CN103851151B - 矿用车电磁馈能减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿车用电磁馈能减振器，其是在传统双筒式油气减振器的基础上进行了改良，在液压减振器缸体的外侧设置有具有丝杠螺纹副的主传动轴，并在主传动轴的外侧设置有与之相配合的滚珠丝杠外壳。本发明将液压减振器的振动带动主传动轴转动，通过离合器齿轮传动增速并将振动引起的双向无关联转动拆分为两组无干涉的单向转动，最后整合转动，增强转动连续性、平稳性，利用连续单向转动的转子切割磁感线发电，提高了振动能量的转化效率，又能解决了发电机机损耗严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振器，特别涉及一种矿车用电磁馈能减振器。
背景技术
目前电磁馈能式悬架主要应用在部分中小型汽车，起到减振和回收能量的作用。而相比于汽车来说，由于承载量的巨大差异，使得电馈能式悬架无法单独承担重型矿用车的减振，因此在矿用车上应用较少。但矿用车恶劣的工况、转向等操作会导致簧载质量与非簧载质量之间产生频繁、剧烈的相对运动，由振动引起的机械能耗散更为严重，如果利用电磁馈能装置将这些能量加以回收利用，其节能效果必然优于中小型汽车。
有鉴于此，本发明的目的是将电馈能式悬架应用到矿用车上，起到能量回收的作用。同时为兼顾减振与吸能两方面良好特性，本发明将改良滚珠丝杆式电馈能悬架，与液压减振器的对心复合，实现减振与吸能的主体部分完善；设计传动结构，将输出能量有效的转化为电能。
发明内容
本发明的目的是是克服目前不定向转动对发电机等零件的损伤问题，而提供一种矿车用电磁馈能减振器。本发明实现了电磁馈能装置与液压减振器的对心复合，将振动高效的转化为电能。
本发明是在传统双筒式油气减振器的基础上进行了改良，在液压减振器缸体的外侧设置有具有丝杠螺纹副的主传动轴，并在主传动轴的外侧设置有与之相配合的滚珠丝杠外壳。主传动轴与下耳室通过一对轴承组进行连接，主传动轴位于下耳室中的部分通过花键与离合器齿轮组连接，其中，正向离合器齿轮直接与输出齿轮组进行啮合，反向离合器齿轮通过换向惰轮与输出齿轮组连接，输出齿轮组通过花键与锥齿轮轴进行连接；锥齿轮轴通过轴承与下耳室连接，锥齿轮轴上连接有内置离合器，内置离合器与换向锥齿轮组进行啮合。活塞杆位于液压减振器缸体中；主传动轴具有大轴用弹性挡圈槽、花键、下固定面、上固定面和滚珠丝杠，为避免因转动产生的附加扭矩，轴承组分别与上固定面和下固定面接触，支撑架支撑轴承组，支撑架和轴承组限制主传动轴的相对轴向运动。离合器齿轮组两端用两弹性挡圈固定，支撑板外侧面靠紧下耳室内壁，下部抵在耳室底板上；离合器齿轮组通过花键实现运动传递，离合器齿轮组以轴肩和轴用弹性挡圈固定其轴向移动。锥齿轮轴位于离合器齿轮组的右侧，并且正向离合器齿轮与正输出齿轮啮合，换向惰轮以外径轴枢接，同时为方便布置换向惰轮，主传动轴上的正向离合器齿轮的直径大于反向离合器齿轮，正输出齿轮的直径大于反输出齿轮，使得反向离合器齿轮和反输出齿轮分离，分别与换向惰轮啮合，三者在空间中呈三角形布置；换向惰轮为齿轮轴，齿轮轴的两端用滑动轴承固定在下耳室上；锥齿轮轴两端以滑动轴承固定在下耳室，锥齿轮轴通过平键与输出齿轮组连接，输出齿轮组以小轴用弹性挡圈和定位轴环轴向固定，其中反输出齿轮下方用定位轴环固定，正输出齿轮上方用小轴用弹性挡圈固定，两输出齿轮间用轴用固定挡圈分开，正输出齿轮以内径轴枢接，锥齿轮组的输出轴与发电机转子相连。
本发明将液压减振器的振动带动主传动轴转动，通过离合器齿轮传动增速并将振动引起的双向无关联转动拆分为两组无干涉的单向转动，最后整合转动，增强转动连续性、平稳性，利用连续单向转动的转子切割磁感线发电，既能提高振动能量的转化效率，又能解决发电机机损耗严重的问题。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明立体分解示意图。
图3为本发明的主传动轴立体示意图。
图4为本发明的传动机构原理示意图。
图5为本发明的传动机构中运动整合装置立体示意图。
图6为本发明的传动机构中运动整合装置立体分解示意图。
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明是在传统双筒式油气减振器的基础上进行了改良，在液压减振器缸体12的外侧设置有具有丝杠螺纹副的主传动轴6，并在主传动轴6的外侧设置有与之相配合的滚珠丝杠外壳11。
主传动轴6与下耳室1通过一对轴承组10进行连接，主传动轴6位于下耳室1中的部分通过花键61与离合器齿轮组9连接，其中，正向离合器齿轮90直接与输出齿轮组5进行啮合，反向离合器齿轮92通过换向惰轮13与输出齿轮组5连接，输出齿轮组5通过花键与锥齿轮轴4进行连接；锥齿轮轴4通过轴承与下耳室1连接，锥齿轮轴4上连接有内置离合器43，内置离合器43与换向锥齿轮组3进行啮合。活塞杆8位于液压减振器缸体12中；主传动轴6具有大轴用弹性挡圈槽60、花键61、下固定面63、上固定面64和滚珠丝杠65，为避免因转动产生的附加扭矩，轴承组10分别与上固定面64和下固定面63接触，支撑架2支撑轴承组10，支撑架2和轴承组10限制主传动轴6的相对轴向运动。离合器齿轮组9两端用两弹性挡圈7固定，支撑板2外侧面靠紧下耳室1内壁，下部抵在耳室1底板上；离合器齿轮组9通过花键61实现运动传递，离合器齿轮组9以轴肩62和轴用弹性挡圈7固定其轴向移动。锥齿轮轴4位于离合器齿轮组9的右侧，并且正向离合器齿轮90与正输出齿轮51啮合，换向惰轮13以外径轴44枢接，同时为方便布置换向惰轮13，主传动轴6上的正向离合器齿轮90的直径大于反向离合器齿轮92，正输出齿轮50的直径大于反输出齿轮52，使得反向离合器齿轮92和反输出齿轮52分离，分别与换向惰轮13啮合，三者在空间中呈三角形布置；换向惰轮13为齿轮轴，齿轮轴的两端用滑动轴承固定在下耳室1上；锥齿轮轴4两端以滑动轴承固定在下耳室1，锥齿轮轴4通过平键与输出齿轮组5连接，输出齿轮组5以小轴用弹性挡圈40和定位轴环51轴向固定，其中反输出齿轮52下方用定位轴环51固定，正输出齿轮50上方用小轴用弹性挡圈40固定，两输出齿轮间用轴用固定挡圈51分开，正输出齿轮50以内径轴41枢接，锥齿轮组3的输出轴与发电机14转子相连。
本发明的新电磁馈能原理为：
所述的主传动轴6在矿用车行驶过程中，液压减振器振动带动滚珠丝杠65转动，为避免因转动产生的附加扭矩，轴承组10分别与上固定面64、下固定面63接触，利用支撑架2支撑轴承组10，限制主传动轴6的相对轴向运动。
本发明的对心复合方式为：
所述的液压减振器安装在主传动轴6内，液压减振器最大行程大于滚珠丝杠65装置最大行程，即复合后自身不发生干涉碰撞。由于实际工况中振动冲击主要来自于车轮、车架部分（非簧载质量），所以将主传动轴6与上车体相连，同时结合实际工况合理设定滚珠丝杠65的螺距，可缩短反应时间，使得液压减振器承受大部分载荷冲击，保证液压减振器减振性能和电磁馈能装置效果。
本发明的运动传递方式为：
滚珠丝杠65将减振器振动转化为主传动轴6转动，通过花键61将转动传递给离合器齿轮组9，离合器齿轮组9两端用两弹性挡圈7固定，转动输入后，正向离合器齿轮90、反向离合器齿轮92与换向惰轮13将双向转动拆分，并分别与正输出齿轮50和反输出齿轮52构成增速机构，将单向转动传递至锥齿轮轴4；
输出齿轮组5用定位轴环42和小轴用弹性挡圈40固定，通过键连接将拆分转动传递至内径轴41，经过内置离合器43将单向转动进一步整合，增强外径轴单向转动的平稳性，换向锥齿轮组3直接连接发电机转子，转子单向转动发电，实现将振动能量有效的转化为电能。
本发明的工作原理：
实际行驶过程中，液压减振器减振时上下振动，由于液压减振器与电磁馈能结构对心复合，因此振动可经滚珠丝杠65后带动主传动轴6整体转动，在主传动轴6上通过花键61与离合器出轮组9相连接，通过离合器齿轮组9中的正反两离合器将不定向转动拆分，正向离合器齿轮90直接与输出齿轮组5进行啮合，可将主传动轴6中某方向转动输出，反向离合器齿轮92通过换向惰轮13换向后，与输出齿轮组5连接，将主传动轴6的另一方向转动，至此，通过离合器齿轮组9和换向惰轮13的运动传递，将主传动轴6的不定向转动拆分整合为单向连续转动并放大，实现转动整合输出。输出齿轮组5通过花键与锥齿轮轴4进行连接，并用内离合器43增强转动的平稳性、连续性，然后齿轮轴4的转动经换向锥齿轮组3输出，直接带动发电机转子转动切割磁感线，将振动能量最终转化为电能回收利用。
Claims (1)
1.一种矿车用电磁馈能减振器，其特征在于：是在液压减振器缸体（12）的外侧设置有具有丝杠螺纹副的主传动轴（6），并在主传动轴（6）的外侧设置有与之相配合的滚珠丝杠外壳（11）；所述的主传动轴（6）与下耳室（1）通过一对轴承组（10）进行连接，主传动轴（6）位于下耳室（1）中的部分通过花键（61）与离合器齿轮组（9）连接，其中，正向离合器齿轮（90）直接与输出齿轮组（5）进行啮合，反向离合器齿轮（92）通过换向惰轮（13）与输出齿轮组（5）连接，输出齿轮组（5）通过花键与锥齿轮轴（4）进行连接；锥齿轮轴（4）通过轴承与下耳室（1）连接，锥齿轮轴（4）上连接有内置离合器（43），内置离合器（43）与换向锥齿轮组（3）进行啮合；活塞杆（8）位于液压减振器缸体（12）中；主传动轴（6）具有大轴用弹性挡圈槽（60）、花键（61）、下固定面（63）、上固定面（64）和滚珠丝杠（65），轴承组（10）分别与上固定面（64）和下固定面（63）接触，支撑架（2）支撑轴承组（10），支撑架（2）和轴承组（10）限制主传动轴（6）的相对轴向运动；离合器齿轮组（9）两端用两轴用弹性挡圈（7）固定，支撑架（2）外侧面靠紧下耳室（1）内壁，下部抵在耳室（1）底板上；离合器齿轮组（9）通过花键（61）实现运动传递，离合器齿轮组（9）以轴肩（62）和轴用弹性挡圈（7）固定其轴向移动；锥齿轮轴（4）位于离合器齿轮组（9）的右侧，并且正向离合器齿轮（90）与正输出齿轮（50）啮合，换向惰轮（13）以外径轴（44）枢接，同时为方便布置换向惰轮（13），主传动轴（6）上的正向离合器齿轮（90）的直径大于反向离合器齿轮（92），正输出齿轮（50）的直径大于反输出齿轮（52），使得反向离合器齿轮（92）和反输出齿轮（52）分离，分别与换向惰轮（13）啮合，三者在空间中呈三角形布置；换向惰轮（13）为齿轮轴，齿轮轴的两端用滑动轴承固定在下耳室（1）上；锥齿轮轴（4）两端以滑动轴承固定在下耳室（1），锥齿轮轴（4）通过平键与输出齿轮组（5）连接，输出齿轮组（5）以小轴用弹性挡圈（40）和定位轴环（51）轴向固定，其中反输出齿轮（52）下方用定位轴环（51）固定，正输出齿轮（50）下方用小轴用弹性挡圈（40）固定，两输出齿轮间用定位轴环（51）分开，正输出齿轮（50）以内径轴（41）枢接，锥齿轮组（3）的输出轴与发电机（14）转子相连。
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