CN108462325B - 一种自助越障式过载保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自助越障式过载保护装置，该装置主要包括主动轴部分、行星轮部分和从动轴部分，所述主动轴部分包括主动轴、主动轴弹簧、主动轴大键齿齿轮、主动轴卡环、主动花键轴、主动花键轴弹簧、主动花键轴小键齿齿轮、平键、主动花键轴端盖、主动花键轴端盖螺栓。该过载保护装置有两级传动，第一级传动为电机直接驱动负载，当第一级传动在小键齿齿轮处出现打滑时，可在电机输出功率不变的情况下，自动进入第二级传动，通过增大扭矩越过障碍。该自助越障式过载保护装置能够实现自助越障，保护电机不因堵转而烧坏，同时能够调节过载保护扭矩，降低工人的劳动强度，提高生产效率。

Description

一种自助越障式过载保护装置
技术领域
本发明涉及过载保护装置，具体是一种自助越障式过载保护装置。
背景技术
随着机械行业的不断发展，机械系统所面向的场合也越来越复杂。对于一些有瞬时大负载的场合，如破碎机等，往往需要装设过载保护装置，来避免电机等动力元件或其他关键零部件的损坏，这样可以提高机械系统的使用寿命，降低机械系统维护成本。目前的过载保护装置主要有摩擦式和啮合式，然而，这两种形式的过载保护装置虽然能够保护电机等源动件和关键零部件不受损坏，但当遇到过载时，并不能自助越过障碍，仍然需要人工参与，导致生产效率低下，工人劳动强度增大。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种自助越障式过载保护装置，不仅能够保护关键零部件不受损坏，还能够实现自助越障，调节过载保护扭矩，降低工人的劳动强度，提高生产效率。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种自助越障式过载保护装置，该装置主要包括主动轴部分、行星轮部分和从动轴部分，所述主动轴部分包括主动轴、主动轴弹簧、主动轴大键齿齿轮、主动轴卡环、主动花键轴、主动花键轴弹簧、主动花键轴小键齿齿轮、平键、主动花键轴端盖、主动花键轴端盖螺栓；
所述行星轮部分包括行星轮大键齿齿轮、行星轮卡环、行星轮、行星轮齿圈、太阳轮；所述从动轴部分包括从动轴、从动花键轴、行星架、行星架卡环、推力轴承、深沟球轴承、从动花键轴小键齿齿轮、从动花键轴端盖、从动花键轴端盖螺栓、深沟球轴承卡环；
所述主动轴左端和电机相连，右端与主动花键轴通过花键相连接，在主动轴的左侧设置有一个轴肩，用来限制安装在其上的主动轴弹簧的轴向移动；在主动轴的右端设置有平键槽，通过平键使主动轴大键齿齿轮安装在主动轴上，在主动轴的右端轴端设置有卡环槽，卡环槽内安装有主动轴卡环，通过主动轴弹簧和主动轴卡环限制主动轴大键齿齿轮的轴向窜动；
所述主动花键轴的左端设置有一个轴肩，其右端设置有平键槽，通过平键使主动花键轴小键齿齿轮安装在主动花键轴的右端，左端的末端表面设置有花键，和主动轴内花键配合，右端的末端端面上设置有螺纹孔；主动花键轴弹簧安装在主动花键轴的左端的轴肩与主动花键轴小键齿齿轮之间的主动花键轴上；主动花键轴端盖通过主动花键轴端盖螺栓安装在主动花键轴右端的末端端面上；
所述从动轴右端与负载相连，左端加工出花键，与从动花键轴右侧末端的内花键相配合；在从动花键轴上设置有两个轴肩，从动花键轴的左端的末端端面上设置有螺纹孔，从动花键轴左侧设置有平键槽，从动花键轴小键齿齿轮通过平键安装在从动花键轴的左侧，并通过从动花键轴左侧的轴肩和从动花键轴端盖来限制从动花键轴小键齿齿轮的轴向移动；从动花键轴右端的轴肩上设置有花键，用以与行星架的内花键配合，在从动花键轴右端的轴段的内部加工出内花键，和从动轴的外花键相配合；
行星架通过其上的三个小轴和行星架卡环固定三个行星轮，行星架的中间设置有阶梯通孔，阶梯通孔内部设置有花键，阶梯通孔内部与从动花键轴的外花键相配合；在安装行星轮一侧的阶梯通孔外周的行星架的表面上设置有带工艺孔的环形凹槽，所述工艺孔用来拆卸推力轴承的松环，所述环形凹槽用于固定推力轴承的松环；
所述行星架中间的阶梯通孔的轴体的外部设置有两个轴肩和卡环槽，左侧的轴肩与安装于卡环槽的深沟球轴承卡环使得深沟球轴承安装于阶梯通孔的轴体左侧的轴段上无轴向移动，且该轴段和深沟球轴承的内圈相配合，两个轴肩的距离要保证深沟球轴承方便拆卸；
所述太阳轮内部与深沟球轴承配合，在太阳轮左部凸出的圆筒上加工出花键，与行星轮大键齿齿轮上的花键相配合，用以传递动力；同时，在太阳轮左部的外侧末端设置有卡环槽，在该卡环槽内部安装行星轮卡环以限制行星轮大键齿齿轮的轴向移动；太阳轮中部的外周上设置有键齿，该键齿与行星轮上键齿相配合；三个行星轮均匀设置在太阳轮的中部的外周上并与其啮合，行星轮齿圈内侧设置有键齿，其套装在三个行星轮的外周并与其啮合；在太阳轮的右端设置有凸出圆筒，该凸出圆筒与推力轴承紧环内圆相配合。
本发明的自助越障式过载保护装置与现有的过载保护装置相比，其有益效果在于：该过载保护装置有两级传动，第一级传动为电机直接驱动负载，当第一级传动在小键齿齿轮处出现打滑时，可在电机输出功率不变的情况下，自动进入第二级传动，通过增大扭矩越过障碍。该自助越障式过载保护装置能够实现自助越障，保护电机不因堵转而烧坏，同时能够调节过载保护扭矩，降低工人的劳动强度，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的整体结构示意图。
图2为本发明一种实施例的整体剖视结构示意图。
图3为本发明一种实施例的主动轴部分剖视结构示意图。
图4为本发明一种实施例的行星轮部分结构示意图，其中图4(a)为左端面朝外的立体结构示意图，图4(b)为右端面朝外的立体结构示意图。
图5为本发明一种实施例的行星轮部分的剖视结构示意图。
图6为本发明一种实施例的太阳轮的结构示意图，其中图6(a)为左端面朝外的立体结构示意图，图6(b)为右端面朝外的立体结构示意图。
图7为本发明一种实施例的行星架结构示意图，其中图7(a)为剖视结构示意图，图7(b)为立体结构示意图。
图8为本发明一种实施例的从动轴部分的剖视结构示意图。
图9为本发明一种实施例的从动花键轴的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图叙述本发明。实施例是以本发明所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的专利要求保护范围不限于下述的实施例描述。
为了方便说明和理解本发明的技术方案，以下所涉及的方位名词，如上下、左右、前后，均以附图所显示的方位为准。
本发明是一种自助越障式过载保护装置(参见图1-9)，该装置主要包括主动轴部分1.1、行星轮部分1.2和从动轴部分1.3，所述主动轴部分1.1包括主动轴1.1.0、主动轴弹簧1.1.1、主动轴大键齿齿轮1.1.2、主动轴卡环1.1.3、主动花键轴1.1.4、主动花键轴弹簧1.1.5、主动花键轴小键齿齿轮1.1.6、平键1.1.7、主动花键轴端盖1.1.8、主动花键轴端盖螺栓1.1.9。
所述行星轮部分1.2包括推力轴承1.2.0、行星架1.2.1、行星轮1.2.2、行星轮齿圈1.2.3、行星轮卡环1.2.4、太阳轮1.2.5、深沟球轴承1.2.6、深沟球轴承卡环1.2.7、行星轮大键齿齿轮1.2.8、行星轮大键齿齿轮卡环1.2.9。
所述从动轴部分1.3包括从动轴1.3.0、从动花键轴1.3.1、从动花键轴端盖螺栓1.3.2、平键1.3.3、从动花键轴端盖1.3.4、从动花键轴小键齿齿轮1.3.5。
所述主动轴1.1.0左端和电机相连，右端与主动花键轴1.1.4通过花键相连接，在主动轴1.1.0的左侧设置有一个轴肩，用来限制安装在其上的主动轴弹簧1.1.1的轴向移动。在主动轴1.1.0的右端设置有平键槽，通过平键使主动轴大键齿齿轮1.1.2安装在主动轴1.1.0上，在主动轴1.1.0的右端轴端设置有卡环槽，卡环槽内安装有主动轴卡环1.1.3，通过主动轴弹簧1.1.1和主动轴卡环1.1.3限制主动轴大键齿齿轮1.1.2的轴向窜动；在装配时，先将主动轴弹簧1.1.1装入主动轴1.1.0中，然后安装平键和主动轴大键齿齿轮1.1.2，用主动轴卡环1.1.3卡住主动轴大键齿齿轮1.1.2。
所述主动花键轴1.1.4的左端设置有一个轴肩，其右端设置有平键槽，通过平键1.1.7将主动花键轴小键齿齿轮1.1.6安装在主动花键轴1.1.4的右端，左端的末端外圆面设置有花键，和主动轴1.1.0内花键配合，右端的末端端面上设置有螺纹孔。主动花键轴弹簧1.1.5安装在主动花键轴1.1.4的左端的轴肩与主动花键轴小键齿齿轮1.1.6之间的主动花键轴1.1.4上。主动花键轴端盖1.1.8通过主动花键轴端盖螺栓1.1.9安装在主动花键轴1.1.4右端的末端端面上。在装配时，先装入主动花键轴弹簧1.1.5，平键1.1.7，然后用主动花键轴端盖1.1.8和主动花键轴端盖螺栓1.1.9压紧主动花键轴小键齿齿轮1.1.6。
所述主动轴大键齿齿轮1.1.2和行星轮大键齿齿轮1.2.8的端部设置有斜面齿，当出现过载时，配合的斜面齿出现打滑从而可以保护电机等关键零部件。
所述从动轴1.3.0右端与负载相连，左端加工出花键，与从动花键轴1.3.1右侧末端的内花键相配合。在从动花键轴1.3.1上设置有两个轴肩，从动花键轴1.3.1的左端的末端端面上设置有螺纹孔，从动花键轴1.3.1左侧设置有平键槽，从动花键轴小键齿齿轮1.3.5通过平键1.3.3安装在从动花键轴1.3.1的左侧，并通过从动花键轴1.3.1左侧的轴肩和从动花键轴端盖1.3.4来限制从动花键轴小键齿齿轮1.3.5的轴向移动。从动花键轴1.3.1右端的轴肩上设置有花键，用以与行星架1.2.1的内花键配合，用来传递来自行星轮系的动力，并且在液压力作用下，行星架1.2.1整体可沿轴向移动，且花键的长度要保证行星架1.2.1移动后满足动力传动要求。在从动花键轴1.3.1右端的轴段的内部加工出内花键，和从动轴1.3.0的外花键相配合，并且在液压力的作用下，从动花键轴1.3.1可沿轴向移动，且花键的长度要保证从动花键轴1.3.1移动后满足动力传动要求。
行星架1.2.1通过其上的三个小轴和行星架卡环1.2.4固定三个行星轮1.2.2，行星架1.2.1的中间设置有阶梯通孔，阶梯通孔内部设置有花键，阶梯通孔内部与从动花键轴1.3.1的外花键相配合。在安装行星轮1.2.2一侧的阶梯通孔外周的行星架1.2.1的表面上设置有带工艺孔的环形凹槽，所述工艺孔用来拆卸推力轴承1.2.0的松环，所述环形凹槽用于固定推力轴承1.2.0的松环。
所述行星架1.2.1中间的阶梯通孔的轴体的外部设置有两个轴肩和卡环槽，左侧的轴肩与安装于卡环槽的深沟球轴承卡环1.2.7使得深沟球轴承1.2.6安装于阶梯通孔的轴体左侧的轴段上且无轴向移动，且该轴段和深沟球轴承1.2.6的内圈相配合。两个轴肩之间的距离要保证深沟球轴承1.2.6能够方便拆卸。
所述太阳轮1.2.5内部与深沟球轴承1.2.6配合，在太阳轮1.2.5左部凸出的圆筒上加工出花键，与行星轮大键齿齿轮1.2.8上的花键相配合，用以传递动力；同时，在太阳轮1.2.5左部的外侧末端设置有卡环槽，在该卡环槽内部安装行星轮大键齿齿轮卡环1.2.9以限制行星轮大键齿齿轮1.2.8的轴向移动。太阳轮1.2.5中部的外周上设置有键齿，该键齿与行星轮1.2.2上键齿相配合；三个行星轮1.2.2均匀设置在太阳轮1.2.5的中部的外周上并与其啮合，行星轮齿圈1.2.3内侧设置有键齿，其套装在三个行星轮1.2.2的外周并与其啮合，并且其宽度应保证行星架1.2.1轴向移动后满足动力传动要求。
在太阳轮1.2.5的右端设置有凸出圆筒，该凸出圆筒与推力轴承1.2.0紧环内圆相配合，但要保证该端圆筒内径大于行星架1.2.1本体轴的大轴径，以防止干涉。
本发明一种自助越障式过载保护装置的工作原理和工作过程如下：在第一个阶段，采用第一级传动路径。电机带动主动轴1.1.0旋转，主动轴1.1.0通过花键带动主动花键轴1.1.4旋转，主动花键轴1.1.4又通过平键1.1.7带动主动花键轴小键齿齿轮1.1.6转动，主动花键轴小键齿齿轮1.1.6通过端部的键齿带动从动花键轴小键齿齿轮1.3.5旋转，然后从动花键轴小键齿齿轮1.3.5通过平键1.3.3带动从动花键轴1.3.1旋转，从动花键轴1.3.1又通过花键带动从动轴1.3.0旋转，将动力传递出去。在第一个阶段，两个小键齿齿轮啮合，两个大键齿齿轮未啮合。当出现过载时，在两个小键齿齿轮啮合处出现打滑，通过传感器检测主从动轴转速，做出响应。在液压力作用下，机构进入第二阶段，采用第二级传动路径。控制从动花键轴1.3.1向右移动，通过从动花键轴端盖1.3.4带动从动花键轴小键齿齿轮1.3.5右移，使两个小键齿齿轮分离；同时控制行星架1.2.1向左移动，通过推力轴承1.2.0推动太阳轮1.2.5向左移动，使得两个大键齿齿轮啮合，从而使行星轮系参与传动，在电机输出功率不变的情况下，实现降速增扭，顺利越过障碍。当电机输出功率不变，主动轴1.1.0转速升高时，重复第二阶段的相反操作，使两个小键齿齿轮重新进入啮合，两个大键齿齿轮分离，提高生产效率。这样在出现过载的情况下，不需要人为参与，就能顺利越过障碍，保护电机不因堵转而烧坏，提高生产效率。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种自助越障式过载保护装置，其特征在于，该装置主要包括主动轴部分、行星轮部分和从动轴部分，所述主动轴部分包括主动轴、主动轴弹簧、主动轴大键齿齿轮、主动轴卡环、主动花键轴、主动花键轴弹簧、主动花键轴小键齿齿轮、平键、主动花键轴端盖、主动花键轴端盖螺栓；
所述行星轮部分包括行星轮大键齿齿轮、行星轮大键齿齿轮卡环、行星轮卡环、行星轮、行星轮齿圈、太阳轮、行星架、行星架卡环、推力轴承、深沟球轴承、深沟球轴承卡环；所述从动轴部分包括从动轴、从动花键轴、从动花键轴小键齿齿轮、平键、从动花键轴端盖、从动花键轴端盖螺栓；
所述主动轴左端和电机相连，右端与主动花键轴通过花键相连接，在主动轴的左侧设置有一个轴肩，用来限制安装在其上的主动轴弹簧的轴向移动；在主动轴的右端设置有平键槽，通过平键使主动轴大键齿齿轮安装在主动轴上，在主动轴的右端轴端设置有卡环槽，卡环槽内安装有主动轴卡环，通过主动轴弹簧和主动轴卡环限制主动轴大键齿齿轮的轴向窜动；
所述主动花键轴的左端设置有一个轴肩，其右端设置有平键槽，通过平键使主动花键轴小键齿齿轮安装在主动花键轴的右端，左端的末端表面设置有花键，和主动轴内花键配合，右端的末端端面上设置有螺纹孔；主动花键轴弹簧安装在主动花键轴的左端的轴肩与主动花键轴小键齿齿轮之间的主动花键轴上；主动花键轴端盖通过主动花键轴端盖螺栓安装在主动花键轴右端的末端端面上；
所述从动轴右端与负载相连，左端加工出花键，与从动花键轴右侧末端的内花键相配合；在从动花键轴上设置有两个轴肩，从动花键轴的左端的末端端面上设置有螺纹孔，从动花键轴左侧设置有平键槽，从动花键轴小键齿齿轮通过平键安装在从动花键轴的左侧，并通过从动花键轴左侧的轴肩和从动花键轴端盖来限制从动花键轴小键齿齿轮的轴向移动；从动花键轴右端的轴肩上设置有花键，用以与行星架的内花键配合，在从动花键轴右端的轴段的内部加工出内花键，和从动轴的外花键相配合；
行星架通过其上的三个小轴和行星架卡环固定三个行星轮，行星架的中间设置有阶梯通孔，阶梯通孔内部设置有花键，阶梯通孔内部与从动花键轴的外花键相配合；在安装行星轮一侧的阶梯通孔外周的行星架的表面上设置有带工艺孔的环形凹槽，所述工艺孔用来拆卸推力轴承的松环，所述环形凹槽用于固定推力轴承的松环；
所述行星架的底板为等边三角形板材，其上的三个小轴等间距的设置于底板的一侧面的三个角上，其阶梯通孔设置于三个小轴所在侧面的中间；
所述行星架中间的阶梯通孔的轴体的外部设置有两个轴肩和卡环槽，左侧的轴肩与安装于卡环槽的深沟球轴承卡环使得深沟球轴承安装于阶梯通孔的轴体左侧的轴段上无轴向移动，且该轴段和深沟球轴承的内圈相配合，两个轴肩的距离要保证深沟球轴承方便拆卸；
所述太阳轮内部与深沟球轴承外圈配合，在太阳轮左部凸出的圆筒上加工出花键，与行星轮大键齿齿轮上的花键相配合，用以传递动力；同时，在太阳轮左部的外侧末端设置有卡环槽，在该卡环槽内部安装行星轮卡环以限制行星轮大键齿齿轮的轴向移动；太阳轮中部的外周上设置有键齿，该键齿与行星轮上键齿相配合；三个行星轮均匀设置在太阳轮的中部的外周上并与其啮合，行星轮齿圈内侧设置有键齿，其套装在三个行星轮的外周并与其啮合；在太阳轮的右端设置有凸出圆筒，该凸出圆筒与推力轴承紧环内圆相配合。
2.根据权利要求1所述的一种自助越障式过载保护装置，其特征在于，所述主动轴大键齿齿轮和行星轮大键齿齿轮的端部设置有斜面齿。
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