CN1082634C - 增力型软性启动联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于带负载的工作机实现软启动的增力型软性启动联轴器。它由转子、叶片、壳体和钢球组成，其特征在于叶片能使先期到达叶片和外壳体内壁间的钢球在受到后面的钢球挤压时自动地沿叶片的侧面被挤出该位置，从而脱离最大受挤压位置，而原先钢球所在位置将由后面的钢球替代，实现钢球受力状态的转换，从而能达到重载频繁启动的安全性和抗堵转的目的。
Description
本发明涉及一种安全联轴器，更特殊地，涉及一种用于对带负载的工作机实现软启动的增力型软性启动联轴器的改进。
众所周知，带负载的工作机，特别是大型的带负载的工作机，例如，鼓风机、水泵、刮板运输机、搅拌机、起重机的行走机构、锅炉炉排传动、矿粉烧结机、轧钢厂的运输辊道以及电动车，船等的启动时的起动力矩都很大，为了起动这些带负载的工作机，一般都采用比工作机稳定运转所需的功率大几倍，甚至几十倍的电动机来启动带负载的工作机，从而形成“大马拉小车”的现象，这种现象实际上降低了电网功率因数，增加无功功耗，造成能源的浪费；另一方面，安全联轴器虽能保护机器的重要部件和电动机在过载时不致损坏，但安全联轴器本身却不可避免地受到损坏。
为了避免上述的不合理现象，中国专利CN2041748u公开了一种节能安全联轴器，该联轴器不是将两个被联接的主轴固接，而是通过一个软性启动的联轴装置将两个主轴联接在一起。具体地说，软性启动联轴装置包括一个装在带负载的工作机主轴上的且沿该主轴向外延伸的壳体。在电动机的主轴上至少有两片沿该轴向外延伸的叶片。安装时，叶片装在壳体内，叶片间置入适量的钢球。启动时，电动机几乎在空载下启动，随着电动机的启动，叶片带动钢球运动，当电动机的转速达到一定速度时，钢球与壳体的内壁接触，并通过它们之间的摩擦力来传递扭矩，最终推动带负载的工作机匀加速起动，从而实现软启动。所以，中国专利CN2041748u较好地解决了已有技术中的那种联轴器的缺陷，且提高了电路功率因数，节约能耗和降低了设备费用。该文献在此作为参考文献引入。
中国专利申请96125326.5就上述申请作了进一步的改进。中国专利CN2041748u的节能安全联轴器的壳体内表面是光滑的圆柱形表面，因此，它与钢球表面之间的摩擦系数不是很大，而且，随着使用期的增加，它们都将变得更加光滑，摩擦系数也随之降低，其结果是将增加电动机的输出功率，降低了效率。为弥补上述缺陷，中国专利申请96215326.5将上述的节能安全联轴器的壳体的内壁改进成具有多个凹陷，例如圆弧形，锯齿形的表面。该文献在此作为参考文献引入。
实践证明，上述两种软性启动联轴器存在一个共同的缺陷，也就是对于频繁启动的带负载的工作机易于造成软性启动联轴器中的钢球变形和损坏，从而影响软性启动联轴器的正常工作。对此进一步说明如下，当电动机启动后，钢球的叶片的带动下与联轴器壳体的内壁接触产生摩擦力，该摩擦力的一部分转换成推动带负载的工作机启动的扭矩，而另一部分则转换成热能，从而使壳体和钢球的温度上升，其中特别要说明的是钢球本身，它不象壳体与外界接触，因此，钢球本身的热量却难于散发，还应该看到，在叶片之间的钢球数量是相当大，可达到叶片间的容积的90％，这些钢球处于不同的转动半径上，因此形成无规的拥挤状态，它们之间也存在着摩擦力，其中也有相当一部分转换成热能。由于这两方面产生的热量，最终使先与壳体内壁接触的钢球温度上升得更高。而上述两篇文献所公开的软性起动联轴器的叶片的两侧形状决定了先与壳体内壁接触的钢球处于死角位置。众所周知，随着温度升高，其强度将随之下降，最终导致变形，甚至破坏。作为上述与壳体内壁接触的钢球正处于这杆种状态，再加上频繁的起动，最终导致钢球的变形和破坏。由于壳体内壁与叶片间存有间隙，变形的或破碎的钢球就有可能嵌入间隙内，造成软性启动联轴器的效率显著下降，甚至出现卡死，造成软性启动联轴器的损坏，从而失去节能安全的作用。
因此，本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷的增力型软性启动联轴器。
为了实现本发明的目的，本发明的增力型软性启动联轴器是通过下列方案解决的。经改进的叶片的形状能使先期到达叶片和壳体内壁的钢球能在受到后面的钢球挤压时能自动地沿叶片侧面被挤出该位置，从而脱离最大受挤压位置，而原先钢球所在位置将由后面的钢球替代，使之处于一种动态受力状态，实现钢球受力状态的轮换。
本发明通过下面结合附图对实施例的详细说明将会更加清楚。
图1是按照本发明的软性启动联轴器的轴向剖面图；
图2是沿图1的AA剖面线剖示的剖视图；
图3是类似于图2的剖面图，说明叶片的又一个实施例；
图4是对图2所示实施例的改进；
图5是对图3所示实施例的改进。
图1和图2所示是本发明的增力型软性启动联轴器的一个优选实施例。转子21通过键与电动机轴1联接，为防止转子沿电动机轴的轴向窜动，可以用紧固螺钉20加以固定，叶片3通过环套4、螺钉13和弹簧垫圈23固定到转子21上。壳体由外壳2、左端盖18和右端盖5组成，通过螺钉10和弹簧垫圈11将外壳2、左端盖18和右端盖5连成一体。在转子21和左、右端盖18和5之间装有轴瓦14、轴瓦14与左、右端盖18和5之间采用过盈配合，而与转子21采用间隙配合，这样，外壳2、左、右端盖18和5连同轴瓦14可与转子作相对转动。壳体的右端盖与通过螺钉9、弹簧垫圈22、鼓形弹簧性套7及垫片8与半联轴器6弹性联接，前半联轴器6通过键与带负载的工作机的轴30联接，并用紧固螺钉20固定，在外壳2上有螺塞12，一旦打开螺塞12，可从外壳上的孔装入钢球19。钢球19的充填量是根据所传递的扭矩和过载极限而定，且钢球19是按叶片3所隔开的空间均分放置。
叶片3的数目至少是两片，叶片3与外壳2，左、右端盖18和5之间应留有间隙，间隙量一般不大于钢球直径的四分之一，但不小于0.5毫米。
图2所示是沿图1的AA剖面线的剖视图。从图中可以看出，叶片3的两个侧面是由叶片3最接近外壳2处向转动中心倾斜的斜面。当电动机以ω方向转动时，钢球19按电动机的转动方向靠向叶片3的一侧。其中，先期到达的钢球19由于受到后到达的钢球的挤压，只能沿叶片3的斜面c向转动中心方向滑动，从而脱离受挤压最大的位置，而该位置则由后面的钢球19替代，如此往返变化，实现了钢球的受力状态的轮换。
图3是与图2所示的相同，差异在于叶片3的两个侧面是由与外壳2最接近位置起向内凹的弧形面。当电动机以ω方向转动时，钢球19按电动机的转动方向靠向叶片3的一侧，其中先期到达的钢球19由于受到后到达的钢球的挤压，只能沿叶片3的弧形面D向转动中心方向滑动，从而脱离受挤压最大的位置，而该位置则由后面的钢球19替代，如此往返变化，实现了钢球的受力状态的轮换。
本发明的增力型软性启动联轴器的又一个实施例是在于对图2所示实施例的改进(图4)，该改进在于由叶片3最接近外壳2处向转动中心倾斜的斜面在最接近外壳2处有一个与所述的斜面光滑相接的弧形面E，弧形面E的作用在于当电动机以ω方向转动时，引导钢球19按电动机的转动方向沿斜面c运动。
本发明的增力型软性启动联轴器的又一个实施例是在于对图3所示实施例的改进(图5)，该改进在于由叶片3最接近外壳2处向转动中心起向内凹的弧形面在最接近外壳2处有一个与所述的弧形面光滑相接的弧形面F，弧形面F的作用在于当电动机以ω方向转动时，引导钢球19按电动机的转动方向沿弧形面D运动。
试验证明，经改进的增力型软性启动联轴器在频繁起动的情况下，未发现钢球受到破坏。还具有防堵转功能，即当工作机被卡破，联轴器不停地滑动，从而有效保护电机不被烧毁。
Claims (5)
1、一种用于机械传动的增力型软性启动联轴器，它由转子、叶片、壳体和钢球组成，转子与电动机轴相联，壳体与减速器输入轴或工作机输入轴相联，叶片位于转子和壳体之间，叶片对称地安装在转子上，叶片的数目至少是两个，叶片将转子和壳体所围成的空间等分成与叶片数目相同的空腔，钢球按叶片所分隔的空腔数等分后，分装在这些空腔中，所说的壳体由外壳、左端盖和右端盖组成，其特征在于叶片的侧面从接近外壳的内壁处向转动中心倾斜或向内凹，以便使先期到达叶片和外壳内壁处的钢球在受到后期到达的钢球挤压时能自动的沿叶片侧面被挤出该装置。
2、按照权利要求1所述的增力型软性启动联接器，其中所述的叶片的两个侧面是由叶片最接近外壳内壁处向转动中心倾斜的斜面。
3、按照权利要求1所述的增力型软性启动联接器，其中所述的叶片的两个侧面是由叶片最接近外壳内壁处向转动中心凹的弧形面。
4、按照权利要求2所述的增力型软性启动联轴器，其中所述的叶片最接近外壳内壁处向转动中心倾斜的斜面在其接近外壳内壁处有一个引导所述钢球向所述斜面运动的弧形面。
5、按照权利要求3所述的增力型软性启动联轴器，其中所述的叶片最接近外壳内壁向转动中心凹的弧形面在其接近外壳内壁处有一个引导所述的钢球向所述的弧形面运动的弧形面。
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