CN103363043B - 一种带传动弹性张紧装置 - Google Patents

Abstract

在带传动的张紧技术领域中，提供一种带传动弹性张紧装置，包括辊轮、主轴、平面涡卷弹簧、止动板、蜗杆、蜗轮、轴承、密封圈、闭合式筒体、支撑架、辊轮轴、支撑臂、限位销轴、限位槽、张力显示盘。当带和/或链条出现收缩和/或膨胀(松弛)时，平面涡卷弹簧会自动卷紧或释放，通过辊轮的同步动作，从而抵消带出现松紧时预紧力的变化。

Description

一种带传动弹性张紧装置

技术领域

本发明涉及动力机械的带传动张紧技术领域。特别涉及一种带传动弹性张紧装置。尤其是油田采油机、矿山、起重运输、发电厂、码头输送机等动力机械领域的带传动张紧装置。

背景技术

在动力机械运行过程中，带传动使用的带，其经过一段时间使用后会发生松弛和脱落现象，频繁更换带直接影响了使用效率和提高了生产成本。

目前，调节带和/或链条松紧度所采用的措施是：其一是人工张紧方法，主要靠人员定时巡视和人工调整电机的位置来调整带和/或链条的松紧度；其二是配重张紧装置，此装置主要由配重轮、张紧轮等组成。当带和/或链条松弛时，在配重轮的作用下，张紧轮向带和/或链条产生向下压力，并随着负荷变化而随动，使带和/或链条始终处于拉紧状态；其三是液压张紧装置，此装置主要由供压系统、液压油缸、调整座等组成。在带和/或链条松弛或张紧时，通过供压系统控制油缸，使其液压油缸拉出或收回，达到带和/或链条张紧的目的；其四是智能张紧装置，此装置主要由张紧轮、减速电机、控制箱及传感器等组成。当带和/或链条松弛或张紧时，通过控制箱指挥减速电机运行，使张紧轮抬高或降低，达到带和/或链条张紧的目的；其五是顶丝张紧装置，此装置主要由顶丝、顶丝座等组成。通过改变电机在安装座上的位置，进而改变主动轮的位置，实现带和/或链条松紧度的调整。

上述几种方法和/或张紧装置，由于方法和/或结构的局限性，在一定程度上影响了动力机械的使用效率。其一是现场人员更换时耗时费力，特别是在天气恶劣的情况下更加困难，且张紧力不能任意调整；其二是张紧装置的张紧效果差，影响了动力机械的传动效率；其三是液压张紧装置和/或智能张紧装置结构复杂、故障率高且维护费用高等，实际应用受到了一些限制。

中国专利数据库中公布了一种“抽油机皮带自动张紧装置”实用新型专利说明书，其专利号：ZL200820017896.4，公开号：CN201166100Y，申请日：2008年2月4日，授权公告日：2008年12月17日。该张紧装置特征是：包括支架1、横杆2、斜杆3、配重轮4、轮轴5、张紧轮6、铰链7、固定孔8、固定螺栓9、固定座10；其特征在于，所述的抽油机皮带自动张紧装置的支架1上部设有固定孔8，固定螺栓9通过固定孔8将固定座10固定，有横杆2与斜杆3固定连接组成的随动架，随动架通过铰链7与固定座10联接，横杆2右端头固定有分体配重轮4，斜杆3右端头轮轴5上装有轴承和张紧轮6.本实用新型结构简单，安装方便，使用寿命长，应用范围广，可随着抽油机负荷变化而随动，使抽油机皮带处于张紧状态，抽油机皮带传动效率高、节约能源，提高油井生产时率，增加原油产量。但该张紧装置张紧效果差，影响了抽油机的传动效率。

中国专利数据库中公布了一种“抽油机皮带张紧装置”实用新型专利说明书，其专利号：ZL201020162828.4，公开号：CN201687440U，申请日：2010年4月16日，授权公告日：2010年12月29日。该张紧装置特征是：包括供压系统、油缸、底座、调整座，油缸固定在底座上，供压系统与油缸相连并对其提供液压油，调整座固定在油缸的缸杆端部，调整座上设有安装电机的安装孔。本实用新型的好处是提高了工作效率，降低了生产成本，无需更换皮带，延长了皮带的使用寿命。但该张紧装置结构复杂、故障率高且维护费用高等，实际应用受到了一些限制。

中国专利数据库中公布了一种“抽油机智能皮带涨紧装置”实用新型专利说明书，其专利号：ZL200620123238.4，公开号：CN200943680Y，申请日：2006年8月1日，授权公告日：2007年9月5日。该张紧装置特征是：机械涨紧单元由涨紧轮2、涨紧轮支撑座3、支撑轮支架9、弹簧拉杆支架10、支撑座11、支撑轴20、弹簧拉杆支架21、拉杆18、丝杠18、万向节13组成，电动机7与万向节13之间通过连接轴17、连接套16相联接；所述传感单元由线阵式固定光电传感器阵列和该阵列中滑动的挡片组成，所述传感器阵列安装在弹簧拉杆支架10上，挡片安装在支撑轮支架9的底端，中央控制单元由微处理器构成，所述电动机控制单元发出正、反信号。该装置能够实现对抽油机皮带的涨紧力进行智能化调整。但该张紧装置结构复杂、故障率高且维护费用高等，实际应用受到了一些限制。

中国专利数据库中公布了一种“链传动张紧装置”发明专利说明书，其专利申请号：200910192966.9，授权公告号：CN101672352B，申请日：2009年9月30日，授权公告日：2011年5月11日。该张紧装置特征是：用于链传动中对链条进行张紧与调节，所述链传动张紧装置包括：张紧链轮、支撑轴、调节板、调节螺栓、调整块以及弹簧，所述调节板上开设有一纵向长槽、与所述纵向长槽连通的调节孔；所述调整块安装于所述纵向长槽内且与所述调节板滑动连接，所述支撑轴顶端穿过所述张紧链轮且与所述张紧链轮枢接，所述支撑轴末端安装于所述纵向长槽内且与所述调节板滑动连接；所述弹簧的一端抵于所述调整块上，另一端抵于所述支撑轴的一侧上，所述调节螺栓穿过所述调节孔且抵于所述支撑轴的另一侧。本发明所述链传动张紧装置不但结构简单、加工容易，且具有自动适用功能、平稳可靠、操作方便、易于调节，适应范围广。但该张紧装置预紧力小，且需人工调整。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，为提高传动效率而提供一种带传动弹性张紧装置。

一种带传动弹性张紧装置的作用是：其一是保证带和/或链条具有足够的预紧力，以满足传动效率不变的要求；其二是满足带和/或链条松弛的限制条件；其三是满足带和/或链条传动时预紧力引起的弹性伸长要求的拉紧行程；其四是补偿带和/或链条的永久伸长等。

本发明提供一种带传动弹性张紧装置，包括辊轮、主轴、平面涡卷弹簧、止动板、蜗杆、蜗轮、轴承、密封圈、闭合式筒体、支撑架、辊轮轴、支撑臂、限位销轴、限位槽、张力显示盘，其中，

所述辊轮通过所述辊轮轴、所述支撑臂与闭合式筒体固定连接，所述辊轮与带或/链条处于接触状态，并与带或/链条同步运动；

所述支撑架由左支撑板、右支撑板、安装底板组成；

所述闭合式筒体由左侧板、右侧板、外筒组成，所述闭合式筒体支撑在主轴上，并用轴承等支撑在支撑架上；

所述止动板固定在所述闭合式筒体的内壁上；

所述主轴通过轴承和密封圈支撑在闭合式筒体两端的左侧板和右侧板上，主轴两端分别与位于支撑架两侧的左支撑板和右支撑板及右支撑板的上蜗轮固定连接；所述蜗轮与蜗杆通过螺纹连接；

所述平面涡卷弹簧安装在所述闭合式筒体内，所述平面涡卷弹簧的内端弯钩与所述主轴上的沟槽固定连接，所述平面涡卷弹簧的外端弯钩与所述止动板固定连接；

在所述支撑架上设置限位销轴、限位槽和张力显示盘，以控制辊轮运动。

进一步地，所述一种带传动弹性张紧装置还包括链轮和链条的传动结构形式。

进一步地，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧和/或恒扭矩平面涡卷弹簧。

进一步地，所述平面涡卷弹簧数量为一个或多个。

进一步地，所述辊轮的加载通过蜗杆与蜗轮作螺旋运动而驱使平面涡卷弹簧卷紧而产生扭矩完成。

进一步地，所述辊轮的卸载通过蜗杆与蜗轮作反向螺旋运动而使平面涡卷弹簧释放而完成。

进一步地，所述链条的加载通过蜗杆与蜗轮作螺旋运动而驱使平面涡卷弹簧卷紧而产生扭矩完成。

进一步地，所述链条的卸载通过蜗杆与蜗轮作反向螺旋运动而使平面涡卷弹簧7释放而完成。

进一步地，所述蜗杆与蜗轮具有反向自锁功能。

进一步地，所述蜗轮设有与主轴连接采用花键配合连接的花键孔，所述主轴花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

进一步地，所述支撑臂与主轴的连接采用花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

进一步地，所述链轮与主轴的连接采用花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

一种带传动弹性张紧装置100的实施例一的辊轮1与带200始终处于接触状态，与带200同步旋转。当环境温度下降时，带200遇冷收缩时，和/或当环境温度上升时，带200遇热膨胀时和/或长时间运行后，带200松弛时，辊轮1的负载通过蜗轮12和主轴3传递到平面涡卷弹簧7，使其形成扭矩的变形。当带200出现收缩和/或膨胀(松弛)时，平面涡卷弹簧7会卷紧或释放，通过辊轮1同步动作，从而抵消带200出现松紧时预紧力的变化。一种带(链)传动弹性张紧装置100能确保将带200的松紧度控制在最佳范围内，提高传动效率和防止带200打滑，延长带200的使用寿命。

一种带传动弹性张紧装置100实施例二的连接件25、链条24与电机200的底座连接，电机200安装在滑轨内。通过一种带传动弹性张紧装置100的平面涡卷弹簧7的卷紧和释放，从而改变电机200在滑轨内的安装位置，确保带和或链条的松紧度的控制在最佳范围内，提高传动效率和防止带打滑，延长带的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1A为本发明实施例一的结构示意图；

图1B为本发明实施例一的侧视图；

图1C为图1A和图2A的局部剖视放大图；

图2A为本发明实施例二的结构示意图；

图2B本发明实施例二的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明。

实施例一

如图1A、图1B、图1C所示，本发明提供的一种带传动弹性张紧装置100，包括辊轮1、左侧板2、主轴3、左支撑板4、安装底板5、右侧板6、平面涡卷弹簧7、止动板10、蜗杆11、蜗轮12、轴承13、密封圈14、右支撑板15、闭合式筒体16、支撑架17、辊轮轴18、支撑臂19、限位销轴20、限位槽21、张力显示盘22、指针23等组成。

左侧板2和右侧板6与外筒组成闭合式筒体16；左支撑板4和右支撑板15与安装底板5组合成支撑架17。闭合式筒体16安装在支撑架17上，闭合式筒体16内壁固定有止动板10。主轴3通过轴承13和密封圈14支撑在闭合式筒体16两端的左侧板2和右侧板6上，主轴3两端分别与位于支撑架17两侧的左支撑板4和右支撑板15及右支撑板15的上蜗轮12固定连接。

作为弹性元件的平面涡卷弹簧7安装在所述闭合式筒体16内，平面涡卷弹簧7的内端弯钩8与主轴3上的沟槽固定连接，平面涡卷弹簧7的外端弯钩9与止动板10固定连接。

辊轮1通过辊轮轴18、支撑臂19与闭合式筒体16固定连接。

使用时，将带200与本发明的一种带传动弹性张紧装置100的辊轮1连接，采用一种专用扳手套在蜗杆11的左端上，通过蜗杆11与涡轮12作螺旋运动，使蜗轮12带动主轴3，迫使平面涡卷弹簧7卷紧而产生扭矩，进而通过支撑臂19使辊轮1向上运动，使带200与辊轮1紧密接触，与带200作同步运动。当带200长时间运行磨耗后会出现松弛现象其张力降低，此时辊轮1向上运动，再次使平面涡卷弹簧7卷紧，从而增大带200的预紧力和加大行程，确保带200与辊轮1紧密接触，与带200作同步运动。

当带200与辊轮1紧密接触时，此时指针23随着主轴3的转动指向张力显示盘22规定的初始张力时，停止蜗杆11与蜗轮12的螺旋运动。此时蜗杆11与蜗轮12实现反向自锁，其反向自锁性可确保辊轮1向上运动，起着安全保护作用。

限位销轴20在限位槽21内运行，确保将最大预紧力和最大行程控制在一定范围内，暨将辊轮1的运动控制在一定范围内。

由于蜗杆11和蜗轮12具有传动效率大，结构紧凑，较好地解决了平面涡卷弹簧7的加载和卸载功能。

当带200达到使用寿命极限时而更换皮带时，采用一种专用扳手套在蜗杆11的左端上，通过蜗杆11与涡轮12作反向螺旋运动，使平面涡卷弹簧7的扭矩得以释放。此时的辊轮1降至最低点与带200松开，即可快速方便地拆除旧带200而更换新带200。

对于上述实施方式，其中的止动板10优选为弧形板。

对于上述实施方式，其中带200可改为链传动的链条。

作为优选实施例，平面涡卷弹簧7为变扭矩平面涡卷弹簧，当然，根据不同的需要，平面涡卷弹簧7可以为一个或多个。

实施例二

如图2A、2B和1C所示，本发明提供的一种带传动弹性张紧装置100，包括链轮26、左侧板2、主轴3、左支撑板4、安装底板5、右侧板6、平面涡卷弹簧7、止动板10、蜗杆11、蜗轮12、轴承13、密封圈14、右支撑板15、闭合式筒体16、支撑架17、限位销轴20、限位槽21、张力显示盘22、指针23、链条24、连接件25等组成。

实施例二与实施例一不同之处在于采用一种链轮26、链条24及连接件25的结构，其主体结构与实施例一相同。

使用时，将电机200与本发明的一种带传动弹性张紧装置100的连接件25和链条24连接，采用一种专用扳手套在蜗杆11的左端上，通过蜗杆11与涡轮12作螺旋运动，使蜗轮12带动主轴3，迫使平面涡卷弹簧7卷紧而产生扭矩，进而通过链轮26、链条24和连接件25运动，使电机200与作同步运动。当电机200长时间运行，带传动的带和/或链传动的链条磨耗后会出现松弛现象其预紧力降低，此时链条24向前运动，再次使平面涡卷弹簧7卷紧，从而增大传动的带和/或链传动的链条的预紧力和加大行程，确保电机200与链条24处于拉直状态，与电机200作同步运动。

本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

1、具有加载和卸载功能，且使用时占用空间位置小，能适应各种情况下安装使用。

2、采用了一种高性能的平面涡卷弹簧7，真正做到免维护，使用寿命大于10年以上，节约了维护成本和采购成本。

3、由于采用了一种高性能的平面涡卷弹簧7，带传动的带和/或链传动的链条张紧实现全自动调节、延长使用寿命。

4、尤其是在油田采油机中能增加冲次，提高了采油产量。

5、所选平面涡卷弹簧品种单一，可组合使用，以适应各种预紧力的不同需求，便于自动化、流水线生产。

上述仅为本发明的较佳实施例，当然，根据实际需要和进一步的探索还可以有其它实施方式。但是，应该明确的是，基于类似上述的或者其它没有表述出的具有相同构思的实施方式的变换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带传动弹性张紧装置，其特征在于，包括辊轮、主轴、平面涡卷弹簧、止动板、蜗杆、蜗轮、轴承、密封圈、闭合式筒体、支撑架、辊轮轴、支撑臂、限位销轴、限位槽、张力显示盘，其中，

所述辊轮通过所述辊轮轴、所述支撑臂与闭合式筒体固定连接，所述辊轮与带处于接触状态，并与带同步旋转；

所述支撑架由左支撑板、右支撑板、安装底板组成；

所述闭合式筒体由左侧板、右侧板、外筒组成；

所述止动板固定在所述闭合式筒体的内壁上；

所述主轴通过轴承和密封圈支撑在闭合式筒体两端的左侧板和右侧板上，主轴两端分别与位于支撑架两侧的左支撑板和右支撑板及右支撑板的上蜗轮固定连接；所述蜗轮与蜗杆通过螺纹连接，所述蜗杆与蜗轮具有反向自锁功能；

所述平面涡卷弹簧安装在所述闭合式筒体内，所述平面涡卷弹簧的内端弯钩与所述主轴上的沟槽固定连接，所述平面涡卷弹簧的外端弯钩与所述止动板固定连接，所述平面涡卷弹簧数量为一个或多个；

在所述支撑架上设置限位销轴、限位槽和张力显示盘，以控制辊轮在控制的范围内运动。

2.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，还包括链轮和链条的传动结构形式。

3.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述平面涡卷弹簧为变扭矩平面涡卷弹簧和/或恒扭矩平面涡卷弹簧。

4.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述辊轮的加载通过蜗杆与蜗轮作螺旋运动而驱使平面涡卷弹簧卷紧而产生扭矩完成。

5.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述辊轮的卸载通过蜗杆与蜗轮作反向螺旋运动而使平面涡卷弹簧释放而完成。

6.根据权利要求2所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述链条的加载通过蜗杆与蜗轮作螺旋运动而驱使平面涡卷弹簧卷紧而产生扭矩完成。

7.根据权利要求2所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述链条的卸载通过蜗杆与蜗轮作反向螺旋运动而使平面涡卷弹簧释放而完成。

8.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述蜗轮与主轴连接采用花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

9.根据权利要求1所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述闭合式筒体与主轴的连接采用花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。

10.根据权利要求2所述的带传动弹性张紧装置，其特征在于，所述链轮与主轴的连接采用花键配合连接的花键孔，所述花键的断面形状为凸缘式或凹槽式。