CN219013219U - 一种力矩限制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种联轴器配套件，具体涉及一种力矩限制器，力矩限制器包括力矩限制组件、设置于压力均布式联轴器中间管端部的中间管连接法兰及旋转法兰，力矩限制组件与中间管连接法兰固定，旋转法兰设于中间管连接法兰与力矩限制组件之间；力矩限制组件包括第一摩擦片、第二摩擦片、摩擦片压板、压板和连接螺栓；第一摩擦片固定于中间管连接法兰表面，第二摩擦片固定于摩擦片压板表面，旋转法兰夹于第一摩擦片与第二摩擦片之间；连接螺栓穿过压板和摩擦片压板并与中间管连接法兰螺固，使压板压紧摩擦片压板，产生的压紧力经过第一摩擦片与第二摩擦片的径向中心。与现有技术相比，本实用新型解决现有技术中摩擦副径向压力不均载的问题。

Description

一种力矩限制器

技术领域

本实用新型涉及一种联轴器配套件，具体涉及一种力矩限制器。

背景技术

当前力矩限制器存在摩擦副不均载问题(摩擦副预紧螺栓内置导致摩擦片内圈磨损严重，或预紧螺栓外置摩擦片外圈磨损严重)，导致力矩限制器疲劳打滑性能差，摩擦片磨损，寿命下降。通常的缓解方法是由供应商通过对摩擦片预磨或者对摩擦片对偶件轮廓修形，来使得摩擦副压力均载(摩擦片与对偶件径向紧密贴合)；处理方式相对较为麻烦，处理要求和标准高，且浪费原料和时间。

中国专利CN211778626U公开了一种风电联轴器打滑保护装置，包括内环、滑动接头和法兰，其创新点在于：还包括第一摩擦垫、第二摩擦垫、碟形弹簧和压力环，所述内环的一端设在滑动接头的内孔中，且内环的一端与滑动接头的内壁之间设有第一摩擦垫，所述内环的另一端穿过滑动接头之外，所述法兰套装在内环另一端的端部，且法兰与滑动接头的外壁之间设有第二摩擦垫，所述碟形弹簧设在法兰上，所述压力环压在碟形弹簧的外侧，且所述压力环与内环可拆卸连接。但是该专利提出的装置在压紧固定时，由于作用力会产生偏向，导致使用后摩擦垫的外圈和内圈的磨损仍会有一定差异，即摩擦副仍然存在不均载的问题。

中国专利CN114483817A公开了一种扭矩限制器及其组装方法，包括：对接连接的第一对偶法兰和第二对偶法兰；同轴布置在第一对偶法兰与第二对偶法兰之间的摩擦盘组件，摩擦盘组件包括金属盘、铜基摩擦片，以及铆钉，铜基摩擦片通过铆钉固定在金属盘的两侧端面上，且处于靠近金属盘的外周边缘位置；多个用于固定连接第一对偶法兰与第二对偶法兰的连接组件；其中，铜基摩擦片包括钢背和铜基摩擦层，钢背的内侧表面与金属盘的表面接触，铜基摩擦层固定在钢背的外侧表面上，铆钉承受的总剪切力和钢背与金属盘之间的静摩擦力总和大于扭矩限制器打滑时铜基摩擦层表面的动摩擦力，从而使钢背和金属盘之间不产生相对滑动。该专利采用的摩擦片为外置式结构(轴向预紧螺栓一圈布置在外圈)，会导致外圈的法向接触压力比内圈大，进而导致外圈会优先被磨损，因而摩擦副仍然存在不均载的问题。

综上可见，现存的力矩限制器/组件的结构中存在摩擦副不均载的情况，进而会严重影响使用性能和寿命，需要提出一种新型的力矩限制组件。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种力矩限制器，尤其是针对于压力均布式联轴器上使用的力矩限制器，以解决现有技术中摩擦副径向压力不均载的问题，通过合理的结构设计实现了摩擦副的均载，延长使用寿命。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种力矩限制器，装配于压力均布式联轴器上，所述的力矩限制器包括力矩限制组件、设置于压力均布式联轴器中间管端部的中间管连接法兰以及旋转法兰，所述的力矩限制组件与中间管连接法兰固定装配，所述的旋转法兰设置于中间管连接法兰与力矩限制组件之间；

所述的力矩限制组件包括第一摩擦片、第二摩擦片、摩擦片压板、压板和连接螺栓；

所述的第一摩擦片固定于中间管连接法兰表面，所述的第二摩擦片固定于摩擦片压板表面，第一摩擦片与第二摩擦片相向设置，所述的旋转法兰夹持于第一摩擦片与第二摩擦片之间；

所述的连接螺栓穿过压板和摩擦片压板并与中间管连接法兰螺纹固定，所述的连接螺栓使压板压紧摩擦片压板，产生的压紧力同时经过第一摩擦片与第二摩擦片的径向中心。

优选地，所述的力矩限制组件还包括弹性圆柱销，所述的弹性圆柱销穿过摩擦片压板伸入中间管连接法兰内，所述的螺栓设置于弹性圆柱销内。

优选地，所述的连接螺栓的头部与压板之间设置有碟簧，所述的碟簧套于连接螺栓的杆部上。

优选地，所述的压板与摩擦片压板之间为线接触。

优选地，在压板压紧摩擦片压板位置处，所述的摩擦片压板设置为内凹的圆弧凹槽，所述的压板设置为外凸的圆弧凸环；其中，圆弧凹槽的半径大于圆弧凸环的半径，使摩擦片压板与压板之间形成线接触。

优选地，所述的中间管连接法兰上套设有抗磨环，所述的抗磨环抵于旋转法兰与中间管连接法兰之间。

优选地，在中间管连接法兰与旋转法兰之间、中间管连接法兰与摩擦片压板之间以及旋转法兰与摩擦片压板之间分别设置有密封圈。

优选地，所述的密封圈为O型密封圈。

优选地，在中间管连接法兰上对应于第一摩擦片的内圈与外圈的位置开设有储屑槽；在摩擦片压板上对应于第二摩擦片的外圈的位置开设有储屑槽。

优选地，所述的连接螺栓间隔设置有若干个，且呈环状设置。

本实用新型的工作原理为：

在连接螺栓打完规定力矩后，产生轴向预紧力作用于压板上，压板通过圆弧凸环作用在摩擦片压板的圆弧凹槽中(摩擦片压板上圆弧凹槽的圆弧半径＞压板上圆弧凸环的圆弧半径，两个圆弧为线接触)，圆弧凹槽位于摩擦片径向宽度方向的中间位置，从而保证连接螺栓的轴向预紧力作用在摩擦片中间位置，并通过摩擦片压板实现摩擦片受到的径向压力均布。

当所需传递力矩＞面压力F*摩擦系数μ*摩擦片中间位置所处半径r；摩擦副开始滑移(旋转法兰与中间管连接法兰发生相对旋转)，从而实现力矩保护功能。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过连接螺栓、碟簧、摩擦片压板向摩擦片提供轴向预紧力，摩擦片压板通过圆弧凹槽(圆弧凹槽处于摩擦片宽度方向的中间位置)压住摩擦片压板和第二摩擦片，最终在两片摩擦片与旋转法兰之间的摩擦副上提供法向压力，从而提供摩檫力，使得中间管连接法兰上的力矩可以传递到旋转法兰上，保障正常使用的同时还能够避免现有设计方案中，径向压力不均载，使得螺栓内置式导致摩擦片内圈磨损严重，或者螺栓外置式导致摩擦片外圈磨损严重，进而产生的整体打滑寿命下降问题。

附图说明

图1为力矩限制器的剖视结构示意图；

图中：1-中间管连接法兰；2-旋转法兰；31-第一摩擦片；32-第二摩擦片；4-摩擦片压板；5-压板；6-连接螺栓；7-弹性圆柱销；8-碟簧；9-抗磨环；10-密封圈；11-储屑槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。

实施例1

一种力矩限制器，如图1所示，装配于压力均布式联轴器上，所述的力矩限制器包括力矩限制组件、设置于压力均布式联轴器中间管端部的中间管连接法兰1以及旋转法兰2，所述的力矩限制组件与中间管连接法兰1固定装配，所述的旋转法兰2设置于中间管连接法兰1与力矩限制组件之间；

所述的力矩限制组件包括第一摩擦片31、第二摩擦片32、摩擦片压板4、压板5和连接螺栓6；

所述的第一摩擦片31固定于中间管连接法兰1表面，所述的第二摩擦片32固定于摩擦片压板4表面，第一摩擦片31与第二摩擦片32相向设置，所述的旋转法兰2夹持于第一摩擦片31与第二摩擦片32之间；

所述的连接螺栓6穿过压板5和摩擦片压板4并与中间管连接法兰1螺纹固定，所述的连接螺栓6使压板5压紧摩擦片压板4，产生的压紧力同时经过第一摩擦片31与第二摩擦片32的径向中心。

更具体地，本实施例中：

如图1所示，该力矩限制组件装配在压力均布式联轴器中间管的端部，与中间管连接法兰1(位于压力均布式联轴器中间管的端部)进行配合，且整体采取旋转对称的结构。该力矩限制组件主要由摩擦片、摩擦片压板4、压板5、和连接螺栓6构成；其中的摩擦片根据固定位置分为第一摩擦片31和第二摩擦片32，第一摩擦片31通过螺钉固定在中间管连接法兰1上，位于旋转法兰2的左侧(以图1为例)，第二摩擦片32通过螺钉固定在摩擦片压板4上，位于旋转法兰2的右侧。

摩擦片压板4与中间管连接法兰1之间通过设置弹性圆柱销7以锁定旋转自由度，防止发生相对旋转，并进一步在弹性圆柱销7内穿入连接螺栓6将摩擦片压板4与中间管连接法兰1固定连接；具体是将弹性圆柱销7穿过摩擦片压板4，并伸入中间管连接法兰1内部，并在弹性圆柱销7内穿入连接螺栓6以进行固定；弹性圆柱销7优选采用抗剪弹性销。

连接螺栓6除用于将摩擦片压板4与中间管连接法兰1固定连接外，还用于将压板5压紧于摩擦片压板4上。压板5压住摩擦片压板4的位置处，摩擦片压板4设置有圆弧凹槽，该圆弧凹槽的顶点与第一摩擦片31径向中间点以及第二摩擦片32镜像中间点位于同一条直线上；压板5设置为圆弧凸环，并且圆弧凹槽的圆弧直径要大于圆弧凸环的圆弧直径，使得压板5与摩擦片压板4之间为线接触，进而在摩擦片压板4的均布下使得施加于第一摩擦片31与第二摩擦片32上为法相压力，且为均布的压力。

在连接螺栓6的栓头与压板5之间设置有碟簧8，通过连接螺栓6、碟簧8、压板5和摩擦片压板4提供轴向预紧力，并最终在第一摩擦片31、第二摩擦片32与旋转法兰2之间形成的摩擦副上提供法向压力，从而能够提供摩擦力，使得中间管的旋转运动(扭矩)可以传递到旋转法兰2上，带动旋转法兰2以及旋转法兰2进一步连接的部件进行旋转。

在旋转法兰2的内侧面与中间管连接法兰1之间还设置有抗磨环9(套于中间管连接法兰1上)，以减少磨损；在中间管连接法兰1与旋转法兰2之间、中间管连接法兰1与摩擦片压板4之间以及摩擦片压板4与旋转法兰2之间分别设置有密封圈10，以提高连接部分的密封性。优选采用O型密封圈。

此外，根据摩擦片压板4选择的材质不同，需要控制其厚度与宽度的比值大于一定的值k，以避免摩擦片压板4由于弹性变形而造成的压力不均载。该k值应当根据实际的性能计算获得，一般不小于0.5。在本实施例中，摩擦片压板4的材质为45#钢，根据性能计算，其k值优选设定为略大于0.5即可。

更进一步地，为避免摩擦产生的磨屑淤积在摩擦副之间，影响摩擦系数进而导致打滑和力矩传输的不稳定，在中间管连接法兰1对应于第一摩擦片31的外圈与内圈的位置设置有储屑槽11，在摩擦片压板4对应于第二摩擦片32的外圈的位置设置有储屑槽11，以接收磨屑。

需要说明的是，图1仅示出了截面示意图，因而实际情况下，如圆弧凹槽、圆弧凸环等应当是连续的环状结构，如弹性圆柱销7、连接螺栓6等应当是呈环状的间隔设置。

工作原理为：

在连接螺栓6打完规定力矩后，产生轴向预紧力作用于压板5上，压板5通过圆弧凸环作用在摩擦片压板4的圆弧凹槽中(摩擦片压板4上圆弧凹槽的圆弧半径＞压板5上圆弧凸环的圆弧半径，两个圆弧为线接触)，圆弧凹槽位于摩擦片径向宽度方向的中间位置，从而保证连接螺栓6的轴向预紧力作用在摩擦片径向中间位置，并通过摩擦片压板4实现摩擦片受到的法向压力径向方向上均布。

当所需传递力矩＞面压力F*摩擦系数μ*摩擦片中间位置所处半径r；摩擦副开始滑移(旋转法兰2与中间管连接法兰1发生相对旋转)，从而实现力矩保护功能。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种力矩限制器，装配于压力均布式联轴器上，所述的力矩限制器包括力矩限制组件、设置于压力均布式联轴器中间管端部的中间管连接法兰(1)以及旋转法兰(2)，其特征在于，所述的力矩限制组件与中间管连接法兰(1)固定装配，所述的旋转法兰(2)设置于中间管连接法兰(1)与力矩限制组件之间；

所述的力矩限制组件包括第一摩擦片(31)、第二摩擦片(32)、摩擦片压板(4)、压板(5)和连接螺栓(6)；

所述的第一摩擦片(31)固定于中间管连接法兰(1)表面，所述的第二摩擦片(32)固定于摩擦片压板(4)表面，第一摩擦片(31)与第二摩擦片(32)相向设置，所述的旋转法兰(2)夹持于第一摩擦片(31)与第二摩擦片(32)之间；

所述的连接螺栓(6)穿过压板(5)和摩擦片压板(4)并与中间管连接法兰(1)螺纹固定，所述的连接螺栓(6)使压板(5)压紧摩擦片压板(4)，产生的压紧力同时经过第一摩擦片(31)与第二摩擦片(32)的径向中心。

2.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的力矩限制组件还包括弹性圆柱销(7)，所述的弹性圆柱销(7)穿过摩擦片压板(4)伸入中间管连接法兰(1)内，所述的螺栓(6)设置于弹性圆柱销(7)内。

3.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的连接螺栓(6)的头部与压板(5)之间设置有碟簧(8)，所述的碟簧(8)套于连接螺栓(6)的杆部上。

4.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的压板(5)与摩擦片压板(4)之间为线接触。

5.根据权利要求4所述的一种力矩限制器，其特征在于，在压板(5)压紧摩擦片压板(4)位置处，所述的摩擦片压板(4)设置为内凹的圆弧凹槽，所述的压板(5)设置为外凸的圆弧凸环；其中，圆弧凹槽的圆弧半径大于圆弧凸环的圆弧半径，使摩擦片压板(4)与压板(5)之间形成线接触。

6.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的中间管连接法兰(1)上套设有抗磨环(9)，所述的抗磨环(9)抵于旋转法兰(2)与中间管连接法兰(1)之间。

7.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，在中间管连接法兰(1)与旋转法兰(2)之间、中间管连接法兰(1)与摩擦片压板(4)之间以及旋转法兰(2)与摩擦片压板(4)之间分别设置有密封圈(10)。

8.根据权利要求7所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的密封圈(10)为O型密封圈。

9.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，在中间管连接法兰(1)上对应于第一摩擦片(31)的内圈与外圈的位置开设有储屑槽(11)；在摩擦片压板(4)上对应于第二摩擦片(32)外圈的位置开设有储屑槽(11)。

10.根据权利要求1所述的一种力矩限制器，其特征在于，所述的连接螺栓(6)间隔设置有若干个，且呈环状设置。

Images