CN111750052B - 一种用于高扭矩传递的双排链轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传动技术领域。目的在于提供一种具有过载保护的用于高扭矩传递的双排链轮，包括主动链轮、从动链轮和链条，所述链条由若干个链节连接构成，所述链条绕设在主动链轮和从动链轮的轮齿上；所述主动链轮和从动链轮均包括两个并排布置的轮体，所述链条的数量为两根，两根链条并排设置，且对应绕设在主动链轮和从动链轮两组相对轮体的轮齿上；两根链条上设置有过载缓冲区，所述过载缓冲区与链条的一个链节相对，且过载缓冲区对应的链节由相互独立的前段和后段构成。本发明能够对链条进行过载保护，防止链条在扭矩过大的情况下出现断裂和损伤。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种用于高扭矩传递的双排链轮。
背景技术
传统的机械传动方式包括齿轮传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动、丝杠螺母副传动、链条链轮传动等等，其中链条链轮传动是一种十分常见的传动方式，其广泛应用运输、起重，以及各种现代化自动设备中。顾名思义，链条链轮传动装置最基础的组成单元通常是链条和两个链轮，链条绕设在两个链轮上，而两个链轮一个主动转动，另一个从动转动，形成动力的输出。链条链轮传动具备适应范围广、结构简单等优势，然其也具有传动扭矩较小、传动过程中有波动、噪声大等缺陷。为此，本发明着眼于传统链条链轮的缺陷对其进行改进，以提高其综合性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有过载保护的用于高扭矩传递的双排链轮。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于高扭矩传递的双排链轮，包括主动链轮、从动链轮和链条，所述链条由若干个链节连接构成，所述链条绕设在主动链轮和从动链轮的轮齿上；
所述主动链轮和从动链轮均包括两个并排布置的轮体，所述链条的数量为两根，两根链条并排设置，且对应绕设在主动链轮和从动链轮两组相对轮体的轮齿上；
两根链条上设置有过载缓冲区，所述过载缓冲区与链条的一个链节相对，且过载缓冲区对应的链节由相互独立的前段和后段构成；两根链条的前段之间、后段之间分别设置有第一横杆和第二横杆，所述第一横杆和第二横杆相互平行，所述第一横杆和第二横杆上设置有过载保护组件。
优选的，所述过载保护组件包括设置在第一横杆上的滑动杆，所述滑动杆设置在第一横杆朝向第二横杆的一面，且垂直于第一横杆；所述第二横杆上设置有与滑动杆相配合的滑动孔，所述滑动杆穿设在滑动孔内；所述滑动杆中段的侧壁上设置有一圈截面呈半圆形的环槽，所述滑动孔两侧的内壁上设置有侧孔，所述侧孔的位置与环槽相对，且侧孔内由内至外依次设置有相适配的顶紧弹簧、顶板和顶球；所述顶球与环槽相适配，并通过顶紧弹簧和顶板压紧在环槽内。
优选的，所述第二横杆上还设置有贯穿第二横杆的调节孔，所述调节孔与侧孔相对一侧的侧壁上设置有螺栓孔，所述螺栓孔与侧孔位于同一条直线上，且螺栓孔贯穿至侧孔；还包括与螺栓孔相适配的调节螺栓，所述调节螺栓的头部位于调节孔内，调节螺栓的杆部延伸至侧孔内；所述侧孔的底部还设置有推板，所述调节螺栓的杆部通过推板与顶紧弹簧相接触。
优选的，所述滑动杆延伸超出滑动孔，且滑动杆的端部设置有端盘，所述滑动杆上套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧位于端盘与第二横杆之间。
优选的，位于所述侧孔上方的滑动孔两内侧壁上还设置有一组红外线对射报警器，所述滑动杆的上段内设置有沿横向贯穿滑动杆的光线让位孔。
优选的，所述过载缓冲区在链条上设置有多个，且多个过载缓冲区在链条上均匀分布。
优选的，所述主动链轮和从动链轮均包括中心轴，所述中心轴的截面呈正六边形，中心轴的两端设置有螺纹连接段，且螺纹连接段上适配有锁紧螺母；所述中心轴上套设有第一安装套和第二安装套，所述第一安装套和第二安装套通过锁紧螺母锁紧在中心轴上；
所述第一安装套和第二安装套相背一端的周面上均设置有固定盘，两个所述轮体均呈环形，且通过连接螺栓分别同轴固定在两个固定盘的盘面上。
优选的，所述第一安装套和第二安装套相对的一端分别设置有相适配的抵接槽和抵接头，所述抵接头穿设在抵接槽内。
优选的，所述抵接槽的槽底与抵接头的端面之间设置有橡胶垫。
优选的，所述第一安装套和第二安装套外套设有橡胶缓冲圈，所述橡胶缓冲圈与轮体的内圈相适配，并位于轮体的内圈中；所述第一安装套和第二安装套外还套设有紧固套，所述紧固套通过紧固螺栓与第一安装套和第二安装套连接，所述橡胶缓冲圈通过紧固套压紧在固定盘的盘面上。
本发明的有益效果集中体现在：能够对链条进行过载保护，防止链条在扭矩过大的情况下出现断裂和损伤。具体来说，本发明的链条上设置有过载缓冲区，过载缓冲区设置有过载保护组件，在正常使用情况下，链条通过过载保护组件能够进行动力的持续传送。当扭矩过大时，过载保护组件工作，使对应链节的前段和后段拉伸分离，避免链条在过大的扭矩下发生断裂，有效的对链条进行了保护，保证了链条传动的稳定性。优选设置的过载保护组件包括第一横杆、第二横杆、滑动杆、滑动孔、环槽、顶紧弹簧、顶板、顶球等部件，正常情况下，受到顶紧弹簧作用力的影响，顶板将顶球紧紧的抵靠在滑动杆的环槽内，实现滑动杆和滑动孔的连接，也就是实现了第一横杆和第二横杆的连接，此时过载缓冲区对应链节的前段和后段与常规链节相当。当扭矩过大时，安装在第一横杆上的滑动杆受力大，克服顶紧弹簧的弹力，将顶球压入侧孔内，此时滑动杆与滑动孔可相对滑动，第一横杆和第二横杆可调整间距，实质上也就实现了链节传动的脱扣，形成过载保护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为俯视状态下过载保护组件的安装示意图；
图3为滑动杆的安装示意图；
图4为滑动杆上的光线让位孔的结构示意图；
图5为主动链轮的结构示意图；
图6为主动链轮的内部结构示意图；
图7为橡胶耐磨套的安装示意图；
图8为橡胶耐磨套的结构示意图；
图9为齿套的结构示意图；
图10为压圈的结构示意图；
图11为图10的左视图。
具体实施方式
如图1-11所示，一种链轮，其具备低噪声、稳定性好、具备过载保护、适合大扭矩传动、传动波动小等多种优势，具有极好的综合性能指标。与传统的链条链轮传动组合相比，本发明基础结构与之相当，也包括主动链轮1、从动链轮2和链条3等，所述链条3由若干个链节4连接构成，通常采用筒子链，所述链条3绕设在主动链轮1和从动链轮2的轮齿上。
但不同之处在于,本发明所述主动链轮1和从动链轮2均包括两个并排布置的轮体0，采用双排链轮结构，所述链条3的数量为两根，两根链条3并排设置，且对应绕设在主动链轮1和从动链轮2两组相对轮体0的轮齿上。
一、现有链条链轮传动组合在使用过程中，受到其本身特性的影响，不适合大扭矩的传动需求。这主要是由于以下两个原因造成的：1、链条不具备过载保护的功能，当扭矩过大时，容易造成链条断裂，轻则停机检修，重则伤人，甚至损毁其他设备。2、考虑到大扭矩的传动需求，通常链轮的尺寸较大，考虑到机加工、热处理等需求，这种链轮不便于一次成型加工，而应当采用组合式结构，而现有链轮的组合式装配结构稳定性还较差。为此，在适合大扭矩传动的大方向上，本发明拟从上述两个角度对现有链轮链条进行改进。
从过载保护的角度来看，如图2所示，本发明两根链条3上设置有过载缓冲区，所述过载缓冲区与链条3的一个链节4相对，且过载缓冲区对应的链节4由相互独立的前段和后段构成。换言之，也就是说，过载缓冲区对应的链条3的链节4是由两段构成的，且这两段是可分离的。两根链条3的前段之间、后段之间分别设置有第一横杆5和第二横杆6，所述第一横杆5和第二横杆6相互平行，所述第一横杆5和第二横杆6上设置有过载保护组件。过载保护组件的作用在于，在扭矩过大时，能够完成第一横杆5和第二横杆6的脱扣，并对此进行缓冲，以防止链条3损伤。而在正常状态下，过载保护组件又能保证第一横杆5和第二横杆6的连接，确保动力的顺畅传递。
所述过载保护组件的具体结构较多，例如：所述过载保护组件可以由一对电磁铁和一个压力传感器构成，在检测到压力过大时，电磁铁断电，实现脱扣。但这种方式不仅成本较高，同时电路布局相对较为复杂，检修难度较大。为此，本发明过载保护组件更好的方案还可以如图3和4所示，所述过载保护组件包括设置在第一横杆5上的滑动杆7，所述滑动杆7设置在第一横杆5朝向第二横杆6的一面，且垂直于第一横杆5。所述第二横杆6上设置有与滑动杆7相配合的滑动孔8，所述滑动杆7穿设在滑动孔8内。所述滑动杆7中段的侧壁上设置有一圈截面呈半圆形的环槽9，所述滑动孔8两侧的内壁上设置有侧孔10，所述侧孔10的位置与环槽9相对，且侧孔10内由内至外依次设置有相适配的顶紧弹簧11、顶板12和顶球13。所述顶球13与环槽9相适配，并通过顶紧弹簧11和顶板12压紧在环槽9内。
过载保护组件包括第一横杆5、第二横杆6、滑动杆7、滑动孔8、环槽9、顶紧弹簧11、顶板12、顶球13等部件，正常情况下，受到顶紧弹簧11作用力的影响，顶板12将顶球13紧紧的抵靠在滑动杆7的环槽9内，实现滑动杆7和滑动孔8的连接，也就是实现了第一横杆5和第二横杆6的连接，此时过载缓冲区对应链节4的前段和后段与常规链节4相当。当扭矩过大时，安装在第一横杆5上的滑动杆7受力大，克服顶紧弹簧11的弹力，将顶球13压入侧孔10内，此时滑动杆7与滑动孔8可相对滑动，第一横杆5和第二横杆6可调整间距，实质上也就实现了链节4传动的脱扣，形成过载保护。
在此基础上，为了应对不同的扭力过载保护，本发明更好的方案还可以是过载保护的压力范围可调。为此，如图3所示，所述第二横杆6上还设置有贯穿第二横杆6的调节孔14，所述调节孔14与侧孔10相对一侧的侧壁上设置有螺栓孔15，所述螺栓孔15与侧孔10位于同一条直线上，且螺栓孔15贯穿至侧孔10。还包括与螺栓孔15相适配的调节螺栓16，所述调节螺栓16的头部位于调节孔14内，调节螺栓16的杆部延伸至侧孔10内。所述侧孔10的底部还设置有推板17，所述调节螺栓16的杆部通过推板17与顶紧弹簧11相接触。通过旋转调节螺栓16，本发明可改变调节螺栓16伸入侧孔10内的长度，进而改变顶紧弹簧11的压缩率，由于顶紧弹簧11压缩率的变化，其施加在顶板12和顶球13上的压力变化，最终实现脱扣压力的调节。
为了防止在脱扣完成后，滑动杆7直接从滑动孔8内滑出，使链条3断开。本发明所述滑动杆7延伸超出滑动孔8，且滑动杆7的端部设置有端盘18，端盘18起到限位的作用。所述滑动杆7上套设有缓冲弹簧19，所述缓冲弹簧19位于端盘18与第二横杆6之间。缓冲弹簧19能够对增大的受力进行瞬时缓冲，防止链条3及过载保护组件受到损伤。
为了实现在过载保护启动时，同步停机保护。本发明还设置有针对过载保护状态是否启动的检测装置，如图3和4中所示，位于所述侧孔10上方的滑动孔8两内侧壁上还设置有一组红外线对射报警器20，所述滑动杆7的上段内设置有沿横向贯穿滑动杆7的光线让位孔21。当过载保护激发时，也就是滑动杆7滑动时，滑动杆7上的光线让位孔21到达红外线对射报警器20所对应的位置，红外线对射报警器20检测到报警信号，并发送至设备总控制器，实现同步停机。
当然，本发明所述过载缓冲区在链条3上可以设置有多个，且多个过载缓冲区在链条3上均匀分布。这样一来，就能确保链条3的水平段上始终有至少一个过载保护区，链条3的总体过载保护性能更好。
从链轮的组合式装配结构来看，如图5和6所示，本发明所述主动链轮1和从动链轮2均包括中心轴22，所述中心轴22的截面呈正六边形，中心轴22的两端设置有螺纹连接段23，且螺纹连接段23上适配有锁紧螺母24。所述中心轴22上套设有第一安装套25和第二安装套26，所述第一安装套25和第二安装套26通过锁紧螺母24锁紧在中心轴22上。所述第一安装套25和第二安装套26相背一端的周面上均设置有固定盘27，两个所述轮体0均呈环形，且通过连接螺栓28分别同轴固定在两个固定盘27的盘面上。
本发明的从动链轮2和主动链轮1由中心轴22、第一安装套25和第二安装套26、轮体0等主要部件构成，各部件结构相对简单，便于独立加工。同时，在进行大扭矩传动时，考虑到轮齿的磨损较大，即使轮齿出现损伤，本发明也无需整个更换主动链轮1和从动链轮2，而只需要对环形的轮体0进行更换即可，总体上降低了维护成本。
在此基础上，为了进一步提高链轮安装的稳定性，所述第一安装套25和第二安装套26外套设有橡胶缓冲圈32，所述橡胶缓冲圈32与轮体0的内圈相适配，并位于轮体0的内圈中，也就是说橡胶缓冲圈32的外边缘与轮体0的内边缘相接触。其接触方式可采用面接触，也可以采用齿接触的方式，也就是在轮体0内表面和橡胶缓冲圈32的外周面上均设置有相互啮合的齿，该结构较为简单，在图中未示出。橡胶缓冲圈32也能够传递一部分来自轮体0的扭力，改善连接螺栓28的应力状况，进一步提高轮体0安装的稳定性。
橡胶缓冲圈32的安装方式如下：所述第一安装套25和第二安装套26外还套设有紧固套33，所述紧固套33通过紧固螺栓34与第一安装套25和第二安装套26连接，所述橡胶缓冲圈32通过紧固套33压紧在固定盘27的盘面上。在此基础上，还可以是所述橡胶缓冲圈32的外边沿朝外延伸构成一圈边垫片351，所述边垫片351夹设在轮体0和固定盘27之间。边垫片351具有一定的压缩量，能够提高固定盘27与轮体0之间结合的紧密性。
另外，为了进一步提高第一安装套25和第二安装套26在中心轴22上安装的稳定性，所述第一安装套25和第二安装套26相对的一端分别设置有相适配的抵接槽29和抵接头30，所述抵接头30穿设在抵接槽29内，同理，所述抵接槽29的槽底与抵接头30的端面之间也可以设置有橡胶垫31。
二、现有链条3和链轮组合传动方式，链条3具有较大的波动，同时传动噪声大、磨损大，波动大主要是由于链条3水平段较长，其自身具有一定的重力，在重力作用下，其具有一定的下垂导致波动。而噪声和磨损大主要是由于链轮和链条3均采用金属制成，其在刚性接触的过程中具有较大的磨损。为了解决上述问题，本发明从缓解刚性接触，减少链条3波动上对现有机构进行了优化改良。
从缓解刚性接触的角度来看，如图7和8所示，本发明所述轮体0的边沿包覆有一层U形槽状的橡胶耐磨套36，所述橡胶耐磨套36呈条形，橡胶耐磨套36上对应轮齿的数量成形有若干与轮齿相适配的齿套37，所述齿套37套设在轮齿上。所述橡胶耐磨套36固定设置在轮体0上，其具体的固定方式可以是通过高强度粘结剂粘接在轮体0上。但为了便于更换，更好的做法是，所述轮体0两侧面上均设置有一圈环形的压槽，所述压槽内适配有压圈38，所述橡胶耐磨套36的两侧边卡设置在压槽内，并通过压圈38压紧。所述轮体0两侧面的压圈38通过锁紧螺栓352锁紧在轮体0上，当然，为了提高压紧度，还可以提前在橡胶耐磨套36上成形与压槽相配合的凹痕，直接将凹痕压紧在压槽内。
本发明由于在轮体0外边沿套设有一层橡胶耐磨套36，能够避免轮体0上的轮齿与链条3之间直接的纯刚性接触，从而降低了二者之间的磨耗，同时，这种方式也大大的降低了二者之间的金属摩擦和撞击噪音，提高了使用过程中的舒适性。另外，由于橡胶耐磨套38还可以增大轮齿与链条3之间的啮合力，起到防滑的作用，防止链条3打滑，尤其适合在大扭矩的传动场合进行使用。
当然，为了确保齿套37在轮齿上的稳定性，如图9所示，所述轮齿的两侧均设置有一个半圆形的防退槽39，所述齿套37两侧的内壁上设置有与防退槽39相配合的防退凸起40，所述防退凸起40位于防退槽39内。通过防退槽39和防退凸起40相配合，能够有效的避免齿套37脱离轮齿。
从降低链条3波动的角度来看，如图1所示，本发明所述主动链轮1和从动链轮2之间的链条3水平段上还设置有波动消减组件，所述波动消减组件由两个波动消减轮41构成，两个波动消减轮41上均设置有若干与链条3上的链节4相适配的轮齿，两个所述波动消减轮41相互交错，一上一下布置在链条3的上方和下方，且波动消减轮41的轮齿与链条3的链节4相啮合。
本发明在链条3波动最明显的水平段上设置有波动消减组件，两个波动消减轮41一上一下交错布置在链条3上，从而形成对链条3的限位和张紧，能够防止水平段下垂。同时，本发明由于采用上下共同限位的方式，对波动的消减作用极为明显，极大的提高了传动过程中稳定性和顺畅性。所述链条3的两个水平段上均设置有一组波动消减组件，同时对两个水平段进行张紧和限位。
关于波动消减轮41的安装方式，本发明两组所述波动消减组件之间设置有中心固定板42，每组波动消减组件的两个波动消减轮41共同安装在一张边固定板43上，所述边固定板43与中心固定板42之间通过连杆44连接。所述中心固定板42上设置有安装孔45，中心固定板42通过安装孔45设置在设备基础上，这种安装方式更加的合理紧凑。在此基础上，所述波动消减轮41为陶瓷轮。陶瓷材料制成的陶瓷轮作为波动消减轮41，极耐磨损，延长了使用寿命长，减少了维护检修的成本。
Claims (7)
1.一种用于高扭矩传递的双排链轮，包括主动链轮(1)、从动链轮(2)和链条(3)，所述链条(3)由若干个链节(4)连接构成，所述链条(3)绕设在主动链轮(1)和从动链轮(2)的轮齿上；
所述主动链轮(1)和从动链轮(2)均包括两个并排布置的轮体(0)，所述链条(3)的数量为两根，两根链条(3)并排设置，且对应绕设在主动链轮(1)和从动链轮(2)两组相对轮体(0)的轮齿上；
其特征在于：两根链条(3)上设置有过载缓冲区，所述过载缓冲区与链条(3)的一个链节(4)相对，且过载缓冲区对应的链节(4)由相互独立的前段和后段构成；两根链条(3)的前段之间、后段之间分别设置有第一横杆(5)和第二横杆(6)，所述第一横杆(5)和第二横杆(6)相互平行，所述第一横杆(5)和第二横杆(6)上设置有过载保护组件；
所述过载保护组件包括设置在第一横杆(5)上的滑动杆(7)，所述滑动杆(7)设置在第一横杆(5)朝向第二横杆(6)的一面，且垂直于第一横杆(5)；所述第二横杆(6)上设置有与滑动杆(7)相配合的滑动孔(8)，所述滑动杆(7)穿设在滑动孔(8)内；所述滑动杆(7)中段的侧壁上设置有一圈截面呈半圆形的环槽(9)，所述滑动孔(8)两侧的内壁上设置有侧孔(10)，所述侧孔(10)的位置与环槽(9)相对，且侧孔(10)内由内至外依次设置有相适配的顶紧弹簧(11)、顶板(12)和顶球(13)；所述顶球(13)与环槽(9)相适配，并通过顶紧弹簧(11)和顶板(12)压紧在环槽(9)内；
所述第二横杆(6)上还设置有贯穿第二横杆(6)的调节孔(14)，所述调节孔(14)与侧孔(10)相对一侧的侧壁上设置有螺栓孔(15)，所述螺栓孔(15)与侧孔(10)位于同一条直线上，且螺栓孔(15)贯穿至侧孔(10)；还包括与螺栓孔(15)相适配的调节螺栓(16)，所述调节螺栓(16)的头部位于调节孔(14)内，调节螺栓(16)的杆部延伸至侧孔(10)内；所述侧孔(10)的底部还设置有推板(17)，所述调节螺栓(16)的杆部通过推板(17)与顶紧弹簧(11)相接触；
所述滑动杆(7)延伸超出滑动孔(8)，且滑动杆(7)的端部设置有端盘(18)，所述滑动杆(7)上套设有缓冲弹簧(19)，所述缓冲弹簧(19)位于端盘(18)与第二横杆(6)之间。
2.根据权利要求1所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：位于所述侧孔(10)上方的滑动孔(8)两内侧壁上还设置有一组红外线对射报警器(20)，所述滑动杆(7)的上段内设置有沿横向贯穿滑动杆(7)的光线让位孔(21)。
3.根据权利要求2所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：所述过载缓冲区在链条(3)上设置有多个，且多个过载缓冲区在链条(3)上均匀分布。
4.根据权利要求3所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：所述主动链轮(1)和从动链轮(2)均包括中心轴(22)，所述中心轴(22)的截面呈正六边形，中心轴(22)的两端设置有螺纹连接段(23)，且螺纹连接段(23)上适配有锁紧螺母(24)；所述中心轴(22)上套设有第一安装套(25)和第二安装套(26)，所述第一安装套(25)和第二安装套(26)通过锁紧螺母(24)锁紧在中心轴(22)上；
所述第一安装套(25)和第二安装套(26)相背一端的周面上均设置有固定盘(27)，两个所述轮体(0)均呈环形，且通过连接螺栓(28)分别同轴固定在两个固定盘(27)的盘面上。
5.根据权利要求4所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：所述第一安装套(25)和第二安装套(26)相对的一端分别设置有相适配的抵接槽(29)和抵接头(30)，所述抵接头(30)穿设在抵接槽(29)内。
6.根据权利要求5所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：所述抵接槽(29)的槽底与抵接头(30)的端面之间设置有橡胶垫(31)。
7.根据权利要求6所述的用于高扭矩传递的双排链轮，其特征在于：所述第一安装套(25)和第二安装套(26)外套设有橡胶缓冲圈(32)，所述橡胶缓冲圈(32)与轮体(0)的内圈相适配，并位于轮体(0)的内圈中；所述第一安装套(25)和第二安装套(26)外还套设有紧固套(33)，所述紧固套(33)通过紧固螺栓(34)与第一安装套(25)和第二安装套(26)连接，所述橡胶缓冲圈(32)通过紧固套(33)压紧在固定盘(27)的盘面上。
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