CN102777505A - 一种传动轴用扭矩限制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传动轴用扭矩限制器，包括外锥套、内锥套、推力球轴承、套筒、弹性体、压盖，外锥套和内锥套以一定的锥度配合，套筒和压盖之间装有弹性体，外锥套、套筒、弹性体、压盖通过螺栓连接在一块。本发明通过调节螺栓施加的轴向力的大小来调节扭矩限制器的打滑扭矩，通过弹性体来补偿摩擦面的磨损变形，由于摩擦面采用锥面结构，因此整个结构具有较小的回转直径条件下能实现较大打滑扭矩的特征。

Description

一种传动轴用扭矩限制器

技术领域

本发明属于通用机械设备技术领域，尤其是涉及一种传动轴用扭矩限制器，主要用于各类机械工作过程中的过载保护以及多轴集体驱动时的扭矩均衡。

背景技术

运转机械在工作过程中一般存在冲击载荷，而一般设计过程对实际工作状态的冲击载荷大小往往无法准确估算，因此传动机械的断轴事故在实际生产中屡见不鲜。扭矩限制器具有传动力矩超过规定值即出现主从动轴相对打滑的功能，能有效限制传动轴系统中的实际扭矩大小，是防止断轴事故发生的有效措施之一。多轴集体驱动机械，如辊式矫直机，在工作过程中，由于各轴的工作条件不一样，容易出现各轴扭矩分配不均现象，甚至个别轴上还会出现负扭矩。扭矩不均，尤其是负转矩现象，不仅会造成设备运行的不稳定，而且是高负载轴断轴的最主要原因，是制约机器整体能力提高的瓶颈所在。扭矩限制器用在这类集体驱动机械中时，高负载轴扭矩增大到设定值时将出现打滑，从而迫使负载向低扭矩轴转移，这时扭矩限制器不但有保护高扭矩轴的作用，而且还有均衡扭矩的作用。现有的扭矩限制器，根据工作原理可以分成两类：一是摩擦式扭矩限制器，各摩擦面与轴向垂直，通过弹性装置直接调整摩擦面正压力的大小，达到预设打滑扭矩的作用，该扭矩限制器打滑时，扭矩维持在一定水平不变；二是钢球-凹坑式扭矩限制器，当设备传递力矩超过设定的打滑力矩（过载）时，钢球离开凹坑，实现主从动部件之间的相对转动，该扭矩限制器在主从动部件相对转动时，所能传递的力矩会急剧下降。以上两类扭矩限制器都存在相对于传动轴的额定扭矩，所需限制器的回转直径偏大的特点。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有较小回转直径条件下能实现较大打滑扭矩的传动轴用扭矩限制器。

本发明的技术方案是：包括外锥套、内锥套、推力球轴承、套筒、弹性体、压盖，外锥套和内锥套以一定的锥度配合，内外锥套锥面形成摩擦面，推力球轴承与内锥套的端面配合，推力球轴承外径与外锥套内壁间隙配合，套筒、弹性体、压盖设置在外锥套的一端，套筒一端面与推力球轴承配合，套筒和压盖之间装有弹性体，外锥套、套筒、弹性体、压盖通过螺栓连接在一块。

所述摩擦面为小角度锥面，摩擦面的材质与锥套本体的材质可以不一致。

本发明的有益效果是：由于本发明包括外锥套、内锥套、推力球轴承、套筒、弹性体、压盖，外锥套和内锥套以一定的锥度配合，拧紧螺栓时，通过压盖、弹性体、套筒、推力球轴承的传递，会产生一定的轴向力作用在内锥套端面上，从而在内外锥套锥面之间产生放大的（相对于轴向力）正压力。工作过程中，当传递的扭矩大于设定值时，内外锥套锥面之间将出现相对滑动，这时扭矩将保持基本恒定，当过载消失后，内外锥套锥面之间的相对滑动将自动消失，传动轴恢复正常传动。其特点具有：1、小角度锥面有放大轴向力的作用，整个结构具有较小的回转直径条件下能实现较大打滑扭矩的特征；2、过载时，内外锥套锥面为滑动摩擦，因此靠摩擦力仍能传递一定的扭矩，即过载时扭矩会维持在一定水平直至恢复正常传动；3、弹性体的变形可以补偿限制器摩擦面的磨损，使打滑扭矩在摩擦面出现许用磨损量的条件下，仍基本保持不变。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图；

图2为本发明的外形结构图。

具体实施方式

从图1所示本发明的结构剖视图以及图2的外形结构图可以看出，本发明包括外锥套1、内锥套2、推力球轴承3、套筒4、弹性体5、压盖6、弹簧垫圈7、螺栓8，外锥套1与从动轴联接，内锥套2与主动轴连接。外锥套1和内锥套2以一定的锥度配合，外锥套1锥面和内锥套2锥面之间形成摩擦面。推力球轴承3与内锥套2的端面配合，推力球轴承3传递轴向力，其外径与外锥套1内壁间隙配合。弹性体5采用对合方式组合，套筒4、弹性体5、压盖6设置在外锥套1的一端，套筒4一端面与推力球轴承3配合，套筒4和压盖6之间装有弹性体5，外锥套1、套筒4、弹性体5、压盖6通过螺栓8连接在一块，拧紧螺栓8施加一定的轴向力，通过调节螺栓8施加的轴向力的大小来调节限制器的打滑扭矩。限制器的轴向磨损主要通过弹性体的变形来补偿，可以通过合适弹性体弹性系数的选取，来保证轴向补偿性能，弹性体5可采用碟簧，通过碟簧的变形补偿限制器摩擦面的磨损，使打滑扭矩在摩擦面出现许用磨损量的条件下仍基本保持不变。

工作过程中，当传递的扭矩大于设定值时，内外锥套锥面之间将出现相对滑动，这时扭矩将保持基本恒定，当过载消失后，内外锥套锥面之间的相对滑动将自动消失，传动轴恢复正常传动。内外锥套锥面的摩擦面采用小角度锥面，可以在较小的轴向力条件下获得大的正压力，因此，整个结构具有回转直径小，打滑扭矩大的特征。为保证内外锥套结构的强度及摩擦面的摩擦性能，摩擦面的材质与锥套本体的材质可以不一致。

Claims (3)

1.一种传动轴用扭矩限制器，其特征是：包括外锥套（1）、内锥套（2）、推力球轴承（3）、套筒（4）、弹性体（5）、压盖（6），所述外锥套（1）和内锥套（2）以一定的锥度配合，内外锥套锥面形成摩擦面，推力球轴承（3）与内锥套（2）的端面配合，推力球轴承（3）外径与外锥套（1）内壁间隙配合，套筒（4）、弹性体（5）、压盖（6）设置在外锥套（1）的一端，套筒（4）一端面与推力球轴承（3）配合，套筒（4）和压盖（6）之间装有弹性体（5），所述外锥套（1）、套筒（4）、弹性体（5）、压盖（6）通过螺栓（8）连接在一块。

2.根据权利要求1所述的传动轴用扭矩限制器，其特征是：所述摩擦面为小角度锥面。

3.根据权利要求1或2所述的传动轴用扭矩限制器，其特征是：所述摩擦面的材质与锥套本体的材质不一致。

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