CN114992256A - 一种同步自动离合器接合闭锁齿结构 - Google Patents

一种同步自动离合器接合闭锁齿结构 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，包括输出组件、输入组件、滑移组件、闭锁组件，滑移组件位于输出组件和输入组件之间，闭锁组件位于输入组件和滑移组件的外部，闭锁组件内侧设置闭锁齿内齿，滑移组件与闭锁组件配合的位置设置滑移组件闭锁齿外齿，输入组件与闭锁组件配合的位置设置输入组件闭锁齿外齿，输出组件上设置棘齿，滑移组件上设置与其配合的棘爪。本发明接合闭锁齿结构可使同步自动离合器接合后锁定在接合状态，即使同步自动离合器输入端的低压转子转速低于输出端的高中压转子转速，同步自动离合器也不会脱开，无论汽轮机低压转子供汽是否充足，汽轮机高中压转子都可以一直拖动汽轮机低压转子旋转。

Description

一种同步自动离合器接合闭锁齿结构
技术领域
本发明涉及的是一种离合器，具体地说是离合器的接合闭锁齿结构。
背景技术
同步自动离合器是一种依靠输入、输出端转速变化而自动接合、脱开的高功率密度、高可靠性的齿式离合器，已广泛应用于舰船、冶金、化工、发电等传动领域。同步自动离合器能够实现动力装置的在线投入、退出，尤其是在双动力切换或并车系统中，可提高机组运行灵活性。在燃-蒸联合循环NCB发电机组和其他一些特殊传动系统中，需要离合器具有接合锁定功能，也就是将离合器锁定在接合状态，接合锁定后，即使同步自动离合器的输出端转速高于输入端转速，离合器也不会自动脱开。如在热电联产NCB机组中，其布置形式为：发电机、汽轮机高中压转子、同步自动离合器、汽轮机低压转子。当机组热负荷需求较高时，汽轮机低压转子停机，同步自动离合器自动脱开，汽轮机高中压转子继续拖动发电机发电，高中压缸排汽全部用于供热；而当机组电力负荷需求较高时，汽轮机低压转子启动并升速至额定转速，同步自动离合器自动接合，汽轮机高中压缸排汽全部进入汽轮机低压缸做功，汽轮机低压转子、高中压转子一起驱动发电机，从而让机组最大限度的发电。
该类型机组在冷态启动时，需要汽轮机高中压转子与低压转子一同启动，但由于冷态启动时，汽轮机高中压缸排汽能力不足，没有足够流量的蒸汽进入汽轮机低压转子，会造成汽轮机低压转子转速波动或不能及时跟随汽轮机高中压转子转速，安装在高中压转子与低压转子之间的同步自动离合器会频繁接合脱开或一直脱开，增加了同步自动离合器的运行安全隐患，并且会大幅延长了机组启动时间。
发明内容
本发明的目的在于提供可解决频繁接合脱开及机组启动试验延长等问题的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：包括输出组件、输入组件、滑移组件、闭锁组件，滑移组件位于输出组件和输入组件之间并相对于输出组件和输入组件滑移，闭锁组件位于输入组件和滑移组件的外部并相对于输入组件和滑移组件滑移，闭锁组件内侧设置闭锁齿内齿，滑移组件与闭锁组件配合的位置设置滑移组件闭锁齿外齿，输入组件与闭锁组件配合的位置设置输入组件闭锁齿外齿，输出组件上设置棘齿，滑移组件上设置与其配合的棘爪。
本发明还可以包括：
1、闭锁齿内齿的齿根与滑移组件闭锁齿外齿齿顶接触定位。
2、滑移组件的端部为滑移接合定位面，输入组件内部的端部为输入接合定位面，当滑移接合定位面与输入接合定位面贴合时，闭锁组件向右滑移，闭锁齿内齿同时套接滑移组件闭锁齿外齿和输入组件闭锁齿外齿。
3、滑移组件闭锁齿外齿及输入组件闭锁齿外齿的齿槽角向重合。
4、输入组件闭锁齿外齿的齿厚相对滑移组件闭锁齿外齿更薄。
5、随着滑移组件相对输入组件的螺旋运动，滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿的齿槽逐渐重合，闭锁齿内齿与输入组件闭锁齿外齿端面相对转动，直到滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿的齿槽重合，闭锁齿内齿套入输入组件闭锁齿外齿，完成接合锁定。
6、闭锁齿内齿去除n个齿形，与其对应的，滑移组件闭锁齿外齿及输入组件闭锁齿外齿保留n个齿槽不加工，形成滑移组件闭锁齿外齿非标准齿形与输入组件闭锁齿外齿非标准齿。
7、闭锁组件向接合锁定方向移动，直到闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面接触，滑移组件相对输入组件作螺旋运动，闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面相对转动，滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿标准齿形的齿槽与齿槽角向重合，但闭锁齿内齿仍无法套入输入组件闭锁齿外齿，从而避免了接合到位前的接合锁定。
8、随着接合过程的继续进行，滑移组件相对输入组件继续作螺旋运动，闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面继续相对转动，接合到位时，滑移组件闭锁齿外齿非标准齿形与输入组件闭锁齿外齿非标准齿形角向重合，闭锁齿内齿能够套入输入组件闭锁齿外齿，完成接合锁定过程。
本发明的优势在于：本发明接合闭锁齿结构可使同步自动离合器接合后锁定在接合状态，即使同步自动离合器输入端的低压转子转速低于输出端的高中压转子转速，同步自动离合器也不会脱开，无论汽轮机低压转子供汽是否充足，汽轮机高中压转子都可以一直拖动汽轮机低压转子旋转，提高了机组启动过程中设备安全性，减少了机组启动时间。
附图说明
图1为本发明脱开状态的示意图；
图2为本发明接合闭锁状态的示意图；
图3为由脱开状态转到接合状态时闭锁齿位置的变化图；
图4为接合未闭锁状态时闭锁齿位置关系图；
图5为接合闭锁状态时闭锁齿位置关系图；
图6为未接合到位时，完成接合闭锁的示意图之一；
图7为未接合到位时，完成接合闭锁的示意图之二；
图8为未接合到位时，完成接合闭锁的示意图之三；
图9为未接合到位但接合闭锁的离合器状态图；
图10闭锁齿内齿与闭锁齿外齿结构示意图；
图11为闭锁齿内齿与闭锁齿外齿的闭锁过程示意图之一；
图12为闭锁齿内齿与闭锁齿外齿的闭锁过程示意图之二；
图13为闭锁齿内齿与闭锁齿外齿的闭锁过程示意图之三；
图14为闭锁齿内齿与闭锁齿外齿的闭锁过程示意图之四；
图15为闭锁齿内齿与闭锁齿外齿的闭锁过程示意图之五。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-15，如图1所示为同步自动离合器的脱开状态，其主要由输出组件100、滑移组件200、输入组件400、棘轮101、棘爪202组成，本发明提供了一种接合闭锁齿结构，其增加闭锁组件300、闭锁组件上制有闭锁齿内齿301，滑移组件上增加滑移组件闭锁齿外齿201，输入组件上增加输入组件闭锁齿外齿401，闭锁齿内齿301的齿根与滑移组件闭锁齿外齿201齿顶接触定位。如图2所示当离合器接合到位时，接合定位面500贴合，闭锁组件300向右滑移，闭锁齿内齿301同时套接了滑移组件闭锁齿外齿201和输入组件闭锁齿外齿401，闭锁齿内齿301限制了滑移组件和输入组件的相对旋转，使离合器即使在输入组件400转速低于输出组件100转速时，也不会自动脱开。
如图3所示，离合器由脱开状态转换为接合状态时，需要滑移组件闭锁齿外齿201及输入组件闭锁齿外齿401的齿槽角向重合，才能保证闭锁齿内齿301能够同时套入滑移组件闭锁齿外齿201及输入组件闭锁齿外齿401。同时，为保证闭锁齿内齿301能够可靠滑入输入组件闭锁齿外齿401，输入组件闭锁齿外齿401的齿厚相对滑移组件闭锁齿外齿201更薄，如图4所示，单侧齿厚差值为a，在此情况下，闭锁齿内齿301向输入组件闭锁齿外齿401滑入时，不会发生刮蹭，如图5所示。
为保证离合器接合锁定的快速性，通常在滑移组件未接合到位时，就将闭锁组件300向接合锁定方向推动，直到闭锁齿内齿301与输入组件闭锁齿外齿401端面接触，随着滑移组件200相对输入组件400的螺旋运动，滑移组件闭锁齿外齿201与输入组件闭锁齿外齿401的齿槽逐渐重合，这一过程中，闭锁齿内齿301与输入组件闭锁齿外齿401端面相对转动，直到滑移组件闭锁齿外齿201与输入组件闭锁齿外齿401的齿槽重合，闭锁齿内齿301套入输入组件闭锁齿外齿401，完成离合器接合锁定。但当离合器径向尺寸、滑移行程较大时，尤其是NCB机组中的大功率同步自动离合器，滑移组件200由脱开位置滑移到接合位置，其相对输入组件400的旋转角度较大，会产生一种情况：在离合器接合滑移组件200由脱开位置滑移到接合位置的过程中，滑移组件闭锁齿外齿201与输入组件闭锁齿外齿401齿槽角向重合的位置不止一个。此时为了提高接合锁定的快速性，提前推动闭锁组件300，直到闭锁齿内齿301与输入组件闭锁齿外齿401端面接触，如图6所示。随着滑移组件200相对输入组件400的螺旋运动，滑移组件闭锁齿外齿201与输入组件闭锁齿外齿401的齿槽一旦角向重合，闭锁齿内齿301会在离合器没有接合到位时，就套入输入组件闭锁齿外齿401，如图7所示。但此时离合器没有接合到位，滑移组件200会继续做螺旋运动，直到内外闭锁齿间隙消除，齿面贴合，如图8所示。滑移组件200停留在当前位置，如图9所示，依靠没有啮合到位的驱动齿和闭锁齿，离合器无法传递额定扭矩。
本发明提供了一种接合闭锁齿结构，将闭锁齿内齿301某一位置去除若干个齿形，将滑移组件闭锁齿内齿301及输入组件闭锁齿内齿301保留若干个齿槽不加工，以去除一个内齿齿形，保留一个内齿齿槽为例，其基本结构如图10所示。下面说明其接合锁定过程，图11所示为离合器脱开状态时闭锁齿内齿301、外齿的环切面，在离合器开始接合前，将闭锁组件300向接合锁定方向推动，直到闭锁齿内齿301端面与输入组件闭锁齿外齿401端面接触，此状态如图12所示。随着离合器接合过程的进行，滑移组件200相对输入组件400作螺旋运动，闭锁齿内齿301端面与输入组件闭锁齿外齿401端面相对转动，接合到某一位置时，滑移组件闭锁齿外齿201与输入组件闭锁齿外齿401标准齿形的齿槽与齿槽角向重合，但闭锁齿内齿301仍无法套入输入组件闭锁齿外齿401，避免了在离合器接合到位前的接合锁定，此状态如图13所示。随着离合器接合过程的继续进行，滑移组件200相对输入组件400继续作螺旋运动，闭锁齿内齿301端面与输入组件闭锁齿外齿401端面继续相对转动，如图14所示。离合器接合到位时，滑移组件闭锁齿外齿201非标准齿形与输入组件闭锁齿外齿401非标准齿形角向重合，闭锁齿内齿301才能够套入输入组件闭锁齿外齿401，完成离合器的接合锁定过程，如图15所示。具体的闭锁齿内齿301齿形的去除数量和闭锁齿外齿齿槽的不加工数量，要根据闭锁齿参数和离合器接合过程中滑移组件200相对输入组件400的旋转角度确定，确保在离合器接合过程中，只有一次机会，也就是离合器接合到位时，闭锁齿内齿301才能套入输入组件闭锁齿外齿401。

Claims (9)

1.一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：包括输出组件、输入组件、滑移组件、闭锁组件，滑移组件位于输出组件和输入组件之间并相对于输出组件和输入组件滑移，闭锁组件位于输入组件和滑移组件的外部并相对于输入组件和滑移组件滑移，闭锁组件内侧设置闭锁齿内齿，滑移组件与闭锁组件配合的位置设置滑移组件闭锁齿外齿，输入组件与闭锁组件配合的位置设置输入组件闭锁齿外齿，输出组件上设置棘齿，滑移组件上设置与其配合的棘爪。
2.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：闭锁齿内齿的齿根与滑移组件闭锁齿外齿齿顶接触定位。
3.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：滑移组件的端部为滑移接合定位面，输入组件内部的端部为输入接合定位面，当滑移接合定位面与输入接合定位面贴合时，闭锁组件向右滑移，闭锁齿内齿同时套接滑移组件闭锁齿外齿和输入组件闭锁齿外齿。
4.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：滑移组件闭锁齿外齿及输入组件闭锁齿外齿的齿槽角向重合。
5.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：输入组件闭锁齿外齿的齿厚相对滑移组件闭锁齿外齿更薄。
6.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：随着滑移组件相对输入组件的螺旋运动，滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿的齿槽逐渐重合，闭锁齿内齿与输入组件闭锁齿外齿端面相对转动，直到滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿的齿槽重合，闭锁齿内齿套入输入组件闭锁齿外齿，完成接合锁定。
7.根据权利要求1所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：闭锁齿内齿去除n个齿形，与其对应的，滑移组件闭锁齿外齿及输入组件闭锁齿外齿保留n个齿槽不加工，形成滑移组件闭锁齿外齿非标准齿形与输入组件闭锁齿外齿非标准齿。
8.根据权利要求7所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：闭锁组件向接合锁定方向移动，直到闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面接触，滑移组件相对输入组件作螺旋运动，闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面相对转动，滑移组件闭锁齿外齿与输入组件闭锁齿外齿标准齿形的齿槽与齿槽角向重合，但闭锁齿内齿仍无法套入输入组件闭锁齿外齿，从而避免了接合到位前的接合锁定。
9.根据权利要求8所述的一种同步自动离合器接合闭锁齿结构，其特征是：随着接合过程的继续进行，滑移组件相对输入组件继续作螺旋运动，闭锁齿内齿端面与输入组件闭锁齿外齿端面继续相对转动，接合到位时，滑移组件闭锁齿外齿非标准齿形与输入组件闭锁齿外齿非标准齿形角向重合，闭锁齿内齿能够套入输入组件闭锁齿外齿，完成接合锁定过程。
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