CN102425616A - 安全联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种安全联轴器，包括第一半联轴器、第二半联轴器、芯轴、设置于芯轴上的轴承、滑槽板、保持架和多个安全销。滑槽板固定连接于第一半联轴器和芯轴并沿周向具有多个滚珠槽。保持架固定连接于第二半联轴器并与滑槽板相对设置，保持架装设于轴承上，并沿周向具有多个销孔。多个安全销装设于多个销孔中，每一安全销包括销套、滚珠、调节件、和装设于销套内的弹性元件，滚珠由所述弹性元件弹力推抵入其中一个滚珠槽中。滚珠在安全联轴器所传递的扭矩大于所述额定扭矩时滑移到相邻的滚珠槽中。

Description

安全联轴器

技术领域

本发明涉及一种安全联轴器，尤其涉及一种带安全销的安全联轴器。

背景技术

联轴器是用来联接不同机构中的主动轴和从动轴，使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。其中的一种安全联轴器在结构上的特点是，存在一个保险装置(如销钉可动联接等)，上述保险装置保证安全联轴器只能承受限定载荷。当实际载荷超过事前限定的载荷时，保险装置就发生变化，截断运动和动力的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，即起安全保护作用。安全联轴器：除了具有过载保护作用外，还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用。在中国专利CN201078415一种安全联轴器中，公开了带安全销的安全联轴器。该安全联轴器由两个半联轴器通过安全销连接，之后装设一个安全销。当所述安全联轴器所承受的实际扭矩大于安全销的所能承受的最大扭矩，安全销发生破坏。因此，所述联轴器能传递的最大安全扭矩是安全销发生损坏的扭矩，这个扭矩是不能调整的。当该联轴器在传递的扭矩大于上述最大的安全扭矩时，该安全销为起保护作用发生破坏，导致整个联轴器失效，就需要重新拆卸联轴器更换安全销，该安全连轴器才能重新使用，会造成安装维护占用时间长，机器正常工作时间缩短，制约释放机器产能的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可设定安全扭矩的安全联轴器，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出一种安全联轴器，包括第一半联轴器、第二半联轴器、芯轴和设置于芯轴上的轴承，所述安全联轴器还包括滑槽板、保持架和多个安全销。滑槽板固定连接于所述第一半联轴器，所述滑槽板固定于所述芯轴上，并且沿周向具有多个滚珠槽；保持架固定连接于所述第二半联轴器并与所述滑槽板相对设置，所述保持架装设于所述轴承上，并沿周向具有多个销孔；多个安全销，装设于所述多个销孔中，每一所述安全销包括销套，滚珠，调节件、和装设于所述销套内的弹性元件，所述滚珠由所述弹性元件弹力推抵入其中一个所述滚珠槽中，所述调节件通过调节所述弹性元件的弹性变形调节所述滚珠施加于所述滚珠槽的压力，以调节所述安全联轴器的最大安全扭矩，所述滚珠在所述安全联轴器所传递的扭矩大于所述最大安全扭矩时滑移到相邻的滚珠槽中。

在本发明一实施例中，所述滑槽板上相邻的两个滚珠槽之间具有连引导接槽，用以在所述安全联轴器所传递的扭矩大于所述最大安全扭矩时引导所述滚珠滑移到相邻的滚珠槽中。

在本发明一实施例中，所述弹性元件为弹簧。

在本发明一实施例中，所述安全销还包括滚珠压头，所述滚珠压头具有配合所述滚珠的弧面，所述弹性元件通过所述滚珠压头将所述滚珠推抵于所述滚珠槽中。

在本发明一实施例中，所述销套具有内螺纹，所述调节件具有外螺纹，所述弹性元件根据所述调节件旋入所述销套的不同长度发生不同程度的弹性形变，以调节所述滚珠施加于所述滑槽板的压力，进而调节所述安全联轴器的所述最大安全扭矩。

在本发明一实施例中，所述第一半联轴节包括固定在一起的第一鼓形联轴部和第一过渡部，所述第二半联轴节包括固定在一起的第二鼓形联轴部和第二过渡部，所述第一鼓形联轴部和所述第二鼓形联轴部具有轴孔，用于分别连接两根传动轴。

在本发明一实施例中，所述滑槽板通过所述芯轴连接所述轴承的内圈，所述保持架连接于所述轴承的外圈，使所述滑槽板与所述保持架能够在差异转速下相对转动。

相比于现有的安全联轴器，本发明不仅可以设定扭矩，而且无需在联轴器发生破坏的时候拆卸联轴器，避免了繁琐的重新安装安全销的工作。同时，本发明的安全联轴器在调节最大扭矩之后仍可以继续使用，使维护过程更加简单。

附图说明

图1为本发明一实施例中可设定安全扭矩的安全联轴器的半剖视示意图。

图2为本发明一实施例中联轴器沿A-A线的剖视图。

图3为本发明一实施例中滑槽板上滚珠槽、引导槽和安装槽的尺寸示意图。

图4为图1中芯轴的放大示意图。

图5为本发明一实施例中安全销和保持架的组装的局部剖视图。

图6为本发明一实施例中安全销的分解示意图。

具体实施方式

本发明提出一种可设定安全扭矩的安全联轴器。如图1所示，图1为本发明可设定安全扭矩的安全联轴器的半剖视示意图。本发明一实施例中可设定安全扭矩的安全联轴器100包括第一半联轴节1，第二半联轴节2、芯轴3和装设于芯轴3上的轴承4。第一半联轴节1和第二半联轴节2设置为分体式以方便拆卸和维修，本实施例中的第一半联轴节1包括第一鼓形联轴部11和第一过渡部12，第二半联轴节2包括第二鼓形联轴部21和第二过渡部22，第一鼓形联轴部11和第二鼓形联轴部21分别具有轴孔111和211，用于连接两根不同的传动轴(图未示)。第一鼓形联轴部11和第二鼓形联轴部21在靠近芯轴3的一端沿周向上具有突起的鼓形齿112和212。鼓形齿传动相对于直齿联轴器可允许较大的角位移，可改善齿的接触条件，提高传递扭矩的能力，延长使用寿命。第一过渡部12和第二过渡部22具有与第一鼓形联轴部11的鼓形齿112和第二鼓形联轴部21的鼓形齿212相啮合的齿，且第一过渡部12和第二过渡部22同时分别具有紧固连接孔121和221。

本发明的安全联轴器100还具有滑槽板5、保持架6以及多个安全销7。与第一鼓形联轴部11和第二鼓形联轴部21分别啮合的第一过渡部12和第二过渡部22通过穿过紧固连接孔121和221的紧固件(图未示)分别连接在滑槽板5和保持架6上。图2为本发明滑槽板5沿A-A线的剖视图。如图2所示，滑槽板5为盘状结构，盘状结构的中心具有与芯轴3紧固配合的轴孔51，在盘状结构的周缘具有滑槽部52，滑槽部52具有沿着周向排列的多个滚珠槽53，相邻两个滚珠槽53之间具有引导槽54和安装槽55。引导槽54连接相邻的两个滚珠槽53，用于引导滚珠沿着特定的轨迹运动而不会脱离所述轨迹，多个引导槽54围成圆环状，多个滚珠槽53的轨迹同样为圆环状，且多个引导槽54所形成的圆环形轨迹优选为与多个滚珠槽53所形成的圆环形轨迹为重叠。引导槽54的深度略浅于滚珠槽53。安装槽55从每一滚珠槽53出发沿着径向分别向内和向外延伸。

图3为本发明一实施例中滑槽板上滚珠槽、引导槽和安装槽的尺寸示意图。图3中滚珠槽53的深度为A，而安装槽55的深度为B。本实施例中优选滚珠槽深度A为安装槽深度B的3倍。引导槽54如图中虚线所指，引导槽54的深度优选为与安装槽55深度B相同。滚珠槽53和引导槽54从侧面看来为同心圆弧。如此既可以实现较好地传递扭矩，又能方便滚珠的装设与滑动。

图4为图1中芯轴3的放大示意图。如图4所示，芯轴3具有第一端面31，第二端面32，第一台阶面33，第二台阶面34，第三台阶面35，第一外圆表面36、第二外圆表面37和卡槽38。滑槽板5的轴孔51与芯轴3的第一外圆表面36紧固配合，滑槽板5轴孔51的轴向宽度优选为与芯轴3的第一外圆表面36宽度相等，以使滑槽板5的沿着轴向的其中一侧抵接于芯轴3的第二台阶面34时，另一侧能够由装设于卡槽38内并抵接于第一台阶面33的卡环300来实现轴向固定滑槽板5，防止移动的目的。轴承4的内圈紧固配合在芯轴3的第二外圆表面37上，芯轴3的第三台阶面35垂直抵靠于轴承4的内圈。

图5为本发明一实施例中安全销7和保持架6的组装的局部剖视图。请参考图1和图5，保持架6同样是盘状体，盘状体保持架6的周缘具有多个环形排列且均匀分布的销孔61，销孔61的一端具有直径大于销孔61的凹陷部62。在实际应用中，保持架6还可以设计有用于减重和保持平衡的工艺孔。保持架6还具有轴承孔63，轴承孔63的内壁与轴承4的外圈通过过盈配合的方式紧固在一起，滑槽板5通过芯轴3以及轴承4与保持架6连接在一起。由于轴承4的存在，使得滑槽板5和保持架6可以在差异转速下转动。

图6为本发明一实施例中安全销7的分解示意图。如图5和图6所示，安全销7装设于销孔61中，且包括销套71，滚珠72，调节件73和装设于销套71内的弹性元件74。此外，安全销7还包括滚珠压头75。如图3所示，滚珠72、滚珠压头75和弹性元件74按照箭头所指的安装顺序安装在销套71内。弹性元件74在本实施例为弹簧。销套71为配合于保持架6的销孔61的中空柱体，其具有一个主体711，在主体711的一端具有一个配合于保持架6的凹陷部62内的凸缘712。滚珠压头75为具有一配合部751和一个伸出部752的回转体。配合部751沿轴线方向的一端具有一弧面，用于与滚珠72配合，伸出部752从配合部751的另一端延伸出，伸出部752的直径小于配合部751的直径，因此滚珠压头75形成一台阶面753。伸出部752伸入弹性元件74的内圈中，其直径小于弹性元件74的内圈直径，而使装设好的弹性元件74的一端恰好抵接于滚珠压头75的台阶面753。滚珠压头75与弹性元件74的内圈采用间隙配合，使得滚珠压头75可以在弹性元件74的内圈自由活动，弹性元件74与销套71内腔采用松配合。调节件73是具有一调节部731和一抵接部732的回转体结构。值得注意的是，弹性元件74不限于使用弹簧，任何可以产生弹性形变的弹性体都是可行的。调节部731的外圆表面布有梯形自锁螺纹，采用螺纹连接安装在销套71内部，销套71的内腔与调节部731配合的一端具有对应的内螺纹以供锁合。抵接部732从调节部731的一端突伸出，抵接部732的直径小于调节部731的直径，致使调节件73形成一个台阶面733。抵接部732的直径小于弹性元件74的内圈直径，装配之后调节件73的抵接部732伸入弹性元件74的内圈，而调节部731的直径大于弹性元件的内圈直径，当调节件73旋入销套71后，弹性元件74的另一端抵接于调节件73的台阶面733上。之后加装防松螺母76，通过调整调节件73上调节部731的外螺纹与销套71的内螺纹的旋合长度，进行预紧和调节弹性元件74的压缩量，进而调节弹性元件74作用在滚珠72上的压力大小，最终达到调节和设定安全销7所能承受的最大的安全扭矩的作用。在应用上，安全销7的数目优选为4个，然而本发明不以此为限，在工艺上以能够对称布置以保持联轴器100平衡即可。

本发明联轴器100在设定的安全扭矩以下工作时，滚珠72由弹性元件74的弹力推抵，固定在滑槽板5的滚珠槽53内，安全联轴器100在传递运动之前通过调节件73旋入销套71的长度来调节弹性元件74的形变程度，亦即调节弹性元件74通过滚珠压头75作用在滚珠72上的作用力。滚珠72和滑槽板5的滑槽部52之间产生的最大摩擦力所产生的扭矩即为本发明安全联轴器100所设定的最大扭矩。如果本发明的安全联轴器100所要传递的扭矩大于上述最大扭矩，滚珠72即会发生滑移，从原本的滚珠槽53滑移到相邻的滚珠槽中，例如图2中从A槽滑移到B槽。由于仅是滚珠72发生滑移，而未对其他元件造成损伤，因此本发明的安全销7可以保护本发明的安全联轴器不发生损坏。如果使用者想要利用上述安全联轴器100传递更大扭矩，则可以通过调节调节件73旋入销套71的长度，进而调节弹簧的压缩程度，以增大滚珠72和滑槽部52之间的摩擦力，进而增大所设定的最大扭矩。引导槽54的作用是保证滚珠72在既定的轨道滑移而不会发生偏移或掉落。

相比于现有的安全联轴器，本发明不仅可以设定扭矩，而且无需在联轴器发生破坏的时候拆卸联轴器，避免了繁琐的重新安装安全销的工作。现有的安全联轴器在扭矩超过极限的时候会发生损坏而无法再度使用，而本发明的安全联轴器在调节最大扭矩之后仍可以继续使用。同时使维护过程更加简单。本发明结构简单，应用广泛，可在冶金机械、矿山机械和造船机械中广泛推广。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种安全联轴器，包括第一半联轴器(1)、第二半联轴器(2)、芯轴(3)和设置于所述芯轴(3)上的轴承(4)，其特征在于，所述安全联轴器(100)还包括：

滑槽板(5)，固定连接于所述第一半联轴器(1)，所述滑槽板(5)固定于所述芯轴(3)上，并且沿周向具有多个滚珠槽(53)；

保持架(6)，固定连接于所述第二半联轴器(2)并与所述滑槽板(5)相对设置，所述保持架(6)装设于所述轴承(4)上，并沿周向具有多个销孔(61)；

多个安全销(7)，装设于所述多个销孔(61)中，每一所述安全销(7)包括销套(71)、滚珠(72)、调节件(73)和装设于所述销套(71)内的弹性元件(74)，所述滚珠(72)由所述弹性元件(74)弹力推抵入其中一个所述滚珠槽(53)中，所述调节件(73)通过调节所述弹性元件(74)的弹性变形调节所述滚珠(72)施加于所述滚珠槽(53)的压力，以调节所述安全联轴器(100)的最大安全扭矩，所述滚珠(72)在所述安全联轴器(100)所传递的扭矩大于所述最大安全扭矩时滑移到相邻的滚珠槽(53)中。

2.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述滑槽板(5)上相邻的两个滚珠槽(53)之间具有引导槽(54)，用以在所述安全联轴器(100)所传递的扭矩大于所述最大安全扭矩时引导所述滚珠(72)滑移到相邻的滚珠槽(53)中。

3.如权利要求2所述的安全联轴器，其特征在于，所述滚珠槽(53)的深度为所述引导槽(54)深度的3倍。

4.如权利要求3所述的安全联轴器，其特征在于，所述滑槽板(5)还包括安装槽(55)，所述引导槽(54)的深度与所述安装槽(55)的深度相同。

5.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述弹性元件(74)为弹簧。

6.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述安全销(7)还包括滚珠压头(75)，所述滚珠压头(75)具有配合所述滚珠(72)的弧面，所述弹性元件(74)通过所述滚珠压头(75)将所述滚珠(72)推抵于所述滚珠槽(53)中。

7.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述销套(71)具有内螺纹，所述调节件(73)具有外螺纹，所述弹性元件(74)根据所述调节件(73)旋入所述销套(71)的不同长度发生不同程度的弹性形变，以调节所述滚珠(72)施加于所述滑槽板(5)的压力，进而调节所述安全联轴器(100)的所述最大安全扭矩。

8.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述第一半联轴节(1)包括固定在一起的第一鼓形联轴部(11)和第一过渡部(12)，所述第二半联轴节(2)包括固定在一起的第二鼓形联轴部(21)和第二过渡部(22)，所述第一鼓形联轴部(11)和所述第二鼓形联轴部(12)具有轴孔，用于分别连接两根传动轴。

9.如权利要求1所述的安全联轴器，其特征在于，所述滑槽板(5)通过所述芯轴(3)连接所述轴承(4)的内圈，所述保持架(6)连接于所述轴承(4)的外圈，使所述滑槽板(5)与所述保持架(6)能够在差异转速下相对转动。

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