CN108361342B - 一种静液压耦合器及其齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静液压耦合器及自动卸载安装方法，所述的耦合器包括安装在原动机动力输出轴上、并可随原动机动力输出轴同步转动的主动齿轮，与主动齿轮相啮合的从动齿轮，该从动齿轮的内圈为椭圆形，在从动齿轮的内圈中插入一根与工作机相连接并可驱动其工作的空心齿轮轴，该齿轮轴一端由顶盖封闭，并且通过供压装置与工作机的管路相通，另一端由弹簧座封闭，安装在弹簧座上的弹簧与齿轮轴中的活塞相接。本发明所公开的静液压耦合器，利用齿轮轴中弹簧、活塞、柱塞孔和柱塞的配合实现离合功能，可以在原动机持续工作的情况下，通过工作机输出的压力控制原动机与工作机的连接或断开，实现工作机的启动或停止。

Description

一种静液压耦合器及其齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装 方法

技术领域

本发明属于动力传动与控制领域，特别涉及该领域中的一种静液压耦合器及其齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法。

背景技术

传统的工作机（如液压泵、空气压缩机等）与原动机（如电动机、内燃机、水轮机、风机等）之间动力从原动机传出经耦合器驱动工作机工作，当工作机需要卸载时，通常采用停止原动机工作或者卸荷阀卸载的方式来降低能耗、延长工作机寿命。但停止原动机工作不适用于原动机无法停止或不能频繁启停的应用；卸荷阀卸载虽能保证在卸载条件下原动机和工作机以低能耗方式运行，但工作机一直在工作，且存在能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种静液压耦合器及其齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法。

本发明采用如下技术方案：

一种静液压耦合器，其改进之处在于：所述的耦合器包括安装在原动机动力输出轴上、并可随原动机动力输出轴同步转动的主动齿轮，与主动齿轮相啮合的从动齿轮，该从动齿轮的内圈为椭圆形，在从动齿轮的内圈中插入一根与工作机相连接并可驱动其工作的空心齿轮轴，该齿轮轴一端由顶盖封闭，并且通过供压装置与工作机的管路相通，另一端由弹簧座封闭，安装在弹簧座上的弹簧与齿轮轴中的活塞相接，并且该活塞头部的直径比其腰部的直径小，在齿轮轴的两端之间为一段内径比两端都小的过渡段，上述活塞的头部穿过过渡段将齿轮轴的两端分隔开，在齿轮轴的周向上与活塞头部临近腰部的位置相对处开设两个以上的柱塞孔，在柱塞孔内安装柱塞，在上述的柱塞，活塞头部及齿轮轴之间形成密闭空腔，在该密闭空腔内充有设定压力的流体，当流体压力比设定压力高时可将各柱塞顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，当流体压力比设定压力低时各柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈。

进一步的，所述的原动机为电动机、内燃机、水轮机或风机。

进一步的，所述的工作机为液压泵或者空气压缩机。

进一步的，从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径。

进一步的，在从动齿轮的两端各安装一个轴承；在原动机动力输出轴和齿轮轴上各安装有一个轴承；在齿轮轴上供压装置的两侧各安装一个推力轴承。

进一步的，在活塞的头部和腰部上均安装有密封圈。

进一步的，工作机通过平键与齿轮轴相连接。

进一步的，柱塞孔沿齿轮轴的周向均匀分布。

一种静液压耦合器齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法，使用上述的静液压耦合器，其改进之处在于：

在原动机未启动时，齿轮轴内弹簧弹力可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端，密闭空腔的体积减小，流体压力增大至比设定压力高，使得所有柱塞紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴可随从动齿轮一起转动，原动机启动后通过其动力输出轴带动主动齿轮和从动齿轮转动，齿轮轴随从动齿轮一起转动即可驱动工作机工作，工作机管路内的压力开始升高；

在工作机管路内的压力升高至供压装置输出的压力可以克服弹簧弹力将活塞的头部推向弹簧端时，密闭空腔的体积增大，流体压力减小，当流体压力减小至比设定压力低时，所有柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈，齿轮轴无法随从动齿轮一起转动，使工作机在原动机启动的情况下停止工作，工作机管路内的压力开始降低；

在工作机管路内的压力降低至齿轮轴内弹簧弹力可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端时，密闭空腔的体积减小，流体压力增大，当流体压力增大至比设定压力高时，所有柱塞重新紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴恢复随从动齿轮一起转动，继续驱动工作机工作使工作机管路内的压力升高；如此周而复始实现齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的静液压耦合器，利用齿轮轴中弹簧、活塞、柱塞孔和柱塞的配合实现离合功能，可以在原动机持续工作的情况下，通过工作机输出的压力控制原动机与工作机的连接或断开，实现工作机的启动或停止。此外从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径，具有减速器功能。

本发明所公开的静液压耦合器齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法，解决了在原动机无法停止或不能停止工作的情况下彻底卸载工作机的问题，与卸荷阀卸载方式相比，在卸载情况下原动机只需克服原动机轴系的摩擦力矩，接近零负载，特别适合一些空间有限，对工作机工作寿命要求较高的场合，如工程机械、军工等。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开静液压耦合器的结构示意图；

图2是本发明实施例1所公开静液压耦合器中齿轮轴的内部结构示意图；

图3是本发明实施例1所公开静液压耦合器中主动齿轮、从动齿轮和齿轮轴之间的传动关系示意图；

图4是本发明实施例1所公开自动卸载安装方法中齿轮轴随从动齿轮一起转动时活塞的受力情况图；

图5是本发明实施例1所公开自动卸载安装方法中齿轮轴不随从动齿轮一起转动时活塞的受力情况图。

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，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1-2所示，本实施例公开了一种静液压耦合器，所述的耦合器包括安装在原动机动力输出轴上、并可随原动机动力输出轴同步转动的主动齿轮4，与主动齿轮相啮合的从动齿轮3，该从动齿轮的内圈为椭圆形，在从动齿轮的内圈中插入一根与工作机相连接并可驱动其工作的空心齿轮轴1，该齿轮轴一端由顶盖封闭10，并且通过供压装置9与工作机的管路相通，另一端由弹簧座12封闭，安装在弹簧座上的弹簧6与齿轮轴中的活塞7相接，并且该活塞头部的直径比其腰部的直径小，在齿轮轴的两端之间为一段内径比两端都小的过渡段，上述活塞的头部穿过过渡段将齿轮轴的两端分隔开，在齿轮轴的周向上与活塞头部临近腰部的位置相对处开设两个以上的柱塞孔，如图3所示，在本实施例中柱塞孔的数量为6个，在柱塞孔内安装柱塞8，在上述的柱塞，活塞头部及齿轮轴之间形成密闭空腔，在该密闭空腔内充有设定压力的流体，当流体压力比设定压力高时可将各柱塞顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，由于从动齿轮的内圈为椭圆形，能传递扭矩，可以通过柱塞带动齿轮轴转动。当流体压力比设定压力低时各柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈。

在本实施例中，所述的原动机为电动机、内燃机、水轮机或风机。所述的工作机为液压泵或者空气压缩机。从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径。在从动齿轮的两端各安装一个轴承2；在原动机动力输出轴和齿轮轴上各安装有一个轴承5；在齿轮轴上供压装置的两侧各安装一个推力轴承11。在活塞的头部和腰部上均安装有密封圈。工作机通过平键与齿轮轴相连接。柱塞孔沿齿轮轴的周向均匀分布。

本实施例还公开了一种静液压耦合器齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法，使用上述的静液压耦合器，

在原动机未启动时，如图4所示，齿轮轴内弹簧弹力F可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端，密闭空腔的体积减小，流体压力增大至比设定压力高，使得所有柱塞在流体压力F1作用下紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴可随从动齿轮一起转动，原动机启动后通过其动力输出轴带动主动齿轮和从动齿轮转动，齿轮轴随从动齿轮一起转动即可驱动工作机工作，工作机管路内的压力开始升高；

如图5所示，在工作机管路内的压力F’升高至供压装置输出的压力可以克服弹簧弹力F将活塞的头部推向弹簧端时，密闭空腔A的体积增大，流体压力减小，当流体压力减小至比设定压力低时，所有柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈，此时只有从动齿轮在跟随主动齿轮转动，而齿轮轴无法随从动齿轮一起转动，使工作机在原动机启动的情况下停止工作，工作机管路内的压力开始降低；

在工作机管路内的压力降低至齿轮轴内弹簧弹力可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端时，密闭空腔的体积减小，流体压力增大，当流体压力增大至比设定压力高时，所有柱塞重新紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴恢复随从动齿轮一起转动，继续驱动工作机工作使工作机管路内的压力升高；如此周而复始实现齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装。

Claims (9)

1.一种静液压耦合器，其特征在于：所述的耦合器包括安装在原动机动力输出轴上、并可随原动机动力输出轴同步转动的主动齿轮，与主动齿轮相啮合的从动齿轮，该从动齿轮的内圈为椭圆形，在从动齿轮的内圈中插入一根与工作机相连接并可驱动其工作的空心齿轮轴，该齿轮轴一端由顶盖封闭，并且通过供压装置与工作机的管路相通，另一端由弹簧座封闭，安装在弹簧座上的弹簧与齿轮轴中的活塞相接，并且该活塞头部的直径比其腰部的直径小，在齿轮轴的两端之间为一段内径比两端都小的过渡段，上述活塞的头部穿过过渡段将齿轮轴的两端分隔开，在齿轮轴的周向上与活塞头部临近腰部的位置相对处开设两个以上的柱塞孔，在柱塞孔内安装柱塞，在上述的柱塞，活塞头部及齿轮轴之间形成密闭空腔，在该密闭空腔内充有设定压力的流体，当流体压力比设定压力高时可将各柱塞顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，当流体压力比设定压力低时各柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈。

2.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：所述的原动机为电动机、内燃机、水轮机或风机。

3.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：所述的工作机为液压泵或者空气压缩机。

4.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径。

5.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：在从动齿轮的两端各安装一个轴承；在原动机动力输出轴和齿轮轴上各安装有一个轴承；在齿轮轴上供压装置的两侧各安装一个推力轴承。

6.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：在活塞的头部和腰部上均安装有密封圈。

7.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：工作机通过平键与齿轮轴相连接。

8.根据权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：柱塞孔沿齿轮轴的周向均匀分布。

9.一种静液压耦合器齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装方法，使用权利要求1所述的静液压耦合器，其特征在于：

在原动机未启动时，齿轮轴内弹簧弹力可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端，密闭空腔的体积减小，流体压力增大至比设定压力高，使得所有柱塞紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴可随从动齿轮一起转动，原动机启动后通过其动力输出轴带动主动齿轮和从动齿轮转动，齿轮轴随从动齿轮一起转动即可驱动工作机工作，工作机管路内的压力开始升高；

在工作机管路内的压力升高至供压装置输出的压力可以克服弹簧弹力将活塞的头部推向弹簧端时，密闭空腔的体积增大，流体压力减小，当流体压力减小至比设定压力低时，所有柱塞脱离从动齿轮的椭圆形内圈，齿轮轴无法随从动齿轮一起转动，使工作机在原动机启动的情况下停止工作，工作机管路内的压力开始降低；

在工作机管路内的压力降低至齿轮轴内弹簧弹力可以克服供压装置输出的压力将活塞的头部推向供压装置端时，密闭空腔的体积减小，流体压力增大，当流体压力增大至比设定压力高时，所有柱塞重新紧紧顶在从动齿轮的椭圆形内圈上，齿轮轴恢复随从动齿轮一起转动，继续驱动工作机工作使工作机管路内的压力升高；如此周而复始实现齿轮轴在工作过程中的自动卸载安装。