CN112228471B - 一种电机轴端的扭矩限制结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：至少包括：固定壳体（1）、第一轴承（2）、输出轴（3）、第二轴承（4）、电机轴套（5）、内卡摩擦环（6）、外卡摩擦环（7）、弹性零件（8）、调整螺母（9）；固定壳体（1）为中空筒状结构，一端有法兰，另一端筒内有第一轴承窝（10），第一轴承（2）安装在所述的第一轴承窝（10）中，输出轴（3）为台阶轴状，大端有第二轴承窝（11），小端固定在第一轴承（2）内并伸出固定壳体（1）。这种电机轴端的扭矩限制结构简单、可靠、调整方便，不需要针对转辙机机型特点专门设计，就可以通过调整扭矩限制装置的最大输出扭矩来实现限制、调整转辙机最大输出力的目标。

Description

一种电机轴端的扭矩限制结构

技术领域

本发明涉及道岔电动转辙机相关技术领域，特别是电动转辙机的电机电机轴端的扭矩限制结构；适用于安装在电机轴伸端，用于限制电机最大输出扭矩的应用场合。

背景技术

电动转辙机用于转换并锁闭道岔，为保证运输的安全性，保护设备，需要限制其最大输出力，通常是通过限制其动力传递过程的最大扭矩来限制其最大输出力。

现有的电动转辙机各自使用不同的扭矩限制装置来限制其最大输出力，如ZD6系列电动转辙机在减速器上集成了扭矩限制装置，使用夹板固定内齿轮，当载荷超出设定值时，内齿轮转动，输出轴停转，输出的扭矩与载荷平衡，输出轴没有功率输出，这样就实现了限制最大输出力的功能。ZD9/ZDJ9转辙机在减速器输出端设置了摩擦连接器作为扭矩限制装置，摩擦连接器输入端与减速器齿轮啮合，输出端与滚珠丝杠连接，当载荷超过设定值时，输出端停止转动，没有功率输出，限制了最大输出力；另外，也有使用连接脱开的方法限制输出最大力的转辙机机型。可见，为了实现限制最大输出力的功能，转辙机设计过程中需要进行专门的结构设计；这样有利于针对机型特点设计出比较适用的结构来限制转辙机最大输出力，但是需要占用一定的设计资源，使设计者需要分出精力，甚至需要独立的专业人员来完成此项工作。

发明内容

本发明提供一种简单、可靠、调整方便，安装于电机轴端的扭矩限制装置，这样不需要针对转辙机机型特点专门设计，就可以通过调整扭矩限制装置的最大输出扭矩来实现限制、调整转辙机最大输出力的目标。

本发明的技术方案是：涉及一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：至少包括：固定壳体、第一轴承、输出轴、第二轴承、电机轴套、内卡摩擦环、外卡摩擦环、弹性零件、调整螺母；固定壳体为中空筒状结构，一端有法兰，另一端筒内有第一轴承窝，第一轴承安装在此第一轴承窝中，输出轴为台阶轴状，大端有第二轴承窝，小端固定在第一轴承内并伸出固定壳体，输出轴伸出固定壳体的部分用于安装或连接传递扭矩的零件，第二轴承安装在输出轴的第二轴承窝中，电机轴套为中空台阶轴，两端头直径均小于中间台阶，中空部分用于穿入电机轴并安装传递扭矩的零件，电机轴套一端安装在第二轴承中，与输出轴形成同轴结构，电机轴套在第二轴承中的装入深度由其台阶位置限制，电机轴套上台阶另一侧的轴从端头向台阶方向，依次是螺纹结构和卡套结构，内卡摩擦环和外卡摩擦环均为环状结构，至少各一个紧贴叠放，套穿在电机轴套的卡套结构上，调整螺母中心有螺纹孔，外周有用于旋动的卡孔或卡槽等调整结构，调整螺母与电机轴套的螺纹结构相连接，调整螺母和内卡摩擦环外卡摩擦环叠放组之间为弹性零件。

所述的输出轴大端的端头有卡槽。

所述的内卡摩擦环内孔结构与电机轴套的卡套结构相匹配，两者嵌套后传递扭矩，内卡摩擦环外圆与输出轴不嵌套，不能传递扭矩，

所述的外卡摩擦环内孔与电机轴套的卡套结构不能嵌套，两者不能传递扭矩，外卡摩擦环的外圆有与输出轴大端的端头卡槽相匹配的凸台，两者嵌套后传递扭矩。

所述的卡套结构包括但不限于键结构、扁圆结构、花键结构等。

所述的内卡摩擦环和外卡摩擦环紧贴叠放，其各自数量由传递扭矩及结构尺寸确定，叠放后与电机轴套台阶面及弹性零件紧贴的是内卡摩擦环。

所述的内卡摩擦环和外卡摩擦环紧贴叠放，叠放后，电机轴套台阶面及弹性元件和外卡摩擦环之间使用推力轴承进行隔离。

所述的调整螺母与电机轴套螺纹连接，通过旋动调整螺母位置，改变弹性零件的变形量，进而改变内卡摩擦环和外卡摩擦环贴合面之间的正压力，调整贴合面之间的摩擦扭矩大小。

所述的固定壳体对应调整螺母的位置有缺口，调整工具可以从缺口处操作旋动调整螺母。

本发明的工作原理是：各零件以固定壳体为基础安装后，将电机轴套套入电机输出轴并安装键等传递扭矩零件，同时将固定壳体紧固在电机端盖上，此装置与电机安装为一体。当电机轴转动输出扭矩时，驱动电机轴套同步转动，电机轴套通过卡套结构带动内卡摩擦环同步转动，内卡摩擦环和外卡摩擦环之间的摩擦扭矩带动外卡摩擦环同向转动，外卡摩擦环通过和输出轴大端的卡槽连接，带动输出轴同步转动，最终电机扭矩经输出轴输出。当载荷在输出轴上产生的阻力矩超出内卡摩擦环和外卡摩擦环贴合面所产生的摩擦力矩时，输出轴停转或断续转动，内卡摩擦环和外卡摩擦环之间产生明显的相对转速差。这样就起到了限制电机最大输出扭矩的作用。通过改变调整螺母位置改变弹性零件弹性变形量，可以改变内卡摩擦环和外卡摩擦环之间的正压力，从而改变他们贴合面的摩擦扭矩，这样就可以调整该装置的最大输出扭矩。

本发明的优点是：扭矩限制装置与电机集成为一体，通用性强。由于在电机输出端进行扭矩限制，相比在减速环节进行扭矩限制，传递的扭矩数值较小。相比现有转辙机的扭矩限制装置（也称为摩擦连接器）在故障时更换方便。

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是实施例1结构示意图的分解图；

图3是本发明实施例2结构示意图。

图中：1、固定壳体；2、第一轴承；3、输出轴；4、第二轴承；5、电机轴套；6、内卡摩擦环；7、外卡摩擦环；8、弹性零件；9、调整螺母；10、第一轴承窝；11、第二轴承窝。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本发明涉及一种电机轴端的扭矩限制结构，至少包括：固定壳体1、第一轴承2、输出轴3、第二轴承4、电机轴套5、内卡摩擦环6、外卡摩擦环7、弹性零件8、调整螺母9，固定壳体1为中空筒状结构，一端有法兰，另一端筒内有第一轴承窝10，第一轴承2安装在第一轴承窝10中，输出轴3为台阶轴状，大端有第二轴承窝11，小端固定在第一轴承2内并伸出固定壳体1，输出轴3伸出固定壳体1的部分用于安装或连接传递扭矩的零件，第二轴承4安装在输出轴3的第二轴承窝11中，电机轴套5为中空台阶轴，两端头直径均小于中间台阶，中空部分用于穿入电机轴并安装传递扭矩的零件，电机轴套5的一端安装在第二轴承4中，与输出轴3形成同轴结构，电机轴套5在第二轴承4中的装入深度由其台阶位置限制，电机轴套5上台阶另一侧的轴从端头向台阶方向，依次是螺纹结构和卡套结构，内卡摩擦环6和外卡摩擦环7均为环状结构，至少各一个紧贴叠放，套穿在电机轴套5的卡套结构上，调整螺母9为片状结构，中心有螺纹孔，外周径向分布有孔，用于旋动调整螺母9，调整螺母9与电机轴套5的螺纹结构相连接，碟簧组作为弹性零件8，布置在调整螺母9和内卡摩擦环6之间。

所述输出轴3大端的端头有卡槽。

所述的内卡摩擦环6内孔结构与电机轴套5的卡套结构相匹配，两者嵌套后传递扭矩，内卡摩擦环6外圆与输出轴3不嵌套，不能传递扭矩，所述的外卡摩擦环7内孔与电机轴套5的卡套结构不能嵌套，两者不能传递扭矩，外卡摩擦环7的外圆有与输出轴3大端的端头卡槽相匹配的凸台，两者嵌套后传递扭矩。

所述的卡套结构包括但不限于键结构、扁圆结构、花键结构等。

所述的内卡摩擦环6和外卡摩擦环7紧贴叠放，其各自数量由传递扭矩及结构尺寸确定，叠放后与电机轴套5的台阶面及弹性零件8紧贴的是内卡摩擦环6。

所述的调整螺母9与电机轴套5螺纹连接，通过旋动调整螺母9的位置，改变弹性零件8的变形量，进而改变内卡摩擦环6和外卡摩擦环7贴合面之间的正压力，调整贴合面之间的摩擦扭矩大小。

所述的固定壳体对应调整螺母9的位置有缺口，调整工具可以从缺口处操作旋动调整螺母9。

实施例2

如图3所示，实施例2与实施例1差别是调整螺母9不同，受空间结构所限，调整螺母9有可能厚度有限，外周难以设置旋动用的卡孔或卡槽，本实施例中调整螺母9为筒形，在筒壁设置卡孔，用于旋动调整螺母9，其余结构与实施例1相同，不再进行详细描述。

实施例3

受条件限制，需使外卡摩擦环7与电机轴套5台阶靠近，及（或）与弹性零件8靠近，当载荷产生的阻力矩大于设定最大输出扭矩时，外卡摩擦环7与电机轴套5、弹性零件8或调整螺母9之间会有相对运动，为保证摩擦扭矩的稳定和精确，在相对运动的零件之间设置相对转动扭矩稳定的隔离零件，本实施例中以推力轴承作为隔离零件，其余结构与实施例1或实施例2相同，不再进行详细描述。

Claims (5)

1.一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：至少包括：固定壳体（1）、第一轴承（2）、输出轴（3）、第二轴承（4）、电机轴套（5）、内卡摩擦环（6）、外卡摩擦环（7）、弹性零件（8）、调整螺母（9）；固定壳体（1）为中空筒状结构，一端有法兰，另一端筒内有第一轴承窝（10），第一轴承（2）安装在所述的第一轴承窝（10）中，输出轴（3）为台阶轴状，大端有第二轴承窝（11），小端固定在第一轴承（2）内并伸出固定壳体（1），输出轴（3）伸出固定壳体的部分用于安装或连接传递扭矩的零件，第二轴承（4）安装在输出轴（3）的第二轴承窝（11）中，电机轴套（5）为中空台阶轴，两端头直径均小于中间台阶，中空部分用于穿入电机轴并安装传递扭矩的零件，电机轴套（5）的一端安装在第二轴承（4）中，与输出轴（3）形成同轴结构，电机轴套（5）在第二轴承（4）中的装入深度由其台阶位置限制，电机轴套（5）上台阶另一侧的轴从端头向台阶方向，依次是螺纹结构和卡套结构，内卡摩擦环（6）和外卡摩擦环（7）均为环状结构，至少各一个紧贴叠放套穿在电机轴套（5）的卡套结构上，调整螺母（9）中心有螺纹孔，外周有用于旋动的卡孔或卡槽调整结构，调整螺母（9）与电机轴套（5）的螺纹结构相连接，调整螺母（9）和内卡摩擦环（6）及外卡摩擦环（7）叠放组之间为弹性零件（8）；所述的外卡摩擦环（7）的外圆有与输出轴（3）大端的端头卡槽相匹配的凸台，外卡摩擦环（7）的外圆凸台与输出轴（3）大端的端头卡槽两者嵌套后传递扭矩；

所述的内卡摩擦环（6）和外卡摩擦环（7）紧贴叠放，内卡摩擦环（6）和外卡摩擦环（7）叠放后与电机轴套（5）台阶面及弹性零件（8）紧贴的是内卡摩擦环（6）；

所述的内卡摩擦环（6）和外卡摩擦环（7）紧贴叠放，叠放后，电机轴套（5）台阶面及弹性零件（8）和外卡摩擦环（7）之间使用推力轴承类型的结构进行隔离；

所述的调整螺母（9）中心有螺纹孔，外周有卡孔或卡槽，与电机轴套（5）螺纹连接，通过卡孔或卡槽旋动调整螺母（9）位置，改变弹性零件（8）的变形量，进而改变内卡摩擦环（6）和外卡摩擦环（7）贴合面之间的正压力，调整贴合面之间的摩擦扭矩大小。

2.根据权利要求1所述的一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：所述的输出轴（3）大端的端头有卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：所述的内卡摩擦环（6）内孔结构与电机轴套（5）的卡套结构相匹配，两者嵌套后传递扭矩。

4.根据权利要求1所述的一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：所述的卡套结构或为键结构或为扁圆结构。

5.根据权利要求1所述的一种电机轴端的扭矩限制结构，其特征是：所述的固定壳体（1）对应调整螺母（9）的位置有缺口，调整工具可以从缺口处操作旋动调整螺母（9）。