CN107139015B - 周向传动阈值可调式过载保护装置 - Google Patents

Abstract

一种周向传动阈值可调式过载保护装置，其上的圆柱滑块(1)前端有半球体(11)、圆柱滑块(1)上有凸板(12)，滑块(3)底部、压缩弹簧(2)置于圆柱滑块(1)内；从动轴套(10)内有凹槽(101)，从动轴套(10)套在主动轴(9)外壁上，当系统处于正常工作时，内六角螺钉(8)压紧梯形块(7)，梯形块(7)压紧两侧楔形块(6)，楔形块(6)压紧弹簧(5)；主动轴9内的圆柱滑块(1)前端的半球体(11)在弹簧(5)的作用下被顶入从动轴套(10)内的凹槽(101)内并保证两者能紧密接触，此时主动轴能可靠的带动从动轴套转动。本发明提供的过载保护装置，安全可靠，且可调节周向传动阈值，以满足系统在不同工况下的要求，可实现在多方向、多场景的应用。

Description

周向传动阈值可调式过载保护装置

技术领域

本发明涉及一种过载保护装置，特别是一种周向传动阈值可调式过载保护装置。

背景技术

在工程机械领域，传动轴是一种十分常见的零部件，如在汽车行业和机床行业中就有诸多应用。一般而言，在汽车的行驶过程中，汽车动力从动力源输出，经过一系列的传动轴传递，最终才输出给车轮。在数控机床的转塔刀架内部，电机输出的力矩也要通过传动轴等零部件才能最终传递给刀盘或动力刀具。在这些用到传动轴的领域，既要保证系统正常工作时，力矩的传递能稳定可靠，也要考虑当系统出现过载等异常情况时，力矩的传递能中断，避免系统被破坏。如数控机床在实际工作时，往往会因为人为操作不当、编码错误等其他原因，造成机床撞车、切削负载过大等情况，造成刀架电机或齿轮传动系发生损坏，甚至出现严重的安全事故。安全稳定是各类机械设备在设计和制造中应当予以着重考虑的前提条件。

发明内容

发明目的：本发明提供一种周向传动阈值可调式过载保护装置，当传递的载荷在允许的范围内，该装置能使系统稳定传递力矩确保正常工作要求；当传递的载荷超过预定的载荷传动阈值时，传递的载荷能中断从而保护刀架系统的零部件；当异常故障排除后，能通过简单的操作实现装置的复位，恢复系统正常工作。

发明内容：一种周向传动阈值可调式过载保护装置，包括圆柱滑块、滑块、压缩弹簧、球头螺钉、调节弹簧、楔形块、梯形块、内六角圆柱螺栓、主动轴、从动轴套；

主动轴与从动轴套的轴向中心轴线相同，且从动轴套的一端套在主动轴外壁上；主动轴上设有一径向通孔，从动轴套圆周上设有可与径向通孔两端连通的凹槽。

主动轴径向圆柱通孔中间位置设有楔形块，主动轴上设有与径向圆柱通孔轴向中心轴线相垂直的螺栓孔，螺栓孔一端与主动轴上的径向圆柱通孔连通，另一端连通一与主动轴外部连通的光孔，该光孔直径大于螺栓头部最大直径；该螺栓孔中心轴线与主动轴的轴向中心轴线相重合，螺栓孔内设有螺栓，螺栓底部顶住楔形块；楔形块两侧分别设有梯形块，梯形块的斜边与楔形块的两侧边紧密贴合；两梯形块外侧设有调节弹簧，调节弹簧外侧为圆柱滑块；圆柱滑块前端为半球体，通过调节弹簧可将圆柱滑块前端的半球体顶出主动轴的径向圆柱通孔，使半球体与从动轴套的凹槽紧密贴合；圆柱滑块外壁有凸板，圆柱滑块外壁凸板靠近调节弹簧的一侧设有径向通孔，径向通孔内设有压缩弹簧，压缩弹簧两端与主动轴径向圆柱通孔孔壁之间设有滑块，滑块一端伸入圆柱滑块径向通孔，另一端通过压缩弹簧的作用将其压紧在孔壁上。

主动轴上还开设有与其径向圆柱通孔连通的螺纹孔，球头螺钉可旋入螺纹孔内，螺纹孔一端与径向圆柱通孔连通另一端与一直径大于球头螺钉头部最大直径圆柱形通孔连通，该光孔一端连通螺纹孔，一端贯穿主动轴连接主动轴外部。当调节弹簧被压缩到一定位置时，球头螺钉的末端可以卡在凸板与滑块组成的凹槽内。

工作原理：

压缩弹簧、圆柱滑块、压缩弹簧、滑块、球头螺钉构成保护装置的离合机构，当系统处于正常工作时，主动轴内的圆柱滑块前端的半球体在调节弹簧的作用下顶入从动轴套内的凹槽内并保证两者能紧密接触，此时主动轴能可靠的带动从动轴套转动。当系统过载时，圆柱滑块的前端半球体将从从动轴套的凹槽中退出，滑块将向中间移动，此时压缩弹簧在滑块的作用下将被压缩；待圆柱滑块的前端半球体从动侧轴套的凹槽内完全退出时，球头螺钉将卡在圆柱滑块中的凸板与滑块组成的凹槽内，此时主动轴将处于空转状态，从而起到过载保护的作用。

在排除系统过载等其他故障后，周向传动阈值可调式过载保护装置的复位过程如下：通过转动球头螺钉，使其从圆柱滑块上凸板与滑块构成的凹槽中退出，在调节弹簧的作用下整个圆柱滑块和滑块及压缩弹簧将向外移动并将圆柱滑块的前端半球体顶入从动测轴套的凹槽内，最后再拧转球头螺钉使其接触圆柱滑块的外壁，即完成了该装置的复位。

该周向传动阈值可调式过载保护装置具有调节传动力矩阈值的特征，通过拧转内六角圆柱螺栓顶动楔形块的上移或下行，楔形块将推动梯形块向右或向左移动，从而改变调节弹簧的压缩量，进而影响圆柱滑块前端半球体顶在从动轴套凹槽内的压力，最终达到调整传动载荷阈值的效果。

有益效果：本发明是一种机械式的装置，具有设计巧妙、制造简易、优质实用、稳定可靠的特征，当系统处于正常状态时，该装置能有效传递力矩确保实际工作需要；当系统突发过载等故障时，该装置能及时切断力矩传递，从而保护系统内的零部件；另一个显著优点是该装置传动的力矩阈值可调，能满足装置在不同行业不同系统不同工况等复杂条件下的要求，可实现在多方向、多学科的应用

附图说明

图1是本发明的纵向示意剖视图；

图2是图1的轴向示意剖面图；

图3是本发明过载保护装置机构的爆炸视图；

图4是本发明正常传递力矩时的局部示意剖面图；

图5是本发明在系统处于故障时空转中断力矩传递的局部示意剖面图；

图6是本发明在进行装置复位时的局部示意剖面图。

图中：1-圆柱滑块，11-圆柱滑块前端的半球体，12-圆柱滑块上的凸板； 2-压缩弹簧；3-滑块；4-球头螺钉，5-调节弹簧，6-楔形块，7-梯形块，8- 内六角圆柱螺栓；9-主动轴；10-从动轴套；101-从动轴套凹槽。

具体实施方式

如图所示，一种周向传动阈值可调式过载保护装置，其从动轴套10套设在主动轴9上，主动轴9与从动轴套10中心轴线相同；主动轴9上开设有径向圆柱通孔，从动轴套10圆周上开设有能够与该径向圆柱通孔连通的径向凹槽101。

主动轴9圆柱径向通孔内从内到外依次设有楔形块6、梯形块7、调节弹簧5、圆柱滑块1；两块梯形块7的斜边与楔形块6两侧边紧密贴合，梯形块7上下两个平行面与主动 轴9上的径向通孔孔壁接触；两个调节弹簧5分别位于两块梯形块7的两侧，调节弹簧5的最大直径等于主动 轴9圆柱径向通孔的孔径；两个调节弹簧5两侧分别设有圆柱滑块1；圆柱滑块1末端为半球体11，圆柱滑块1 在调节弹簧5的作用下将半球体11顶入从动轴套10的凹槽101内。

圆柱滑块1径向设有两个关于其中心轴线对称的凸板12，两个凸板12末端与主动轴9的圆柱径向通孔贴紧；圆柱滑块1在凸板12与调节弹簧5之间开设有径向通孔，该径向通孔的轴向中心轴线与两凸板12所在径向相平行，且均位于主动轴9的径向横截面上；圆柱滑块1的径向通孔内设置有压缩弹簧2，压缩弹簧2两端设有滑块3，压缩弹簧2将滑块3压紧在主动轴9的圆柱径向通孔孔壁上；主动轴9上还设有螺纹孔，螺纹孔一端连通主动轴9圆柱径向通孔另一端连接一圆柱通孔，该圆柱通孔与主动轴圆周面外部连通；球头螺钉4可从主动轴 9外部旋入螺纹孔内，在调节 弹簧5压缩到一定位置时，球头螺钉4可以卡在凸板12与滑块3形成的凹槽内。螺纹孔中心轴线垂直于主动轴9圆柱径向通孔中心轴线且与圆柱滑块1上的通孔的中心轴线位于主动轴9的同一径向截面上。螺纹孔与球头螺钉4的数量与滑块3以及凸板12数量相同。

主动轴9靠近从动轴套10的一侧端面圆心处开设有一通孔，该通孔靠近端面的一部分为圆柱形光孔，另一部分为螺栓孔；内六角圆柱螺栓8可穿过该通孔的圆柱形光孔旋入螺栓孔内，内六角圆柱螺栓8底部抵住楔形块6。

如图4所示，当系统处于正常工作时，主动轴9内的圆柱滑块1前端的半球体11在调节弹簧5的作用下被顶入从动轴套10内的凹槽101内并保证两者能紧密接触，此时主动轴能可靠的带动从动轴套转动。

如图5所示，当系统过载时，圆柱滑块1的前端半球体11将从动轴套10 的凹槽101中退出，滑块3将向中间位置移动，当经过球头螺钉4时，此时压缩弹簧2在滑块3的作用下将被压缩；待圆柱滑块1的前端半球体11从动测轴套 10的凹槽101内完全退出时，球头螺钉4将卡在圆柱滑块1中的凸板12与滑块 3组成的凹槽内，此时主动轴9将处于空转状态，从而起到过载保护的作用。

如图6所示，在排除系统过载等其他故障后，通过转动球头螺钉4，使其从圆柱滑块1上凸板12与滑块3构成的凹槽中退出，在调节弹簧5的作用下整个圆柱滑块1和滑块3及压缩弹簧2将向右移动并将圆柱滑块1的前端半球体11 顶入从动测轴套10的凹槽101内，最后再拧转球头螺钉4使其接触圆柱滑块1 的外壁，即完成了该周向传动阈值可调式过载保护装置的复位。

该周向传动阈值可调式过载保护装置传动的力矩阈值可调，通过转动内六角圆柱螺栓8顶动梯形块7的上移或下行，梯形块7将推动楔形块6向右或向左移动，从而改变调节弹簧5的压缩状态，进而影响圆柱滑块1前端半球体11顶在从动轴套10凹槽101内的压力，最终达到调整传动力矩阈值的效果。

Claims (8)

1.一种周向传动阈值可调式过载保护装置，包括主动轴(9)、从动轴套(10)以及位于主动轴(9)径向通孔内部的圆柱滑块(1)、压缩弹簧(2)、滑块(3)、调节弹簧(5)、梯形块(7)；其特征在于：

从动轴套(10)的一端套在主动轴(9)的外壁上，从动轴套(10)内侧圆周上开设有与主动轴(9)径向通孔相连通的凹槽(101)；

梯形块(7)置于主动轴(9)内的径向通孔，其两侧设有调节弹簧(5)，两侧调节弹簧(5)外侧设有圆柱滑块(1)；

圆柱滑块(1)前端为与圆柱滑块(1)一体成型的半球体(11)，圆柱滑块(1)可将半球体(11)顶入凹槽(101)；圆柱滑块(1)外壁设有凸板(12)，圆柱滑块(1)在凸板(12)与调节弹簧(5)之间设有通孔，压缩弹簧(2)置于所述通孔内，压缩弹簧(2)两端与主动轴(9)径向通孔孔壁之间设有滑块(3)，压缩弹簧(2)将滑块(3)压紧在主动轴(9)径向通孔孔壁上；

主动轴(9)上开设有垂直于其径向通孔的轴向中心轴线的螺纹通孔，所述螺纹通孔一端与主动轴(9)上的径向通孔连通，球头螺钉(4)可旋入所述螺纹通孔内，螺纹通孔靠近主动轴(9)外圆周的一端与一直径大于球头螺钉(4)头部最大直径的通孔连接，当调节弹簧(5)压缩到一定位置时球头螺钉(4)末端卡入圆柱滑块(1)上的凸板(12)与滑块(3)组成的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述圆柱滑块(1)上的通孔为径向通孔，其轴向中心轴线位于主动轴(9)径向横截面上且与主动轴(9)上的螺纹通孔的轴向中心轴线平行。

3.根据权利要求2所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：每一个圆柱滑块(1)上设有两块凸板(12)，两块凸板(12)对称设置于圆柱滑块(1)的圆周上，两块凸板(12)所在径向平行于圆柱滑块(1)上的通孔轴向中心轴线，凸板(12)端部紧贴主动轴(9)的径向通孔。

4.根据权利要求3所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述主动轴(9)上的螺纹通孔以及其内的球头螺钉(4)的数量与凸板(12)、滑块(3)数量相同。

5.根据权利要求1所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述梯形块(7)有两块，两块梯形块(7)中间设有楔形块(6)，垂直于主动轴(9)径向通孔的轴向中心轴线方向上开设有螺栓孔，所述螺栓孔一端与主动轴(9)径向通孔连通，另一端与一直径大于螺栓孔内螺栓螺母直径的光孔连通，所述光孔与外部连通。

6.根据权利要求5所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述螺栓为内六角圆柱螺栓(8)。

7.根据权利要求5所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述螺栓孔轴向中心轴线与主动轴(9)轴向中心轴线重合。

8.根据权利要求5所述的周向传动阈值可调式过载保护装置，其特征在于：所述梯形块(7)为梯形，两块梯形梯形块(7)的斜边分别紧贴楔形块(6)的两侧。