套5可在弹簧6压力作用下进入离合器外套13的腔室13c。

如图1所示，所述传动轴21上沿其长度方向开设有径向贯通的长孔，顶梁12穿设在长孔内，顶梁12两端利用螺栓7安装在所述离合器滑套5上；所述传动轴21的轴向中心开设有中心孔，中心孔内装有顶杆20，顶杆20一端与顶梁12接触，顶杆20通过一个顶杆操纵器驱动，可推动顶梁12及与离合器滑套5，使离合器滑套5脱出离合器外套13的腔室13c。所述顶杆20与顶梁12相接触的端部优选设置为圆形头。

如图1、图2.1~2.3、图3.1~3.3所示，所述离合器滑套5内端的外壁上沿圆周方向均匀布设有多个半球形凹槽5a，每个半球形凹槽5a内均装有一个跟随离合器滑套5同步移动的钢球4；所述腔室13c的内壁上设有与半球形凹槽5a一一对应的半球形槽道13a，离合器滑套5进入离合器外套13的腔室13c内时，钢球4进入半球形槽道13a内，将离合器滑套5与离合器外套13连接起来；离合器滑套5脱出离合器外套13的腔室13c时，钢球4脱离半球形槽道13a，离合器滑套5与离合器外套13断开连接。为了使钢球4能够更容易更顺利地进入离合器外套13上的半球形槽道13a内，所述离合器外套13的腔室13c内壁上还设有用于将钢球4导入半球形槽道13a的斜槽道13b，当离合器滑套5带着钢球4进入离合器外套13的腔室13c内时，钢球4与斜槽道13b相接触，能够沿着斜槽道13b顺利进入到半球形槽道13a内，便于离合器外盒与离合器滑套5的连接。

如图1、图4.1、4.2所示，所述顶杆操纵器设置在传动轴21端部，顶杆操纵器主要由操纵器壳26、偏心轴压盖30、偏心轴32、第一小轴套31、第二小轴套34和操纵手柄28组成，操纵器壳26利用螺栓27固定在泥浆泵箱体22上，偏心轴压盖30利用螺钉29安装在操纵器壳26上；偏心轴32设置在操纵器壳26内，偏心轴32内端通过第二小轴套34安装在操纵器壳26，偏心轴32伸出端通过第一小轴套31安装在偏心轴压盖30上，所述偏心轴32伸出端设为方头，所述操纵手柄28端部设有与方头套接的方孔，操纵手柄28由此固定在偏心轴32伸出端；偏心轴32上设有偏心凸轮32a，偏心凸轮32a与顶杆20另一端相对应，偏心凸轮32a转动时推动顶杆20移动。为了提高本发明的使用寿命，所述顶杆20与偏心凸轮32a对应的一端装有可更换的顶杆套33。

另外，如图1所示，由于泥浆泵的工作环境比较复杂恶劣，本发明还在传动轴21安装皮带轮1的一端上设置了一个将弹簧座11、弹簧6、顶梁12、离合器滑套5及离合器外套13罩在其中的罩壳10，罩壳10通过螺栓2固定在皮带轮1上。

如图1所示，所述带轮轴承组件包括第一带轮轴承14、第二带轮轴承41、第一轴套15和带轮轴承压盖17，皮带轮1通过第一带轮轴承14和第二带轮轴承41安装在传动轴21上，第一带轮轴承14外侧通过挡圈3和离合器外套13挡住，第一带轮轴承14与第二带轮轴承41之间通过第一轴套15相隔，第二带轮轴承41外侧通过第二轴套16和固定在皮带轮1上的带轮轴承压盖17挡住；所述传动轴承组件包括第一支承轴承40、第二支承轴承39、第三支承轴承24、箱体轴承压盖18、第三轴套19、第四轴套38、第五轴套36、第六轴套25和螺母35，传动轴21通过第一支承轴承40、第二支承轴承39支承安装在泥浆泵箱体22的一侧，通过第三支承轴承24安装在泥浆泵箱体22的另一侧；所述第一支承轴承40外侧通过第二轴套16和固定在泥浆泵箱体22上的箱体轴承压盖18挡住，第一支承轴承40与第二支承轴承39之间通过第三轴套19相隔，第二支承轴承39与小齿轮37之间通过第四轴套38相隔，小齿轮37与第三支承轴承24之间通过第五轴套36相隔，第三支承轴承24另一侧通过第六轴套25挡住，第六轴套25通过螺母35限位。

如图1所示，为了提高本发明的防护能力，所述带轮轴承压盖17和箱体轴承压盖18内均装有骨架密封圈。

本发明的工作过程如下：

1、动力切断：

转动操纵手柄28，带动偏心轴32转动，偏心轴32上的偏心凸轮32a压迫顶杆套33，使顶杆20移动并推动顶梁12，顶梁12带动离合器滑套5克服弹簧6的压紧力，离合器滑套5轴向移动并脱出离合器外套13的腔室13c，钢球4跟随离合器滑套5同步移动并从离合器外套13上的半球形槽道13a脱出，离合器外套13与离合器滑套5断开连接，此时皮带轮1带动离合器外套13空转，切断了皮带轮1向泥浆泵传动轴21输入的动力。

、动力传递：

转动操纵手柄28，带动偏心轴32转动，偏心轴32上的偏心凸轮32a不再压迫顶杆套33，从而释放了顶杆20上的压紧力，顶梁12不再承受顶杆20的顶压，离合器滑套5在弹簧6压紧力作用下进入离合器外套13的腔室13c内，钢球4跟随离合器滑套5同步移动并进入离合器外套13上的半球形槽道13a内，此时离合器外套13与离合器滑套5连接起来，由于离合器外套13与皮带轮1固定在一起，离合器滑套5与传动轴21通过花键联接，从而使得皮带轮1可带动传动轴21转动，实现了皮带轮1向泥浆泵传动轴21输入动力的传递。

Claims (9)

1. 一种球式离合器，用于切断或传递皮带轮（1）向泥浆泵传动轴（21）输入的动力，所述皮带轮（1）通过带轮轴承组件安装在传动轴（21）一端，传动轴（21）另一端通过传动轴承组件安装在泥浆泵箱体（22）内，传动轴（21）上安装有小齿轮（37）；其特征在于：所述球式离合器包括离合器外套（13）、离合器滑套（5）、弹簧（6）、弹簧座（11）、钢球（4）、顶杆（20）和顶杆操纵器；

所述离合器外套（13）套装在传动轴（21）上，并位于皮带轮（1）之外，离合器外套（13）固定在皮带轮（1）上，离合器外套（13）可在传动轴（21）上自由转动，离合器外套（13）具有一个开口的腔室（13c）；

所述离合器滑套（5）同样套装在传动轴（21）上，并位于离合器外套（13）之外，离合器滑套（5）与传动轴（21）构成花键联接，离合器滑套（5）可在传动轴（21）上的一定长度范围内轴向滑动但不可转动；

所述传动轴（21）端部安装有弹簧座（11），弹簧（6）设置在离合器滑套（5）与弹簧座（11）之间并处于压缩状态，弹簧（6）一端压在弹簧座（11）上，弹簧（6）另一端压紧离合器滑套（5），离合器滑套（5）可在弹簧（6）压力作用下进入离合器外套（13）的腔室（13c）；

所述传动轴（21）上沿其长度方向开设有径向贯通的长孔，顶梁（12）穿设在长孔内，顶梁（12）两端安装在所述离合器滑套（5）上；所述传动轴（21）的轴向中心开设有中心孔，中心孔内装有顶杆（20），顶杆（20）一端与顶梁（12）接触，顶杆（20）通过一个顶杆操纵器驱动，可推动顶梁（12）及离合器滑套（5），使离合器滑套（5）脱出离合器外套（13）的腔室（13c）；

所述离合器滑套（5）内端的外壁上沿圆周方向均匀布设有多个半球形凹槽（5a），每个半球形凹槽（5a）内均装有一个跟随离合器滑套（5）同步移动的钢球（4）；所述腔室（13c）的内壁上设有与半球形凹槽（5a）一一对应的半球形槽道（13a），离合器滑套（5）进入离合器外套（13）的腔室（13c）内时，钢球（4）进入半球形槽道（13a）内，将离合器滑套（5）与离合器外套（13）连接起来；离合器滑套（5）脱出离合器外套（13）的腔室（13c）时，钢球（4）脱离半球形槽道（13a），离合器滑套（5）与离合器外套（13）断开连接。

2.如权利要求1所述的球式离合器，其特征在于：所述离合器外套（13）的腔室（13c）内壁上还设有用于将钢球（4）导入半球形槽道（13a）的斜槽道（13b）。

3.如权利要求1所述的球式离合器，其特征在于：所述顶杆（20）与顶梁（12）相接触的端部设为圆形头。

4.如权利要求1所述的球式离合器，其特征在于：所述顶杆操纵器设置在传动轴（21）端部，顶杆操纵器包括操纵器壳（26）、偏心轴压盖（30）、偏心轴（32）、第一小轴套（31）、第二小轴套（34）和操纵手柄（28），操纵器壳（26）固定在泥浆泵箱体（22）上，偏心轴压盖（30）安装在操纵器壳（26）上；偏心轴（32）设置在操纵器壳（26）内，偏心轴（32）内端通过第二小轴套（34）安装在操纵器壳（26），偏心轴（32）伸出端通过第一小轴套（31）安装在偏心轴压盖（30）上，操纵手柄（28）固定在偏心轴（32）伸出端；偏心轴（32）上设有偏心凸轮（32a），偏心凸轮（32a）与顶杆（20）另一端相对应，偏心凸轮（32a）转动时推动顶杆（20）移动。

5.如权利要求4所述的球式离合器，其特征在于：所述顶杆（20）与偏心凸轮（32a）对应的一端装有可更换的顶杆套（33）。

6.如权利要求4所述的球式离合器，其特征在于：所述偏心轴（32）伸出端设为方头，所述操纵手柄（28）端部设有与方头套接的方孔。

7.如权利要求1所述的球式离合器，其特征在于：所述传动轴（21）安装皮带轮（1）的一端上设有将弹簧座（11）、弹簧（6）、顶梁（12）、离合器滑套（5）及离合器外套（13）罩在其中的罩壳（10），罩壳（10）通过螺栓（2）固定在皮带轮（1）上。

8.如权利要求1所述的球式离合器，其特征在于：

所述带轮轴承组件包括第一带轮轴承（14）、第二带轮轴承（41）、第一轴套（15）和带轮轴承压盖（17），皮带轮（1）通过第一带轮轴承（14）和第二带轮轴承（41）安装在传动轴（21）上，第一带轮轴承（14）外侧通过挡圈（3）和离合器外套（13）挡住，第一带轮轴承（14）与第二带轮轴承（41）之间通过第一轴套（15）相隔，第二带轮轴承（41）外侧通过第二轴套（16）和固定在皮带轮（1）上的带轮轴承压盖（17）挡住；

所述传动轴承组件包括第一支承轴承（40）、第二支承轴承（39）、第三支承轴承（24）、箱体轴承压盖（18）、第三轴套（19）、第四轴套（38）、第五轴套（36）、第六轴套（25）和螺母（35），传动轴（21）通过第一支承轴承（40）、第二支承轴承（39）支承安装在泥浆泵箱体（22）的一侧，通过第三支承轴承（24）安装在泥浆泵箱体（22）的另一侧；所述第一支承轴承（40）外侧通过第二轴套（16）和固定在泥浆泵箱体（22）上的箱体轴承压盖（18）挡住，第一支承轴承（40）与第二支承轴承（39）之间通过第三轴套（19）相隔，第二支承轴承（39）与小齿轮（37）之间通过第四轴套（38）相隔，小齿轮（37）与第三支承轴承（24）之间通过第五轴套（36）相隔，第三支承轴承（24）另一侧通过第六轴套（25）挡住，第六轴套（25）通过螺母（35）限位。

9.如权利要求8所述的球式离合器，其特征在于：所述带轮轴承压盖（17）和箱体轴承压盖（18）内均装有骨架密封圈。

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