CN115342118B - 一种自动循环液冷式万向节十字轴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动循环液冷式万向节十字轴，包括基体、冷却管，基体上设有四个轴头，轴头上连接有轴承外圈，轴承外圈与轴头之间设有滚子，所述轴头上设有温度传感器；轴承外圈的外环面上设有冷却管定位槽，冷却管嵌装在冷却管定位槽中；冷却管的一端设有冷却液进口，冷却管的另一端设有冷却液出口。本发明中，在十字轴的轴头上设有温度传感器，温度传感器能够检测轴头的温度；当轴头温度超过设定的预警温度时，通过冷却管对轴头进行降温，使轴头温度降至正常的工作温度，从而有效避免了十字轴的轴头位置处发生过热的情况，降低了因温度过高而造成润滑油的蒸发损失，保证了轴头处能够得到良好的润滑，提高万向节的实际使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及万向节技术领域，特别涉及一种自动循环液冷式万向节。
背景技术
当万向节应用在一些大载荷的工况下时，由于万向轴十字轴的轴头位置为主要受力点，万向节上的十字轴会承受相应的载荷，万向节十字轴的轴头会因为载荷过大而升温明显，导致十字轴轴头位置处温度过高，从而会加剧轴头位置处润滑油的蒸发损失，导致十字轴的轴头位置处因缺油而发生干磨卡死等问题，造成万向节故障损坏，降低万向节的实际使用寿命。
发明内容
本发明的目的是解决现有的万向节在使用过程中，十字轴的轴头处容易过热，会加剧轴头位置处润滑油的蒸发损失，导致十字轴的轴头位置处因缺油而发生干磨卡死等问题，造成万向节故障损坏，降低万向节的实际使用寿命的问题，提供一种自动循环液冷式万向节十字轴，能够有效解决上述问题。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种自动循环液冷式万向节十字轴，包括基体、冷却管，基体上设有四个轴头，轴头上连接有轴承外圈，轴承外圈与轴头之间设有滚子，所述轴头上设有温度传感器；轴承外圈的外环面上设有冷却管定位槽，冷却管定位槽以螺旋形的方式设置在轴承外圈的外环面上，冷却管嵌装在冷却管定位槽中；冷却管的一端设有冷却液进口，冷却管的另一端设有冷却液出口。
本发明中，在十字轴的轴头上设有温度传感器，温度传感器能够检测轴头的温度；当轴头温度超过设定的预警温度时，则表明轴头温度过高，需要对轴头进行降温，使轴头温度降至正常的工作温度；本发明中，是通过冷却管对轴头进行降温的，冷却液从冷却管的冷却液进口处通入，冷却液通过螺旋形的冷却管后从冷却液出口流出，冷却管与轴承外圈之间发生热交换，将轴承外圈上的热量带走，并对轴承外圈进行降温，由于轴承外圈与轴头之间是通过滚子间接接触的，因此在对轴承外圈进行降温的同时，也能对滚子以及轴头起到良好的降温作用，从而有效避免了十字轴的轴头位置处发生过热的情况，降低了因温度过高而造成润滑油的蒸发损失，保证了轴头处能够得到良好的润滑，提高万向节的实际使用寿命。
作为优选，所述轴承外圈由高碳铬轴承钢制成。
作为优选，所述轴头上设有传感器安装槽,温度传感器设置在传感器安装槽中，基体中设有腔体，传感器安装槽与腔体之间设有线缆孔。
作为优选，所述腔体中设有处理模块、无线发射模块，温度传感器和无线发射模块均与处理模块电连接。温度传感器能够探测轴头的温度，并将温度信号通过线缆传输给处理模块，最终通过无线发射模块将温度信号无线发送给控制终端，控制终端接收到信号后，能够准确了解轴头的温度情况，并决定是否需要对轴头进行冷却。
作为优选，所述温度传感器上套设有固定套，温度传感器的一端与传感器安装槽的底面接触，固定套上设有弹性施压件，传感器安装槽的内壁上设有卡槽；弹性施压件的一端与固定套相连，弹性施压件的另一端卡入卡槽中。本发明中，通过弹性施压件将温度传感器固定在传感器安装槽中，弹性施压件能够对温度传感器施加一定的压力，使得温度传感器能够传感器安装槽的底面之间保持一定的接触压力，使温度传感器与轴头之间接触稳定，保证温度传感器能够准确探测轴头的温度。在安装温度传感器时，只需将温度传感器装入传感器安装槽中，并使弹性施压件卡入传感器安装槽内壁上的卡槽中即可，安装过程较为方便。
作为优选，固定套上设有两个弹性施压件，两个弹性施压件对称设置在固定套的一端；传感器安装槽的内壁上设有两个卡槽，两个卡槽分别位传感器安装槽的两侧，两个弹性施压件的一端分别卡入两个卡槽中。
作为优选，所述弹性施压件包括热弯曲弹性件，热弯曲弹性件呈“C”字形，热弯曲弹性件的一端设有第一连接体，第一连接体与固定套相连；热弯曲弹性件的另一端设有第二连接体，第二连接体的一端与热弯曲弹性件相连，第二连接体的另一端为自由端，所述自由端卡入传感器安装槽内壁上的卡槽中；热弯曲弹性件由内侧金属层和外侧金属层组成，内侧金属层的热膨胀系数大于外侧金属层的热膨胀系数。万向节在不工作时，万向节与周围环境温度保持相同，此时由于万向节温度较低，无需对万向节的温度进行监测预警；而在温度较低情况下时，热弯曲弹性件向两端张开的趋势较小，故弹性施压件对温度传感器施加的压力也较小，温度传感器与传感器安装槽底面之间的接触压力较小，这样当万向节不工作时，温度传感器受压较小，避免温度传感器长时间受到较大的压力，对温度传感器起到一定的保护作用；当万向节在工作过程中温度逐渐上升时，此时热弯曲弹性件的也随之升温；热弯曲弹性件在升温过程中，由于内侧金属层的热膨胀系数大于外侧金属层的热膨胀系数，因此内侧金属层的膨胀量会大于外侧金属层的膨胀量，从而使热弯曲弹性件的两端产生向两外侧张开的趋势，这样就使弹性施压件对温度传感器施加的压力增加，且温度越高，施压的压力就越大，这样的好处在于：通过提高对温度传感器施加压力，可以将温度传感器牢牢地压在传感器安装槽的底面上，能够有效抵抗万向节在转动过程中的震动以及温度传感器随万向节转动时向外的离心力，使得温度传感器能够十分稳定地与轴头接触，保证测温结果的准确性。
作为优选，所述第一连接体和第二连接体均由金属制成。
本发明的有益效果是：本发明中，在十字轴的轴头上设有温度传感器，温度传感器能够检测轴头的温度；当轴头温度超过设定的预警温度时，通过冷却管对轴头进行降温，使轴头温度降至正常的工作温度，从而有效避免了十字轴的轴头位置处发生过热的情况，降低了因温度过高而造成润滑油的蒸发损失，保证了轴头处能够得到良好的润滑，提高万向节的实际使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部剖视图。
图3为轴承外圈的结构示意图。
图4为图2中A部放大图。
图5为热弯曲弹性件的结构示意图。
图中：1、基体，2、轴承外圈，3、冷却管，4、轴头，5、滚子，6、腔体，7、传感器安装槽，8、线缆孔，9、冷却管定位槽，10、伸出槽，11、温度传感器，12、固定套，13、第一连接体，14、热弯曲弹性件，15、第二连接体，16、卡槽，17、内侧金属层，18、外侧金属层，19、线缆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1至图5所示，一种自动循环液冷式万向节十字轴，包括基体1、冷却管3。基体1上设有四个轴头4，轴头4与基体1一体成型。轴头4上连接有轴承外圈2，轴承外圈2与轴头4之间设有滚子5。本实施例中，轴承外圈2由高碳铬轴承钢制成。
轴头3上设有温度传感器11。具体的，轴头4上设有传感器安装槽7,温度传感器11设置在传感器安装槽7中。基体1中设有腔体6，传感器安装槽7与腔体6之间设有线缆孔8。腔体6中设有处理模块、无线发射模块，温度传感器11通过线缆19腔体6中的处理模块相连，线缆19从线缆孔8中穿过。温度传感器11和无线发射模块均与处理模块电连接。
轴承外圈2的外环面上设有冷却管定位槽9，冷却管定位槽9以螺旋形的方式设置在轴承外圈2的外环面上。冷却管3嵌装在冷却管定位槽9中。轴承外圈2的外环面上设有伸出槽10，伸出槽10的槽深大于冷却管定位槽9的槽深。伸出槽10沿着轴承外圈2的轴向设置。冷却管3以螺旋形的方式缠绕设置在轴承外圈2上，冷却管的一端从伸出槽10伸出。冷却管3低于轴承外圈2的外环面或者与轴承外圈2的外环面平齐。冷却管3的一端设有冷却液进口，冷却管3的另一端设有冷却液出口。
本发明中，在十字轴的轴头上设有温度传感器，温度传感器能够检测轴头的温度，并将温度信号通过线缆传输给处理模块，最终通过无线发射模块将温度信号无线发送给控制终端，控制终端接收到信号后，能够准确了解轴头的温度情况，并决定是否需要对轴头进行冷却。当轴头温度超过设定的预警温度时，则表明轴头温度过高，需要对轴头进行降温，使轴头温度降至正常的工作温度；本发明中，是通过冷却管对轴头进行降温的，冷却液从冷却管的冷却液进口处通入，冷却液通过螺旋形的冷却管后从冷却液出口流出，冷却管与轴承外圈之间发生热交换，将轴承外圈上的热量带走，并对轴承外圈进行降温，由于轴承外圈与轴头之间是通过滚子间接接触的，因此在对轴承外圈进行降温的同时，也能对滚子以及轴头起到良好的降温作用，从而有效避免了十字轴的轴头位置处发生过热的情况，降低了因温度过高而造成润滑油的蒸发损失，保证了轴头处能够得到良好的润滑，提高万向节的实际使用寿命。
进一步的，温度传感器11上套设有固定套12，温度传感器11的一端与传感器安装槽7的底面接触，固定套12上设有弹性施压件，传感器安装槽7的内壁上设有卡槽16；弹性施压件的一端与固定套12相连，弹性施压件12的另一端卡入卡槽16中。本实施例中，固定套12上设有两个弹性施压件，两个弹性施压件对称设置在固定套12的一端。传感器安装槽7的内壁上设有两个卡槽16，两个卡槽16分别位传感器安装槽的两侧，两个弹性施压件的一端分别卡入两个卡槽中。
其中，弹性施压件包括热弯曲弹性件14，热弯曲弹性件14呈“C”字形，热弯曲弹性件14的一端设有第一连接体13，第一连接体13与固定套12相连；热弯曲弹性件14的另一端设有第二连接体15，第二连接体15的一端与热弯曲弹性件14相连，第二连接体15的另一端为自由端，自由端卡入传感器安装槽7内壁上的卡槽16中。第一连接体13和第二连接体15均由金属制成。热弯曲弹性件14由内侧金属层17和外侧金属层18组成，内侧金属层17的热膨胀系数大于外侧金属层18的热膨胀系数。
发明中，通过弹性施压件将温度传感器固定在传感器安装槽中，弹性施压件能够对温度传感器施加一定的压力，使得温度传感器能够传感器安装槽的底面之间保持一定的接触压力，使温度传感器与轴头之间接触稳定，保证温度传感器能够准确探测轴头的温度。在安装温度传感器时，只需将温度传感器装入传感器安装槽中，并使弹性施压件卡入传感器安装槽内壁上的卡槽中即可，安装过程较为方便。
万向节在不工作时，万向节与周围环境温度保持相同，此时由于万向节温度较低，无需对万向节的温度进行监测预警；而在温度较低情况下时，热弯曲弹性件向两端张开的趋势较小，故弹性施压件对温度传感器施加的压力也较小，温度传感器与传感器安装槽底面之间的接触压力较小，这样当万向节不工作时，温度传感器受压较小，避免温度传感器长时间受到较大的压力，对温度传感器起到一定的保护作用；当万向节在工作过程中温度逐渐上升时，此时热弯曲弹性件的也随之升温；热弯曲弹性件在升温过程中，由于内侧金属层的热膨胀系数大于外侧金属层的热膨胀系数，因此内侧金属层的膨胀量会大于外侧金属层的膨胀量，从而使热弯曲弹性件的两端产生向两外侧张开的趋势，这样就使弹性施压件对温度传感器施加的压力增加，且温度越高，施压的压力就越大，这样的好处在于：通过提高对温度传感器施加压力，可以将温度传感器牢牢地压在传感器安装槽的底面上，能够有效抵抗万向节在转动过程中的震动以及温度传感器随万向节转动时向外的离心力，使得温度传感器能够十分稳定地与轴头接触，保证测温结果的准确性。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自动循环液冷式万向节十字轴，包括基体、冷却管，基体上设有四个轴头，轴头上连接有轴承外圈，轴承外圈与轴头之间设有滚子，其特征在于，所述轴头上设有温度传感器；轴承外圈的外环面上设有冷却管定位槽，冷却管定位槽以螺旋形的方式设置在轴承外圈的外环面上，冷却管嵌装在冷却管定位槽中；冷却管的一端设有冷却液进口，冷却管的另一端设有冷却液出口；
所述温度传感器上套设有固定套，温度传感器的一端与传感器安装槽的底面接触，固定套上设有弹性施压件，传感器安装槽的内壁上设有卡槽；弹性施压件的一端与固定套相连，弹性施压件的另一端卡入卡槽中；
固定套上设有两个弹性施压件，两个弹性施压件对称设置在固定套的一端；传感器安装槽的内壁上设有两个卡槽，两个卡槽分别位传感器安装槽的两侧，两个弹性施压件的一端分别卡入两个卡槽中；
所述弹性施压件包括热弯曲弹性件，热弯曲弹性件呈“C”字形，热弯曲弹性件的一端设有第一连接体，第一连接体与固定套相连；热弯曲弹性件的另一端设有第二连接体，第二连接体的一端与热弯曲弹性件相连，第二连接体的另一端为自由端，所述自由端卡入传感器安装槽内壁上的卡槽中；热弯曲弹性件由内侧金属层和外侧金属层组成，内侧金属层的热膨胀系数大于外侧金属层的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的一种自动循环液冷式万向节十字轴，其特征在于，所述轴承外圈由高碳铬轴承钢制成。
3.根据权利要求1所述的一种自动循环液冷式万向节十字轴，其特征在于，所述轴头上设有传感器安装槽,温度传感器设置在传感器安装槽中，基体中设有腔体，传感器安装槽与腔体之间设有线缆孔。
4.根据权利要求3所述的一种自动循环液冷式万向节十字轴，其特征在于，所述腔体中设有处理模块、无线发射模块，温度传感器和无线发射模块均与处理模块电连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动循环液冷式万向节十字轴，其特征在于，所述第一连接体和第二连接体均由金属制成。
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