CN221170651U - 一种能力增强型pto总成 - Google Patents

Abstract

一种能力增强型PTO总成，包括PTO室、PTO轴、轴承组件和连接法兰，在PTO总成的动力输出端设置有Ⅰ级密封组件、Ⅱ级密封组件和Ⅲ级密封组件。本PTO总成对PTO轴进行了改进，PTO轴是由齿圈部、轴体部和花键部光顺连接构成的整体结构，整体无退刀槽和阶梯构造形成的危险截面。齿圈部与轴体部以圆弧过渡联结，降低了断裂风险，提升了整体的载荷能力。轴承组件中的内隔套、外隔套与两套轴承采用的是配对设计，可获得较小的轴向游隙，保证了轴承的动力学性能。此外，本PTO总成在动力输出端设置有三级密封结构，成倍地提升了PTO总成的密封能力，可有效防止漏油故障的发生。

Description

一种能力增强型PTO总成

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种能力增强型PTO总成。

背景技术

PTO(power take off device)是一种依附于车辆原动机的动力输出装置，又称作取力器。原动机的动力通过PTO总成向行驶系统以外的负载设备输出，包括但不限于驱动液压泵和空压机。PTO总成在工程车辆领域和农机领域有着广泛的应用，如矿用自卸运输车、挖掘机、水泥搅拌车、旋耕机、联合收割机等。

PTO总成主要由PTO轴、PTO室、轴承组件、密封件等构成。如图1所示，现有PTO轴采用的是阶梯轴结构，其包括齿圈部11、轴体部12和花键部13。在齿圈部11与轴体部12之间设置有退刀槽15，其目的是为了避让砂轮的越程。在轴体部12与花键部13之间也设置有退刀槽15，其目的是为了避让花键加工刀具。公知的，退刀槽15处的截面往往是轴类零件的危险截面，容易在此处出现断裂。此外，现有PTO总成一般在动力输出端仅设置一级密封结构。

对于轻载直连式的负载设备，因其系统振动较小、传动平稳，对PTO的反向扰动轻微，现有PTO总成的构造形式还能够满足其使用要求。但是随着各类工程车辆和农机的大型化，很多设备的动力执行机构不仅载荷重，且采用传动轴进行远程动力输出。由于传动轴自身的动平衡特性难以保证，在重载、高速转动的工况下，传动轴产生的高频、高能振动对PTO总成造成剧烈的反向扰动，破坏了其工作的平稳性，PTO轴断裂事故和漏油故障频发。显然，现有PTO总成的构造形式已经不能满足上述工况的使用要求。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种能力增强型PTO总成，采用如下技术方案：

一种能力增强型PTO总成，包括PTO室、PTO轴、轴承组件和连接法兰，在PTO总成的动力输出端设置有Ⅰ级密封组件，在PTO总成的动力输出端还设置有Ⅱ级密封组件和Ⅲ级密封组件。所述PTO轴包括齿圈部、轴体部和花键部，齿圈部与轴体部之间、轴体部与花键部之间，光顺连接。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：

1、Ⅱ级密封组件和Ⅲ级密封组件进一步地增强了本PTO总成的密封性能，有效地防止了漏油故障的发生。

2、齿圈部与轴体部之间光顺连接，轴体部与花键部之间光顺连接，且无明显阶梯，使PTO轴避免了由退刀槽带来的强度缺陷，减少了断裂事故的发生。

进一步地改进技术方案，Ⅰ级密封组件由轴承锁紧套、Ⅰ级密封圈和Ⅰ级油封组成；轴承锁紧套螺接在PTO室内，用于紧固轴承组件的外圈；Ⅰ级密封圈安装在轴承锁紧套与PTO室之间，用于密封轴承锁紧套与PTO室之间的间隙；Ⅰ级油封安装在轴承锁紧套与连接法兰之间，用于密封轴承锁紧套与连接法兰之间的间隙。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：连接法兰是旋转件，Ⅰ级密封圈是静密封件，Ⅰ级油封是动密封件。Ⅰ级密封组件的作用是，防止润滑油从PTO室与连接法兰之间的间隙中向外漏出。

进一步地改进技术方案，Ⅱ级密封组件由端盖、Ⅱ级密封圈和Ⅱ级油封组成；其中，端盖安装在PTO室的输出端；Ⅱ级密封圈安装在端盖与PTO室之间，用于密封端盖与PTO室之间的间隙；Ⅱ级油封安装在端盖与连接法兰之间，用于密封端盖与连接法兰之间的间隙。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：Ⅱ级密封圈是静密封件，Ⅱ级油封是动密封件。Ⅱ级密封组件的作用是，如果Ⅰ级密封组件出现漏油，Ⅱ级密封组件还可以对漏出的润滑油进行密封，确保油液经PTO室下方的回油孔流入原动机。

进一步地改进技术方案，在PTO室上设有回油通道，回油通道的进油口设在Ⅰ级密封组件与Ⅱ级密封组件之间。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：回油通道的作用是，将Ⅰ级密封组件漏出的润滑油导引至原动机的箱体内，避免Ⅱ级油封的唇口被过多油液浸泡。

进一步地改进技术方案，在PTO轴的输出端设有螺纹孔，在连接法兰内设有台阶孔；Ⅲ级密封组件由垫圈、螺栓和两个Ⅲ级密封圈组成；垫圈通过螺栓安装在台阶孔内，一个Ⅲ级密封圈安装在垫圈与连接法兰之间，用于密封垫圈与连接法兰之间的间隙；另一个Ⅲ级密封圈安装在垫圈与螺栓之间，用于密封垫圈与螺栓之间的间隙。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：由于PTO轴与连接法兰是花键联结，都是旋转件，不存在相对转动，因此Ⅲ级密封圈为静密封件。Ⅲ级密封组件的作用是，防止润滑油从PTO轴与连接法兰之间的间隙中向外渗出。

进一步地改进技术方案，齿圈部与轴体部之间，通过圆角光顺连接。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：PTO轴的齿圈部与轴体部之间采用圆角光顺连接，一是可以降低应力集中，二是可提高PTO轴的整体强度，防止PTO轴在齿圈部与轴体部的连接处出现断裂。

进一步地改进技术方案，轴体部与花键部之间的径向尺寸接近，并通过倒角光顺连接。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：齿圈部与轴体部之间没有明显的阶梯差，并采用倒角光顺连接，一是可以降低应力集中，二是可提高PTO轴的整体强度，防止PTO轴在轴体部与花键部的连接处出现断裂。

进一步地改进技术方案，所述轴承组件由内隔套、外隔套和两个轴承组成，在外隔套上设有外环槽和径向孔；在PTO室上设有进油通道，进油通道通过外环槽与径向孔连通，用于向轴承内注入润滑油。内隔套、外隔套的长度尺寸与两套轴承配对设计，整个轴承组件在安装后获得较小的轴向游隙。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：在外隔套上设置外环槽和径向孔，可将进油通道内的润滑油导入轴承内。轴承组件在安装后获得设定的轴向游隙，有益于PTO总成系统工作的平稳性和载荷能力提升，延长总成使用寿命。

进一步地改进技术方案，所述PTO总成安装在原动机的箱体上，在PTO总成的动力输入端与箱体之间设置有动力输入端密封圈。

实施上述技术方案后，其产生的有益效果是：实现PTO总成与原动机之间的密封，防止漏油故障的发生。

综上所述，本PTO总成在高负载、高转速、远程驱动部件动平衡性能较差的大型机械装备中具有强大的适配能力。

附图说明

附图1示出的是现有PTO轴的结构示意图。

附图2示出的是本PTO总成的结构示意图。

附图3示出的是本PTO轴的结构示意图。

附图4示出的是本PTO室的结构示意图。

附图5示出的是本轴承组件的结构示意图。

附图6示出的是本连接法兰的结构示意图。

附图7示出的是Ⅰ级密封组件的结构示意图。

附图8示出的是Ⅱ级密封组件的结构示意图。

附图9示出的是Ⅲ级密封组件的结构示意图。

图中：

10、PTO轴；11、齿圈部；12、轴体部；13、花键部；14、螺纹孔；15、退刀槽；

20、PTO室；21、回油通道；22、进油通道；23、端盖连接螺纹孔；

30、轴承组件；31、圆锥滚子轴承；32、内隔套；33、外隔套；331、外环槽；332、径向孔；

40、连接法兰；41、内花键；42、法兰盘；43、台阶孔；

50、Ⅰ级密封组件；51、轴承锁紧套；52、Ⅰ级密封圈；53、Ⅰ级油封；

60、Ⅱ级密封组件；61、端盖；62、Ⅱ级密封圈；63、Ⅱ级油封；

70、Ⅲ级密封组件；71、垫圈；72、Ⅲ级密封圈；73、螺栓；

80、原动机箱体；81、动力输入端密封圈；

90、负载设备。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本实用新型的限制。还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图2所示，一种能力增强型PTO总成，其包括PTO轴10、PTO室20、轴承组件30和连接法兰40。在PTO总成的动力输出端设置有Ⅰ级密封组件50、Ⅱ级密封组件60和Ⅲ级密封组件70。下面具体说明其结构及作用。

参照附图3。PTO轴10包括齿圈部11、轴体部12和花键部13。其中，齿圈部11用于啮合原动机箱体80内的齿轮；轴体部12的表面有较高的粗糙度要求，用于安装轴承组件30；花键部13用于连接连接法兰40，在花键部13的端面中心设有螺纹孔14。

为了解决背景技术中PTO轴10容易断裂的问题，齿圈部11与轴体部12之间，通过小圆角光顺连接。轴体部12与花键部13之间，通过小倒角光顺连接。而且，外花键的顶圆直径略小于轴体部12的直径，这样既可减少明显的阶梯差，又不会妨碍轴承组件30在轴体部12上的安装。

对比附图1可知，本PTO轴10除了齿圈部11外，不存在明显的阶梯，而且没有退刀槽，消除了强度缺陷。设置倒圆或倒角后，一是可以降低应力在阶梯部位的集中；二是可提高PTO轴10的整体强度，防止PTO轴10在阶梯部位出现断裂。

参照附图2。本PTO总成安装在原动机箱体80上，在PTO总成的动力输入端与箱体之间设置有动力输入端密封圈81。动力输入端密封圈81用于实现PTO总成与原动机箱体80之间的密封，防止漏油故障的发生。

参照附图2和附图4。在PTO室20上设有回油通道21、进油通道22和端盖连接螺纹孔23。其中，进油通道22用于向PTO室20内注入润滑油，回油通道21用于将Ⅰ级密封组件瞬时失效时渗出的少量油液及时导入原动机箱体80内。

参照附图5。轴承组件30由内隔套32、外隔套33和两个圆锥滚子轴承31组成，在外隔套33上设有外环槽331和径向孔332。

再次参照附图2。由附图2可知，进油通道22通过外环槽331与径向孔332连通。这样，进油通道22内的润滑油就可通过外环槽331、径向孔332流入两个圆锥滚子轴承31内，对两个圆锥滚子轴承31进行润滑。

参照附图6。连接法兰40具有用于连接负载设备90的法兰盘42，在法兰盘42上均布有连接孔。在连接法兰40内设有台阶孔43和内花键41，内花键41用于连接PTO轴10上的外花键。

参照附图2和附图7。Ⅰ级密封组件50由轴承锁紧套51、Ⅰ级密封圈52和Ⅰ级油封53组成。连接法兰40是旋转件，Ⅰ级密封组件50的作用是，防止润滑油从PTO室20与连接法兰40之间的间隙中向外漏出。

具体的，轴承锁紧套51螺接在PTO室20内，用于紧固轴承组件30的外圈。Ⅰ级密封圈52是静密封件，安装在轴承锁紧套51与PTO室20之间，用于静密封轴承锁紧套51与PTO室20之间的间隙。Ⅰ级油封53是动密封件，安装在轴承锁紧套51与连接法兰40之间，用于动密封轴承锁紧套51与连接法兰40之间的间隙。

参照附图2和附图8。Ⅱ级密封组件60由端盖61、Ⅱ级密封圈62和Ⅱ级油封63组成。其中，端盖61通过螺栓与端盖连接螺纹孔23的螺接安装在PTO室20的输出端。Ⅱ级密封圈62是静密封件，安装在端盖61与PTO室20之间，用于静密封端盖61与PTO室20之间的间隙。Ⅱ级油封63是动密封件，安装在端盖61与连接法兰40之间，用于动密封端盖61与连接法兰40之间的间隙，主要用于对外防尘。

Ⅱ级密封组件60的作用是，如果Ⅰ级密封组件50因密封失效而漏油，Ⅱ级密封组件60还可以对漏出的润滑油进行密封，防止润滑油直接向外流出。

为了降低Ⅱ级密封组件60的封油负担，回油通道21的进油口设在Ⅰ级密封组件50与Ⅱ级密封组件60之间，这样可以保证从Ⅰ级密封组件50处漏出的油液及时回流至原动机的箱体内，防止油液积累过多，长期浸泡Ⅱ级油封唇口，发生二次渗漏。

参照附图2和附图9。Ⅲ级密封组件70由垫圈71、螺栓73和两个Ⅲ级密封圈72组成。PTO轴10与连接法兰40之间花键联结，不存在相对转动，因此两个Ⅲ级密封圈72都为静密封件。Ⅲ级密封组件70的作用是，防止润滑油从PTO轴10与连接法兰40之间的间隙中向外漏出。

具体的，垫圈71通过螺栓73与螺纹孔14的螺接，安装在连接法兰40的台阶孔43内。一个Ⅲ级密封圈72安装在垫圈71与连接法兰40之间，用于静密封垫圈71与连接法兰40之间的间隙；另一个Ⅲ级密封圈72安装在垫圈71与螺栓73之间，用于静密封垫圈71与螺栓73之间的间隙。

由上述可知，本PTO总成的PTO轴整体构造，无工艺退刀槽，轴体获得最大限度的抗弯强度，因此具有更大的负载能力。本PTO总成的圆锥滚子轴承及其组合方式所构成的轴承组件，轴向游隙小，内外圈紧固。与背景技术相比，消除了构件之间的装配间隙，结构紧凑，运行平稳，振动小，载荷能力更高。本PTO总成具有三级密封结构。与背景技术中的一级密封结构相比，本PTO总成成倍地提升了动力输出端的密封能力，可有效防止漏油故障的发生。

未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种能力增强型PTO总成，包括PTO室、PTO轴、轴承组件和连接法兰，在PTO总成的动力输出端设置有Ⅰ级密封组件，其特征是：在PTO总成的动力输出端还设置有Ⅱ级密封组件和Ⅲ级密封组件；所述PTO轴包括齿圈部、轴体部和花键部，齿圈部与轴体部之间、轴体部与花键部之间，光顺连接。

2.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：Ⅰ级密封组件由轴承锁紧套、Ⅰ级密封圈和Ⅰ级油封组成；轴承锁紧套螺接在PTO室内，用于紧固轴承组件的外圈；Ⅰ级密封圈安装在轴承锁紧套与PTO室之间，用于密封轴承锁紧套与PTO室之间的间隙；Ⅰ级油封安装在轴承锁紧套与连接法兰之间，用于密封轴承锁紧套与连接法兰之间的间隙。

3.如权利要求2所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：Ⅱ级密封组件由端盖、Ⅱ级密封圈和Ⅱ级油封组成；其中，端盖安装在PTO室的输出端；Ⅱ级密封圈安装在端盖与PTO室之间，用于密封端盖与PTO室之间的间隙；Ⅱ级油封安装在端盖与连接法兰之间，用于密封端盖与连接法兰之间的间隙。

4.如权利要求1或3所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：在PTO室上设有回油通道，回油通道的进油口设在Ⅰ级密封组件与Ⅱ级密封组件之间。

5.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：在PTO轴的输出端设有螺纹孔，在连接法兰内设有台阶孔；Ⅲ级密封组件由垫圈、螺栓和两个Ⅲ级密封圈组成；垫圈通过螺栓安装在台阶孔内，一个Ⅲ级密封圈安装在垫圈与连接法兰之间，用于密封垫圈与连接法兰之间的间隙；另一个Ⅲ级密封圈安装在垫圈与螺栓之间，用于密封垫圈与螺栓之间的间隙。

6.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：齿圈部与轴体部之间，通过圆角光顺连接。

7.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：轴体部与花键部之间，通过倒角光顺连接。

8.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：所述轴承组件由内隔套、外隔套和两个轴承组成，在外隔套上设有外环槽和径向孔；在PTO室上设有进油通道，进油通道通过外环槽与径向孔连通，用于向轴承内注入润滑油。

9.如权利要求1所述的一种能力增强型PTO总成，其特征是：所述PTO总成安装在原动机的箱体上，在PTO总成的动力输入端与箱体之间设置有动力输入端密封圈。