CN103115095B - 组合式制动离合器 - Google Patents
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Abstract
一种组合式制动离合器，离合端壳体内设有离合轴，制动端壳体内设有制动轴，离合轴具有离合轴环体部、离合轴花键部和离合轴轴体部，离合端壳体和离合轴花键部之间设有离合端摩擦副总成；制动轴具有制动轴环体部、制动轴花键部和制动轴轴体部，制动端壳体和制动轴花键部之间设有制动端摩擦副总成；离合轴花键部的端面和制动轴轴体部的端面之间具有间隔，间隔中设有活塞，在离合轴花键部的端面上周置有轴向的弹簧孔，弹簧孔中设有抵及活塞的弹簧，在制动轴内对称设置有压力油道，压力油道的出口设置在制动轴轴体部的端面上，压力油道的进油口设置在制动轴轴孔的孔壁上。本发明结构简单紧凑、传递扭矩大、运行平稳。
Description
技术领域
本发明涉及组合式制动离合器。
背景技术
现在重型大型设备逐渐增多，对制动器及离合器的性能及精度提出了更高的要求。现有设备大多采用分体式的制动器离合器，分设于负载轴的两端，在制动及离合阶段往往由于摩擦片不能立即分开而产生互相干扰，而且传统制动器及离合器采用的硬制动及硬离合往往会对传动齿轮产生冲击。中国专利号是01244828.1的实用新型公开了一种气动制动离合器，它适于底传动双动拉伸压力机。中国专利号是200620044494.4的实用新型公开了一种组合式离合器制动器，主要应用于曲柄压力机。上述两实用新型采用气动控制，虽然都是制动和离合是一体的，但结构较复杂。由于制动及离合均采用单磨擦片结构，这种结构在传递较大扭矩的情况下，磨擦片的径向尺寸需要加大，要求安装空间较大，同时带来大的转动惯量，引起较大的冲击及振动，上述两实用新型不适宜在重型大型设备上使用。另外，上述两实用新型均为干式结构，散热性能较差，并且摩擦副之间为干摩擦，导致摩擦片磨损较快，寿命较低，摩擦片更换频繁。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构简单、传递扭矩大、运行平稳的组合式制动离合器。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：
本发明的组合式制动离合器具有离合端壳体和制动端壳体，离合端壳体内设有离合轴，制动端壳体内设有制动轴，离合轴和制动轴各具有轴孔；离合轴具有离合轴环体部、离合轴花键部和离合轴轴体部，离合端壳体和离合轴花键部之间设有离合端摩擦副总成；制动轴具有制动轴环体部、制动轴花键部和制动轴轴体部，制动端壳体和制动轴花键部之间设有制动端摩擦副总成；离合轴轴体部的直径小于制动轴轴体部的直径，离合轴轴体部和制动轴轴体部相连接，且离合轴花键部的端面和制动轴轴体部的端面之间具有间隔，间隔中设有活塞，活塞向四周延伸至离合端摩擦副总成和制动端摩擦副总成之间，活塞利用中心孔套在离合轴轴体部上，在离合轴花键部的端面上周置有轴向的弹簧孔，弹簧孔中设有抵及活塞的弹簧，在制动轴内对称设置有压力油道，压力油道的出口设置在制动轴轴体部的端面上，压力油道的进油口设置在制动轴轴孔的孔壁上；所述活塞靠近离合轴的一端设有内花键，活塞通过内花键和离合轴花键部连接。
所述离合端壳体和制动端壳体的内壁上均具有内花键，离合轴花键部和制动轴花键部的柱面上均具有外花键。
所述离合端摩擦副总成和制动端摩擦副总成各具有若干摩擦副，摩擦副由带外花键的摩擦片与带内花键的对偶片组成；离合端摩擦副总成的摩擦片和离合端壳体连接，离合端摩擦副总成的对偶片和离合轴花键部连接；制动端摩擦副总成的摩擦片和制动端壳体连接，制动端摩擦副总成的对偶片和制动轴花键部连接。
在离合轴的轴孔的孔壁上设有第一油槽；所述离合轴内设有至少四组第一冷却油道，每组第一冷却油道包括第一冷却主油孔和与第一冷却主油孔连接的若干条径向的冷却支油孔，冷却支油孔的出油口均位于离合轴花键部键根部的相应位置处，所有第一冷却主油孔的进油口均和第一油槽相连。
在制动轴的轴孔的孔壁上设有第二油槽；所述制动轴内设有至少二组第二冷却油道，每组第二冷却油道包括第二冷却主油孔和与第二冷却主油孔连接的若干条径向的冷却分油孔，冷却分油孔的出油口均位于制动轴花键部的键根部的相应位置处，所有第二冷却主油孔的进油口和第二油槽相连。
所述制动轴的轴孔的孔口处具有和离合轴轴体部相匹配的扩孔，离合轴轴体部插入制动轴轴体部的扩孔中。
所述制动轴轴体部的扩孔的内壁上设有环形凹槽，环形凹槽中嵌有矩形密封圈。
所述活塞与离合轴轴体部的接触面上设有第一环形凹槽中嵌有第一密封圈。
所述活塞与制动轴轴体部的接触面上设有第二环形凹槽，第二环形凹槽中嵌有第二密封圈。
本发明具有如下积极效果：1、本发明的扭矩传递采取离合端摩擦副总成和制动端摩擦副总成，摩擦副总成都包括若干摩擦副，摩擦副由摩擦片和对偶片组成，所以可传递较大的扭矩，与单摩擦片结构相比，转动惯量低、冲击及振动减小，所以运行平稳。2、本发明结构简单紧凑，节省安装空间。3、由于采用活塞的移动控制离合端摩擦副总成和制动端摩擦副总成的扭矩，使离合和制动可实现互锁，而且传动及制动时间短、精度高。4、由于本发明具有软离合和软制动两种工作模式，能有效的起到缓解冲击及减小噪音的作用。5.离合轴内设有第一冷却油道，制动轴内设有第二冷却油道，冷却油对离合端摩擦总成和制动端摩擦总成进行冷却，保证摩擦副具有较好的散热性，有效地提高了其工作性能及使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是离合轴的结构示意图。
图3是制动轴的结构示意图。
图4是活塞的结构示意图。
图5是冷却油道分布示意图。
图中；1离合端壳体、2离合轴、3离合端摩擦副总成、4弹簧、5活塞、6制动端摩擦副总成、7制动轴、8制动端壳体、9密封圈、10密封圈、11矩形密封圈、2-1离合轴环体部、2-2离合轴花键部、2-3离合轴轴体部、7-1制动轴环体部、7-2制动轴花键部、7-3制动轴轴体部。
具体实施方式
实施例1
图1至图5所示的组合式制动离合器，具有离合端壳体1和制动端壳体8。
离合端壳体1内设有离合轴2，离合轴2具有离合轴环体部2-1、离合轴花键部2-2和离合轴轴体部2-3。离合轴2设有贯通离合轴环体部2-1、离合轴花键部2-2和离合轴轴体部2-3的轴孔2a。离合端壳体1和离合轴花键部2-2之间设有离合端摩擦副总成3。离合端摩擦副总成3的一端由离合轴环体部2-1限位。
制动端壳体8内设有制动轴7，制动轴7具有制动轴环体部7-1、制动轴花键部7-2和制动轴轴体部7-3。制动轴7设有有贯通制动轴环体部7-1、制动轴花键部7-2和制动轴轴体部7-3的轴孔7a。制动端壳体8和制动轴花键部7-2之间设有制动端摩擦副总成6。制动端摩擦副总成6的一端由制动轴环体部7-1限位。
所述离合端壳体1和制动端壳体8的内壁上均具有内花键，离合轴花键部2-2和制动轴花键部7-2的柱面上均具有外花键，离合轴花键部2-2和制动轴花键部7-2即为花键轴。
所述离合端摩擦副总成3和所述制动端摩擦副总成6均具有若干摩擦副F，摩擦副F由带外花键的摩擦片F-1与带内花键的对偶片F-2组成。
离合端摩擦副总成3的摩擦片F-1的外花键插入离合端壳体1内花键中，形成摩擦片F-1和离合端壳体1插接，摩擦片F-1只能相对于离合端壳体1作轴向移动。离合端摩擦副总成3的对偶片F-2通过内花键和离合轴花键部2-2的外花键插接，离合端摩擦副总成3的对偶片F1-2只能相对于离合轴2作轴向移动。
制动端摩擦副总成6的摩擦片F-1通过外花键和制动端壳体8连接，对偶片F-2通过内花键和制动轴花键部7-2连接。制动端摩擦副总成6的摩擦片F-1只能相对于制动端壳体8作轴向移动，制动端摩擦副总成6的对偶片F-2只能相对于制动轴作轴向移动。
离合轴轴体部2-3的直径d小于制动轴轴体部7-3的直径D，制动轴7的轴孔7a的孔口处具有和离合轴轴体部2-3相匹配的扩孔7a-1，离合轴轴体部2-3插入制动轴轴体部7-3的扩孔7a-1中，离合轴轴体部2-3和制动轴轴体部7-3之间由螺栓连接，离合轴轴体部2-3和制动轴轴体部7-3相连接，使离合轴2的轴孔2a和制动轴7的轴孔7a相接成为负载轴孔。制动轴轴体部7-3的扩孔7a-1的内壁上设有环形凹槽7f，环形凹槽7f中嵌有矩形密封圈11，防止离合轴轴体部2-3和制动轴轴体部7-3的连接处泄油。
离合轴花键部2-2的端面和制动轴轴体部7-3的端面之间具有间隔，间隔中设有活塞5，活塞5向四周延伸至离合端摩擦副总成3和制动端摩擦副总成6之间，活塞5利用中心孔套在离合轴轴体部2-3上。所述活塞5靠近离合轴2的一端设有内花键5c，与离合轴花键部2-2的外花键配合，限制活塞5与离合轴2相对转动。也可以考虑在所述活塞5靠近制动轴2的一端设有内花键，与制动轴花键部的外花键配合。
在离合轴花键部2-2的端面上周置有轴向的弹簧孔2c，弹簧孔2c中设有抵及活塞5的弹簧4。弹簧孔2c的数量也即是弹簧4的数量根据所需要传递的扭矩大小、弹簧的品质等各种因素决定，但弹簧孔2c需要均匀分布。
在制动轴7内对称设置有压力油道7c，压力油道7c的出口设置在制动轴轴体部7-3的端面上，使压力油射向活塞5，压力油道7c的进油口设置在制动轴7的轴孔7a孔壁上，压力油道7c成转折状。活塞5轴向移动传递弹簧及液压压紧力。在非工作状态下，弹簧4推动活塞5压紧制动端摩擦副总成6，制动端工作。在工作状态下，高压油推动活塞5压紧离合端摩擦副总成3，离合端工作。图1中的螺堵12是用来堵塞因方便加工而造成压力油道7c的多余开口。
在离合轴2的轴孔2a的孔壁上设有第一油槽2b。所述离合轴2内设有八组第一冷却油道，每组第一冷却油道包括第一冷却主油孔2d和与第一冷却主油孔2d连接的若干条径向的冷却支油孔2e，冷却支油孔的出油口处于离合轴花键部2-2键根部的相应位置处，以此来减小对键强度的削弱。所有第一冷却主油孔2d的进油口均和第一油槽2b相连。钢球13是用来堵塞方便加工而造成第一冷却主油孔2d的多余开口。
在制动轴7的轴孔7a的孔壁上设有第二油槽7b。所述制动轴7内设有四组第二冷却油道，每组第二冷却油道包括第二冷却主油孔7d和与第二冷却主油孔7d连接的若干条径向的冷却分油孔7e，冷却分油孔7e的出油口处于制动轴花键部2-2键根部的相应位置处，所有第二冷却主油孔7d的进油口和第二油槽7b相连。第二主油孔7d的的多余开口由钢球13作为堵头。
冷却油分别流入八组第一冷却油道和四组第二冷却油道中，通过各冷却支油孔2e和冷却分油孔7e使油液均匀进入离合端摩擦副总成3和制动端摩擦副总成6中。冷却油液带走摩擦片工作时产生的热能，最后通过收集装置使冷却油液流回储油槽，循环使用。
活塞5与离合轴轴体部2-3的接触面上设有第一环形凹槽5a，第一环形凹槽5a中嵌有第一密封圈9，第一密封圈9为带挡环的星型密封圈。活塞5与制动轴轴体部7-3的接触面上设有第二环形凹槽5b，第二环形凹槽5b中嵌有第二密封圈10，第二密封圈10为带挡环的星型密封圈。星型密封圈的设置是防止的高压油流入离合端，而且与普通o型圈相比，星型密封圈具有较好的密封效果且附加挡圈后能承受较大的压力
所述离合端壳体1通过法兰及销钉与飞轮联接，飞轮与主动轴联结，所述制动端壳体8与机架联接，因此制动端壳体8是静止的。负载轴置于由离合轴2的轴孔2a和制动轴7的轴孔7a相接成为的负载轴孔内，负载轴内部设有两套油路系统，一套高压油油路系统和压力油道7c的进油口相接通，提供高压油，另一套油路系统和第一油槽2b、第二油槽7b相接通，提供冷却油。
本发明具有两种工作模式，软离合及软制动工作模式。
软离合模式下，高压油从负载轴内部的高压油路进入制动轴7内部的压力油道7c，高压油推动活塞5向离合轴2移动，产生一定地初始压力压紧离合端摩擦副总成3，使离合端摩擦副处于半接合状态，摩擦片和对偶片之间产生一定的滑动摩擦，通过滑动摩擦力带动离合轴2缓慢转动，由离合轴2带动负载轴转动，逐渐加大高压油压力，在这过程中，弹簧4均逐渐被压缩，制动端摩擦副总成6逐渐松开，当最终离合端摩擦副总成3被压紧，达到设定的扭矩时，制动端摩擦副总成6完全松开，离合轴2达到一定的转速，带动负载轴以同样的转速转动。
软制动模式下，高压油逐渐卸载，所有弹簧4的弹性力逐渐释放，弹簧4推动活塞5向制动轴7移动，在压紧制动端摩擦副总成6的过程中，离合端摩擦副总成3被松开，当高压油完全卸载，弹簧力达到最大，制动扭矩达到额定值。离合端摩擦副总成3完全松开，切断主动轴和负载轴的联系。
两种工作模式可自由切换且可保证在同一时间只有一种工作模式起作用，即两种工作模式具有互锁功能。
Claims (9)
1.一种组合式制动离合器，具有离合端壳体（1）和制动端壳体（8），离合端壳体（1）内设有离合轴（2），制动端壳体（8）内设有制动轴（7），离合轴（2）和制动轴（7）各具有轴孔（2a、7a）；离合轴（2）具有离合轴环体部（2-1）、离合轴花键部（2-2）和离合轴轴体部（2-3），离合端壳体（1）和离合轴花键部（2-2）之间设有离合端摩擦副总成（3）；制动轴（7）具有制动轴环体部（7-1）、制动轴花键部（7-2）和制动轴轴体部（7-3），制动端壳体（8）和制动轴花键部（7-2）之间设有制动端摩擦副总成（6）；离合轴轴体部（2-3）和制动轴轴体部（7-3）相连接，且离合轴花键部（2-2）的端面和制动轴轴体部（7-3）的端面之间具有间隔，间隔中设有活塞（5），活塞（5）向四周延伸至离合端摩擦副总成（3）和制动端摩擦副总成（6）之间，活塞（5）利用中心孔套在离合轴轴体部（2-3）上，在离合轴花键部（2-2）的端面上周置有轴向的弹簧孔（2c），弹簧孔（2c）中设有抵及活塞（5）的弹簧（4），在制动轴（7）内对称设置有压力油道（7c），压力油道（7c）的出口设置在制动轴轴体部（7-3）的端面上，压力油道（7c）的进油口设置在制动轴（7）轴孔（7a）的孔壁上；其特征在于：离合轴轴体部（2-3）的直径（d）小于制动轴轴体部（7-3）的直径（D），所述活塞（5）靠近离合轴（2）的一端设有内花键（5c），活塞（5）通过内花键（5c）和离合轴花键部（2-2）连接。
2.根据权利要求1所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述离合端壳体（1）和制动端壳体（8）的内壁上均具有内花键，离合轴花键部（2-2）和制动轴花键部（7-2）的柱面上均具有外花键。
3.根据权利要求2所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述离合端摩擦副总成（3）和制动端摩擦副总成（6）各具有若干摩擦副（F），摩擦副（F）由带外花键的摩擦片（F-1）与带内花键的对偶片（F-2）组成；离合端摩擦副总成（3）的摩擦片（F-1）和离合端壳体（1）连接，离合端摩擦副总成（3）的对偶片（F-2）和离合轴花键部（2-2）连接；制动端摩擦副总成（6）的摩擦片（F-1）和制动端壳体（8）连接，制动端摩擦副总成（6）的对偶片（F-2）和制动轴花键部（7-2）连接。
4.根据权利要求2或3所述的组合式制动离合器，其特征在于：在离合轴（2）的轴孔（2a）的孔壁上设有第一油槽（2b）；所述离合轴（2）内设有至少四组第一冷却油道，每组第一冷却油道包括第一冷却主油孔（2d）和与第一冷却主油孔（2d）连接的若干条径向的冷却支油孔（2e），冷却支油孔的出油口均位于离合轴花键部（2-2）键根部的相应位置处，所有第一冷却主油孔（2d）的进油口均和第一油槽（2b）相连。
5.根据权利要求2或3所述的组合式制动离合器，其特征在于：在制动轴（7）的轴孔（7a）的孔壁上设有第二油槽（7b）；所述制动轴（7）内设有至少二组第二冷却油道，每组第二冷却油道包括第二冷却主油孔（7d）和与第二冷却主油孔（7d）连接的若干条径向的冷却分油孔（7e），冷却分油孔（7e）的出油口均位于制动轴花键部（2-2）的键根部的相应位置处，所有第二冷却主油孔（7d）的进油口和第二油槽（7b）相连。
6.根据权利要求1所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述制动轴（7）的轴孔（7a）的孔口处具有和离合轴轴体部（2-3）相匹配的扩孔（7a-1），离合轴轴体部（2-3）插入制动轴轴体部（7-3）的扩孔（7a-1）中。
7.根据权利要求6所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述制动轴轴体部（7-3）的扩孔（7a-1）的内壁上设有环形凹槽（7f），环形凹槽（7f）中嵌有矩形密封圈（11）。
8.根据权利要求1所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述活塞（5）与离合轴轴体部（2-3）的接触面上设有第一环形凹槽（5a)，第一环形凹槽（5a）中嵌有第一密封圈（9）。
9.根据权利要求1所述的组合式制动离合器，其特征在于：所述活塞（5）与制动轴轴体部（7-3）的接触面上设有第二环形凹槽（5b），第二环形凹槽（5b）中嵌有第二密封圈（10）。
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