CN2299962Y - 增力型软性启动联轴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于带负载的工作机实现软起动的增力型软性启动联轴器,由转子、叶片、壳体和钢球组成,其中钢球分装在由转子和壳体所围成的并由叶片等分隔的各空腔内,转子与电动机轴相联,壳体与工作机相联,壳体进一步由外壳和左、右端盖组成,其特征在于外壳的内表面是非光滑的,具有凹槽。本实用新型的装置结构尺寸小,起动性好,节省能源和设备投资,并可调节所传递的扭矩。

Description

增力型软性启动联轴器

本实用新型涉及一种安全联轴器，更特殊地，涉及一种用于带负载的工作机实现软起动的节能安全联轴器的改进。

众所周知，带负载的工作机，特别是大型的带负载的工作机，例如，鼠笼式异步交流电动机、鼓风机、水泵、刮板运输机、搅拌机、起重机的行走机构、锅炉炉排传动、矿粉烧结机、轧钢厂的运输辊道机及电动车、船等的起动时的起动力矩都很大，为了便于起动和避免起动电流过大而烧毁起动电动机，一般采用比稳定运转所需的功率大得多的电动机，从而形成了“大马拉小车”的现象。这种现象实质上降低了电网功率因数，增加电能消耗，从而浪费了能源，安全联轴器虽能保护机器重要零部件和电机在过载时不致损坏，但安全联轴器本身却不可避免地受到损坏。

为了改变上述的不合理现象，申请号为88108545.6的中国发明专利申请公开说明书公开了一种节能安全联轴器，该联轴器不是将被联的两轴固接，而是通过由带负载的工作机主轴或减速机的主轴上装有一个壳体，壳体内放置钢球，而钢球由装在电动机主轴上的位于上述壳体内的叶片带动，当电动机转动时，钢球随离心力的作用与壳体间产生摩擦力，并通过该摩擦力传送扭矩。因此，电动机在近乎空载的条件下起动，从而实现了软性起动。同时，由于传递的扭矩可以通过增减钢球填充量来调节，因而又可实现过载安全保护，基于上述，该装置还具有提高电网功率因数，节约能耗及降低设备费用的优点。

但是，这种节能安全联轴器所述壳体的内表面是光滑的圆柱形表面，它与钢球光滑表面之间的摩擦系数不大，而且，随着使用期的加长，它们会变得越加光滑，从而使摩擦系数进一步减小。这样，为了传递一定大小的扭矩，就需要较大轴向尺寸和/或径向尺寸的壳体，以弥补钢球和壳体内表面之间摩擦系数小的缺陷，而产生足够大的摩擦力矩。

因此，本实用新型的目的在于，提供一种能克服已有技术中的上述缺陷，能提高能源利用率的增力型软性启动联轴器。

为了实现上述目的，本实用新型提供的增力型软性启动联轴器是由转子、叶片、壳体和钢球组成，其中，转子与电动机轴相联，壳体与减速机输入轴或工作机输入轴相联，叶片位于转子和壳体之间，叶片对称地安装在转子上，叶片的数目至少是两个，叶片将转子和壳体所围成的空间等分成与叶片数目相同的空腔，钢球按叶片所分隔的空腔数等分后，分装在这些空腔中，所说的壳体进一步由外壳、左端盖和右端盖组成，其特征在于所说外壳的内表面是具有凹陷的圆柱形表面。

如前所述，前述中国专利申请中的壳体内表面为圆柱形表面，当电动机起动时，通过电动机轴带动转子，从而使安装在转子上的叶片转动，叶片推动各空腔内的钢球运动，钢球同时又受离心力作用逐渐向壳体内圆柱面滑动。此时作用在电动机上的阻力矩仅为钢球与壳体的摩擦力矩，因此，近似于空载起动。随着电动机转速升高，钢球在离心力的作用下紧贴壳体内壁，钢球与壳体的摩擦力矩逐渐增大，壳体逐渐被带动，直至壳体与转子达到同步运转状态，它们之间不存在转速差，也就是说实现了软起动。其中，圆柱的内表面本身是光滑的，且随着联轴器的多次使用，使它更加光滑，另一方面钢球本身的表面也是光滑的，这就意味着圆柱形内表面和钢球间的摩擦系数低。众所周知，摩擦力的大小与摩擦系数成正比。而当内圆柱形表面本身不是光滑的，亦即本身具有凹陷的表面时，就增加了钢球与带有凹陷的内圆柱形表面之间的摩擦力。但是凹陷的深度也不能过大，不然，会出现钢球被“嵌入”壳体内的现象，造成叶片与被“嵌入”的钢球之间的“卡死”。当叶片与壳体内表面的间隙四分之一钢球直径时，凹陷的深度应小于钢球直径的一半。

基于上述，不难看出，本实用新型与已有技术相比较，它不仅保留了软起动和过载安全保护的优点，而且，在传递相同扭矩的条件下它的壳体轴向尺寸和径向尺寸可做得更小。在同样的壳体尺寸下，它能更加充分地利用电动机的功率，提高了功率因数，节约能源。

本实用新型的结构和优点通过下面结合附图对实施例的详细说明将会更加清楚，附图有：

图1是按照本实用新型的增力型软性启动联轴器的一个优选实施例，它是沿图2中D-D线所取的纵向剖视图；

图2是沿图1的A-A线所取的剖视图；

图3是图2外壳局部放大剖视图；

图4是另一个实施例的类似于图2的剖视图，说明另一种外壳的内表面；

图5是图4的外壳局部放大剖视图。

图1和图2所示是按照本实用新型的增力型软性启动联轴器的一个优选实施例。转子21通过键与电动机轴联接，为防止转子21沿电动机轴轴向窜动，可以紧固螺钉加以固定，转子21的右端与半联轴器6之间要留有足够空间，可供采用轴端压扳进行固定。半联轴器6的作用将在下面说明。叶片3通过套环4及螺钉13、弹簧垫圈23固定在转子21上。壳体由外壳2、左端盖18和右端盖5组成，通过螺钉10和弹簧垫圈11将外壳2与左端盖18、右端盖5联接在一起。转子21和左、左端盖18和右端盖5之间装有轴瓦14，轴瓦14与左、右端盖18和5采用过盈配合，而与转子21采用间隙配合。因此，外壳2及左、右端盖18和5连同轴瓦14可与转子21相对转动。壳体的右端通过销钉9、弹簧垫圈22、鼓形弹性套7及垫片8与半联轴器6弹性联接。半联轴器6通过键与减速机或工作机的输入轴(未示出)联接，并用紧固螺钉20固定。根据所需传递的扭矩或过载极限扭矩，确定钢球的充填量，钢球的数量按叶片数等分后，分装在由叶片3分隔的转子壳体所包围的各空腔内。通过拧开外壳2的螺塞12将钢球分别装入各个空腔，然后拧紧螺塞12。试车前，通过左、右端盖上的油阀，注入适量的润滑脂给轴瓦14的摩擦面。

叶片3的数目至少有两个，叶片3与外壳2、左右端盖18、5之间留有间隙a、b、c，间隙最好不大于钢球直径的四分之一，但不小于0.5mm。

图2是图1所示的本实用新型的增力型软性启动联轴器沿图1中的A-A线所取的剖视图，图3是图2外壳的局部放大的剖视图。从图2及图3可以看出，外壳的内表面从宏观看仍为圆柱体形，但它不是光滑的，而是开有若干轴向圆弧形槽70，当外壳2与叶片3间的间隙大于钢球直径的四分之一时，槽70的深度应小于钢球直径的一半，当外壳2与叶片3间的间隙a略大于0.5mm时，槽70的深度不大于1mm。此外，槽70的直径应大于钢球的直径。

电动机起动时，电动机轴驱动转子21连同叶片3一起转动，叶片3推动钢球19沿外壳2内表面运动，钢球19在离心力的作用下紧贴内表面的圆弧形槽70及未开槽的内圆柱形表面，产生摩擦力矩，由于部分钢球紧贴在圆弧形槽70内，形成比光滑的圆柱形内表面更大的摩擦力矩，而壳体又通过半联轴器6带动工作机匀加速起动，这样，电动机输出功率得到更加合理的使用，且缩短了起动时间。一旦工作机发生超过允许的过载或卡死时，紧贴圆柱形内表面的钢球打滑，而紧贴圆弧形槽70的钢球由于数目不是很大，即使有一些附着在其上，但所产生的摩擦力矩也不足以使工作机启动，因而，避免了损坏机件，避免电机烧毁。

当过载打滑时，用螺钉16、垫片15及弹簧垫圈24固定在转子21左端面的弹簧片17与左端盖18上的斜面32摩擦而发生响声，从而起到报警作用，操作者可立即关机。

图4与图5所示是本发明的增力型软性启动联轴器的另一个优选实施例。该实施例与图1至图3所示的实施例具有相同的结构，差异在于外壳2的内表面，在该实施例中，外壳圆柱形2的内表面上沿其轴向开有多条锯齿形槽80；每条锯齿形槽80在与外壳2内表面的连接处具有一个小的圆弧82(见图5)，以便有利于钢球的滑入或滑出该槽，同时也可避免可能出现的扎伤操作者，锯齿形槽80的宽度和深度的选择与前一实施例相同。

申请人通过上述的说明已经将本实用新型的构思作出清楚、完整的说明，对本专业的普通技术人员还可以在上述的基础上作出各种变换和改进，但这些变换和改进都在实用新型的构思范围内，且都在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (4)

1、一种用于机械传动机的增力型软性启动联轴器。它由转子、叶片、壳体和钢球组成，其中，转子与电动机轴相联，壳体与减速机输入轴或工作机输入轴相联，叶片位于转子和壳体之间，叶片对称地安装在转子上，叶片的数目至少是两个，叶片将转子和壳体所围成的空间等分成与叶片数目相同的空腔，钢球按叶片所分隔的空腔数等分后，分装在这些空腔中，所说的壳体进一步由外壳、左端盖和右端盖组成，其特征在于所说外壳的内表面是具有凹陷的圆柱形表面。

2、按照权利要求1所述的增力型软性启动联轴器，其特征在于所说的外壳圆柱形的内表面的凹陷是多条沿轴向开的圆弧形槽。

3、按照权利要求2所述的增力型软性启动联轴器，其特征在于所说的外壳圆柱形的内表面的凹陷是多条沿轴向开的锯齿形槽。

4、按照权利要求3所述的增力型软性启动联轴器，其特征在于所说的外壳圆柱形的内表面的凹陷是多条沿轴向开的锯齿形槽，且在每条锯齿形槽在与外壳圆柱形的内表面的连接处具有一个小的圆弧。

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