CN1096411C - 过载离合器设备 - Google Patents

Abstract

一种过载离合器设备，具有由连接件(34)连接的输入(30)和输出(32)部件，在螺纹紧固件(92)的控制下连接件可弹性变形以改变在输入(30)和输出(32)件之间通过连接件(34)传递的扭矩。紧固件(92)起到将连接(34)安装于输出部件(32)上的作用，从而连接件(34)和输出部件(32)共同配合安装输入件(30)。

Description

防过载离合器设备

                            发明领域

本发明涉及对人工操作起重机的改进，特别涉及对这种起重机配置一种过载保护设备，用以限制可吊起的负荷重量。

已知，例如以美国专利4,466,598和4,768,754为证，由链条和杠杆操纵的起重机设有过载保护设备。在美国专利4,466,598中，过载装置具有链轮的安装凸缘，并且包括可操作的螺纹紧固件以使此安装凸缘弹性变形。在美国专利4,768,754中，过载装置设置成在一手工杠杆操作件和一韦斯顿(Weston)止动闸之间可操纵。

                            发明概述

本发明涉及用于防止起重机过载的防过载离合器设备，特别地涉及用于安装于采用韦斯顿式止动闸的杠杆操纵式起重机中的这样一种设备。

本发明的防过载离合器设备大致的特点在于具有一输出装置，如一轮毂，适用于可操作地连接到一起重机的负载提升装置上；一输入装置，如一棘轮环，适用于可操作地连接到此起重机的操纵装置上；以及用来将棘轮环安装于轮毂上的连接装置，并使输入和输出装置之间所传递的扭矩可被调节地改变。连接装置较佳地包括一弹性变形连接件，该连接件具有径向向外的离合面以与由棘轮环所构成的径向向内离合面配合，以及用于既将连接件安装于轮毂上又可调节地使连接件发生弹性变形的安装装置以改变离合面之间的摩擦配合程度，从而可调节地改变在这些离合面之间传递的扭矩。

                          附图的简述

以下结合附图对本发明的特点和操作方式作充分地描述，其中：

图1是一局部剖示的侧视图，示出了安装于一杠杆操纵的链式起重机中的本发明防过载离合器设备；

图2是该装置的端视图，从图1中右侧所见；

图3是基本上沿图2中线3-3的剖面图；

图4是本发明离合器设备中的棘轮环插入件的侧视图；

图5是从图4中左侧所见的棘轮环插入件的端视图；

图6是沿图4中线6-6的局部放大图；以及

图7是沿图4中线7-7的局部放大图。

                         详细描述

根据本发明初步形式的一种防过载离合器设备在图1中总的由标号10示出，并且安装在一起重机12中，按常规，该离合器设备包括一被动轴14，有效地连接到包括一起重链轮16的负荷提升装置上；一起重机操纵装置，例如一杠杆式操纵装置18，它具有往复运动的杠杆棘爪20；以及一传统的韦斯顿止动闸22，该闸包括一以花键连接到轴14上的摩擦轮毂24，一对摩擦盘26、26和一与棘爪(未示)配合的棘轮28，用以限制棘轮向负荷提升方向转动。因而，可以理解，离合器设备10可代替一般安装于所示类型的起重机中的棘轮装置。

现参见图2和3，从图中可见，离合器设备10一般包括呈棘轮环30形式的输入装置；呈一安装轮毂32形式的输出装置；以及包括一棘轮环插入件或连接件36和安装设施38的连接装置34。

棘轮环30由下列部分构成：一径向向外的并且环状布置的棘齿40，通过这些棘齿，棘轮环经由杠杆棘爪20可有效连接到杠杆18上；一径向向内的第一环状离合面42；以及第一对轴向相对或径向延伸的环状端面44和46。

  轮毂32具有一轴向的带螺纹的安装通孔50，用于将轮毂安装于轴14上；第一轴向延伸的安装表面较佳地由一径向向外的圆柱形面52构成，该圆柱形表面与螺纹孔50同心；第二对轴向相对并且径向延伸的环状端面54和56；第一径向延伸的环状的移动限制表面58；一径向延伸的环状的支承表面60；设置成与螺纹孔50同心的第一圆柱形支承表面62；在图3中仅以64示出其中两个的四个螺纹孔，它们既平行于螺纹孔50的轴线66并与其等距；以及一轴向凹入的间隙表面68。当将轮毂32装于轴14后，轮毂32经由韦斯顿止动闸22和驱动轴14可有效地连接到起重机的负荷提升装置上。

棘轮环插入件36有一轴向的圆柱形通孔70，在第三对轴向相对并且径向延伸的环状端面72和74之间延伸；第二径向向外的环状的离合面76；第二径向延伸的环状的移动限制表面78；环状延伸的卸荷槽80，设置成靠近第二移动限制表面78从第二离合面76处径向向内延伸；多个截头锥形安装孔84，设置成与螺纹孔64的轴线对准，并且从相邻的第三端面72向第三端面74汇聚；多个卸荷槽86，设置成在第二离合面76和孔70之间径向延伸，在第二移动限制面78和第三端面74之间轴向延伸，并以与各安装孔84成径向平分关系；以及第二圆柱形支承面88。较佳地，安装孔84的轴线84a平行于圆柱形孔70并且与其等距；孔70和让位槽80的内环形延伸面80a之间的径向距离最好小于轴线84a和表面70之间的径向距离，最好如图6和7所示。卸荷槽86共同将径向向内布置在第二离合面76处的那部分棘轮环插入件36分成四个圆环区36a、36b、36c和36d，它们将以所述方式发生弹性变形。最好如图3所示，离合表面42和76可以是圆柱形的。

安装装置38包括先前已提及的螺纹孔64和截头锥形安装孔84，以及四个螺纹紧固件90，各紧固件具有一旋拧在各螺纹孔64中的各螺纹轴杆92，截头锥形部的头部94尺寸制成为可将一个轴杆容纳在中心对准的每个安装孔84中。头部94的轴向长度小于安装孔84那部分轴向长度，并且在环状延伸的卸荷槽80和第三端面74之间延伸。

参见图3，可以理解，包括本发明防过载离合器的部件的组装是这样的，即先将棘轮环30安装于棘轮环插入件36上而使第一离合面42与第二离合面76径向对准并且可转动配合，然后将棘轮环插入件安装于轮毂32上以使孔70的壁与安装面52径向对准并且滑动配合，并且使第三端面74与第一移动限制表面58紧贴配合，并且安装孔84布置成与螺纹孔64对准中心。通过将螺纹紧固件90插入安装孔84以及将其轴杆部92旋拧到螺纹孔64中，直至头部94配合在安装孔84中并且将第三端面74夹紧在与第一移动限制表面58上成面对面的配合，这样即完成装配，如图3所示。当离合器装配完成时，面对的第一和第二移动限制表面58和78与棘轮环30成松配合，并且共同将第一离合面42保持成与第二离合面76径向对准，并且轴向有充分间隙以使第一端面44和46和表面78和58可分别相对自由地转动。

接着离合器设备10的装配，螺纹紧固件90根据需要拧紧以使棘轮环插入件区36a-36d变形，并且迫使第二离合面76径向向外移动而与第一离合面42紧摩擦配合，这样棘轮环30和棘轮环插入件36以及轮毂32都连接一起或摩擦锁定在一起以在一定起重负荷情况下共同转动。当随后超过此预定的起重负荷情况时，如当起重机操作人员企图吊起超过该起重机设计负荷的负荷时，将超过起先起到维持离合面42和76连接一起以共同运转的摩擦力，结果离合面42和76将会相互转动地时产生滑动或滑移，从而使棘轮环30相对棘轮环插入件36以及轮毂32脱离连接。

所装配成的离合器设备10随后安装于驱动轴14上，即将轮毂32的螺纹拧到轴上，使轮毂端面56与相邻的韦斯顿止动闸22的一个摩擦盘26摩擦地轴向支承接合，并因轮毂凹入表面68可使轮壳相对韦斯顿止动闸的摩擦轮毂24自由转动。用固定螺母100和轮毂端面54相接合，从而将装置10保持在轴14上，并易于拆卸。随后，将杠杆插入件102滑到轮毂支承表面62和棘轮环插入件支承表面88上，一杠杆盖104由一对容纳在棘轮环插入件端面72上贯穿的螺纹孔108中的螺纹紧固件106固定到棘轮环插入件36上。

如在起重机12的使用过程中，会发生离合面42和/或76的磨损，或者由于在这些离合面之间将发生滑移而需要改变负载的扭矩值，可暂时将杠杆盖104移去以够着螺纹头部94加以调节。

为了使温度对施加在离合面42和76之间的摩擦力所产生的影响减小到最小，从而减小温度对扭矩的影响，防止这些面之间发生滑移，必须使棘轮环30和棘轮环插入件36的热膨胀系数在起重机12的所要求的操作温度范围之内大致相同。为此，可选择用铜合金C54400(磷青铜，易切削)和AISI304型不锈钢以分别制成棘轮环插入件36和棘轮环30。这两种材料的热膨胀系统都为9.6×10^-6in/in/°F。选用不锈钢来制造棘轮环是由于它在使用过程中将面临于较高的输入负荷。

虽然已结合一种杠杆操纵的起重机对本发明进行了描述，但可以理解本发明也可用于链块式起重机。

Claims (12)

1.一种用于具有用于操作起重机的起重机操纵装置和用于提升负荷的负荷提升装置的起重机的防过载离合器设备，所述设备包括以下装置的组合：

用于可有效地分别连接到所述操纵装置和所述负荷提升装置上的输入和输出；以及用于将所述输入安装于所述输出上且将扭矩从所述输入传递到所述输出的装置，其特征在于，所述装置包括弹性可变形件以及用于将所述弹性变形件安装于与所述输入以传递扭矩摩擦配合的所述输出上的装置，该装置使所述变形件可调节地弹性变形以改变由所述变形件从所述输入传递到所述输出的扭矩，并且所述变形件可相对所述输出转动地固定于其上并且可支撑所述输入以相对所述输出可转动。

2.一种用于具有用于操作起重机的起重机操纵装置和用于提升负荷的负荷提升装置的起重机的防过载离合器设备，所述设备包括：

用于可操作地连接到所述操纵装置上并且具有径向向内的第一离合面的输入；

用于可操作地连接到所述负荷提升装置上的输出；

一连接装置，具有一径向向外的第二离合面，用于可转动地与所述第一离合面面对面摩擦滑动配合，其特征在于，所述连接装置是可弹性变形的以使所述第二离合面径向移动以改变所述第一和第二离合面的摩擦配合程度，从而可调节地改变在其间所传递的扭矩；以及

安装装置，用于将所述连接装置安装于所述输出上并且可调节地使连接件弹性变性变形，从而相对第一离合表面径向地移动所述第二离合面，所述连接件相对所述输出转动地固定于其上，所述连接件和所述输出都设置成与所述输入配合以保持所述第一离合面与第二离合面径向中心对准。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述安装装置包括形成于所述输出中的螺纹孔，形成于所述连接件中的截头锥形安装孔以及螺纹紧固件，所述螺纹紧固件各自具有一螺纹轴杆部，旋拧在所述螺孔之一中，和一容纳在所述安装孔之一中的截头锥形头部，它可轴向调节以实现所述第二离合面的径向移动。

4.一种防过载离合器设备，由以下装置组成：

一输出，具有第一轴向延伸安装面，第一面朝轴向的移动限制面和多个轴向延伸的螺纹孔；

一输入，具有第一径向向内的离合面，以及第一轴向相对的端面；其特征在于，

一环装置，具有第二轴向延伸安装面，由所述第一安装面可拆卸地支承，设置成与所述第一离合面配合成摩擦面的第二径向向外离合面，第二轴向相对的端面，与所述第一移动限制面分开并且与其配合以限制所述第一端面轴向位移的第二轴向移动限制面，以及多个在所述第二端面之间延伸的轴向延伸截头锥形孔以与所述螺纹孔中心对准，所述环装置在径向延伸方向上可弹性变形；以及

多个安装件，具有可旋拧在所述螺纹中的螺纹轴杆部和可容纳在所述截头锥形孔中并且可与其配合的截头锥形头部以使所述环装置径向弹性变形，从而可调节地使所述第二离合面相对所述第一离合面移动以改变在所述输入和输出之间的所述离合面中传递的扭矩。

5.如权利要求4所述的防过载离合器设备，其特征在于，所述第一和第二安装面是圆柱形结构，而所述第一和第二移动限制面都是径向延伸的环形结构。

6.如权利要求4所述的过载离合器设备，其特征在于，所述输入和所述环具有大致相同的热膨胀系数。

7.一种起重机，具有以下装置的组合：

安装有一杠杆棘爪的杠杆操纵件；一用于提升负荷的负荷提升装置；一连接到所述负荷提升装置上的轴；一韦斯顿止动闸，连接有一轮毂以与所述轴一起转动，并有一对摩擦盘装成骑跨在一棘轮上，所述轮毂与所述一个摩擦盘之一摩擦配合；以及一防过载离合器设备，包括一安装轮毂，由所述轴螺纹支承，并且与所述韦斯顿止动闸的另一个所述摩擦盘轴向连接，一棘轮环，具有径向向外延伸的齿，和所述杠杆棘爪及一径向向内的第一离合面配合，其特征在于，还包括一可弹性变形的棘轮环插入件，具有一径向向外的第二离合面，以及用于将所述棘轮环插入件夹持于所述安装轮毂上以与其一起转动的安装装置，所述安装轮毂和所述棘轮环插入件配合以保持所述离合面径向中心对准，所述棘轮环插入件由所述安装装置可调节地弹性变形以使所述第二离合面相对所述第一离合面径向移动，从而改变在所述离合面之间传递的扭矩，所述离合面将所述棘轮环支撑在所述棘轮环插入件上以相对转动，所述离合面的摩擦表面配合将禁止其相对转动，所述离合面都是圆柱形的。

8.如权利要求7所述的起重机，其特征在于，所述安装装置包括多个形成于所述安装轮毂中的平行的螺纹孔，在所述棘轮环插入件中形成的多个平行截头锥形安装孔并与所述螺纹孔轴向对准，以及多个紧固件，其螺纹轴杆部具有容纳在所述螺纹孔中，并容纳在所述安装孔中且轴向可移动的截头锥形头部以使所述棘轮环插入件弹性变形，从而可调节地使所述第二离合面相对所述第一离合面径向移动。

9.如权利要求8所述的起重机，其特征在于，所述棘轮环和所述棘轮环插入件具有大致相同的膨胀系数。

10.一种防过载离合器设备，包括：

一输出；

一具有一第一离合面的输入；以及

用于将所述输入安装于所述输出上并且具有设置成为与所述第一离合面表面摩擦配合的转动表面的第二离合面、以传递所述输入和所述输出之间扭矩的装置，其特征在于，所述装置包括一构成所述第二离合面的弹性可变形件以及用于将所述变形件安装于所述输出上并与之一起运动的安装装置，所述安装装置可调节地使所述变形件弹性变形以使所述第二离合面相对所述第一离合面径向运动而可调节地改变使所述第二离合面与所述第一离合面摩擦配合并与其一起转动的摩擦力，并且所述离合面都是圆柱形的。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述变形件是一个整体结构件。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述变形件包括一径向延伸的环形运动限制表面，用于与所述输出协作以将所述第一离合面与所述第二离合面保持径向对准。

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