CN2589740Y - 锥盘离合器 - Google Patents

Abstract

锥盘离合器，在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧，同时设有操纵机构，其特征是：操纵机构采用螺旋式分离器。所说的螺旋式分离器结构是：从动轴的一端设有分离爪，从动轴上设置有轴向通道，通道中放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。优化方案中，主动盘与从动盘设置在同一根轴上。本实用新型克服了离合器分离不清、结构不紧凑等缺点：新结构不仅分离清楚，而且在分离时分离机构对从动盘起着制动作用，所以彻底消除了跟转现象。改用螺旋分离机构后，结构简单、紧凑，重量大幅度减轻。其维修、调试方面变得十分简单，不需要专业培训，一般使用人员即可掌握；同时，因零件的减少，制造成本也有较大的降低。

Description

锥盘离合器

技术领域

本实用新型属机械领域，涉及一种圆锥式摩擦离合器，简称：锥盘离合器。

背景技术

在机械领域，离合器的使用是十分广泛的，它主要用于轴与轴之间在机器运转过程中的分离与结合。按结合元件分，主要有摩擦式和啮合式两大类，其中的摩擦式因其离合动作受运转速度的限制较少，同时具有过载保护作用而被广泛地应用在汽车、农用车、拖拉机、以及由拖拉机带动的各种农业机械上。但目前使用最广泛的，是摩擦离合器中的平盘式摩擦离合器，特别是其中的多盘式平盘摩擦离合器。而圆锥式摩擦离合器(以下简称锥盘离合器)使用较少。因为传统观念认为：锥盘离合器的径向尺寸远不如多盘式平盘摩擦离合器紧凑。产生这种观念的原因是，现有的锥盘离合器确实存在着一些不足：1、传统锥盘离合器的结构不如多片式紧凑，是因为摩擦面积小，摩擦力小，能传递的转矩小，如果适当加大弹簧的压力，可以增加摩擦力从而提高转矩，但是操纵力也会随之加大，以至达到无法操作的程度，也就是将锥盘分离的操纵力会变大，操作者用手拉就会十分费力。所以其分离机构多采用杠杆，而杠杆结构的径向尺寸确实较大。还有采用“通过操纵环操纵......”的方案，所谓“操纵环”是一侧盘的中心轴上有槽，槽中有拨叉环的机构。其结构也不够紧凑。2、传统锥盘离合器的主动盘与从动盘分别安装在两根轴上，是结构不够紧凑的另一原因。但是传统的平盘摩擦离合器同样存在很多不足：1、分离效果差，甚至分离不清。由于平盘离合器在分离状态下，其从动片以及从动轴处于可自由转动的状态，并且从动片在轴向上也可以自由移动，在主动片高速运转时，气流、灰尘以及震动等很小的摩擦力等很多因素都会导致从动片跟转。装配主动片的主动盘由两个轴承安装在从动轴上，尽管滚珠轴承的摩擦系数很小，转动灵活，但也仍会对轴产生一定的摩擦力。轴承上的这种微小摩擦力也成为跟转的一个因素。在拖拉机等大型部件上，这种跟转的力量还不足以造成机械动作，所以看不出有什么害处，但随着很多机械设计的小型化，轻型化，这种跟转力已经足以造成危害，例如农业上的开沟机，其刀盘的优化设计使重量从近30kg降低到了10kg左右，这么轻的刀盘在离合器分离以后，很容易被主动片和上述“跟转力”带动而旋转，而且会越转越快。这种现象会带来很大的安全隐患，因为：刀盘上有许多削刀，开沟机停止开沟在田头转弯或在路面上行驶时，高速转动的刀盘会对操作者和行人带来很大的危险。这一问题已经成为开沟机设计上的一大难点，多年存在却无法解决。2、传统平盘离合器的结构复杂，重量较大。一个通用的离合器由26种、共69个零件组成，重量约10.5kg。3、由于结构复杂，其维修、更换零件以及调试的难度都较大，只能由接受过专业培训的技术工人进行维修和调试。从动片、主动片的空间很小，3个分离杠杆与分离轴承之间的调节距离允差0.3毫米，不是熟练操作者无法准确调试；调试不正确，就会产生结合力不足、烧伤摩擦面或者明显分离不清的问题；农业机械的使用人员，例如农民、机修工等，很难掌握其维修、调试技术，造成使用的不便。4、由于结构复杂，造成其制造成本较高。5、操纵件容易损坏。分离时分离爪、分离轴承受到很大压力，又处在高速运转状态下，摩擦很严重，分离轴承常常损坏，特别是在作业条件比较差的农业机械上，泥水、尘土、杂物更加重了其损害的程度。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种新结构的锥盘离合器，这种离合器可以克服传统的锥盘离合器径向尺寸比较大、分离操纵机构不够紧凑、分离操纵力大等缺点，新结构的锥盘离合器应在很多方面超过传统的锥盘离合器，例如其径向尺寸较小；结合效果应更好，不会发生打滑；分离操纵机构简单、紧凑；与传统的平盘离合器相比，能够分离得十分清楚，彻底消除跟转现象；也应更简单、紧凑，重量大幅度减轻；其维修、调试方面也应十分简单，容易掌握，便于一般使用人员轻易操作；同时，其制造成本应有较大的降低、重量有较明显的降低；最后，新结构的工作应十分可靠，分离操纵装置不会因高速运转和摩擦严重而损坏。

本实用新型的技术方案如下：锥盘离合器，在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧在一起，同时设有分离操纵机构，其特征是：分离操纵机构采用螺旋式分离器。这里所说的“在轴上设有锥形的主动盘与从动盘”可以是在从动轴上设有锥形的主动盘与从动盘；也可以是将主动盘与从动盘分别设置在两个轴上。可以是将主动盘设置在从动盘与分离操纵机构之间，也可以将从动盘设置在主动盘与分离操纵机构之间；所说的“锥形的主动盘与从动盘”，是指：可以将主动盘设置为锥碗形，截锥形的从动盘在内与之配合；也可以是将从动盘设置为锥碗形，截锥形的主动盘在内与之配合。所说的螺旋式分离器，可以是传统平盘离合器所使用的螺旋式分离器，例如手扶拖拉机使用的分离爪偶件等；也可以是专为本锥盘离合器设计的螺旋式分离器，例如本申请实施例中的螺旋式分离器；还可以是其他螺旋分离机构，例如一种螺旋分离器的结构是扭转套环式分离器：设有一个可在轴上扭转的套环，套环的一侧圆周上设置有一个或一个以上的斜齿，与之相对应的还有一个套在轴上但不可转动的偶件，偶件上也有数目、斜度相同的啮合斜齿。齿啮合时两者距离最短，两齿顶相对距离最长。再例如一种螺旋分离器的结构是螺套式分离器：一个可在轴上扭转的螺套，螺套的外圆或内圆加工有螺纹，与之相对应的还有一个套在轴上但固定在箱体或机架等物件上不可转动的轴承盖，轴承盖的内圆或外圆也加工有和前一个螺套相配合的螺纹，螺套和轴承盖通过螺纹类似螺栓和螺母一样拧在一起，通过拉动螺套上的杠杆实现螺套的轴向位移，从而实现分离和结合的目的。螺纹可以采用单螺纹或双螺纹及多线螺纹等，牙型可以采用普通螺牙或者梯形、矩形螺牙等。本申请的优化方案有：主动盘与从动盘设置在同一根轴上。具体推荐以下方案：离合器盘上设置一个一侧有锥碗的皮带轮，即主动盘，以传递来自发动机的动力；主动盘在从动轴上可自由转动，两端有限位使其不可轴向移动；同轴装配一个外圆与主动盘锥碗相配合的从动内锥盘，即从动盘，从动盘与轴花键配合，可以轴向滑动，但不可转动，在弹簧力的作用下紧压入主动盘的锥碗，利用两锥盘圆锥面的摩擦力结合以传递动力。弹簧的一端有压紧螺母，可以调节弹簧的压力。从动盘和主动盘结合时主动盘的空腔中应留有较大的间距：当两锥盘的摩擦面发生磨损产生间隙后，调节一端的压紧螺母，使从动盘向主动盘轴向进给，以补偿锥面的磨损量。为了提高摩擦系数和耐磨性，还可以在锥面结合处加上耐磨衬层。此衬层可以采用粘合式或装配式等多种方案，采用装配式的优势在于能够方便地更换。螺旋式分离器推荐以下方案：从动轴的一端设有分离爪(等通用件)，从动轴上设置有轴向通道，通道处放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。分离时扭转分离爪驱动顶杆即可将从动盘从主动盘锥碗中顶出，达到切断动力分离的目的。同时顶杆与分离爪也处于压紧制动状态，从动轴、从动盘也就不能自由转动。为了避免顶杆和分离爪之间的摩擦，顶杆不能直接顶在分离爪的平面上，顶杆和分离爪两平面之间还要设置一个内孔与从动轴键配合可轴向移动但不可转动的平垫。所谓“从动轴轴向通道”可以设置在轴的外侧，也可以设置在轴的中心。

本实用新型提供的锥盘离合器克服了传统的锥盘离合器径向尺寸比较大、结构不够紧凑等缺点：新结构的锥盘离合器在很多方面超过了传统的平盘离合器，例如其分离效果更好，能够分离得十分清楚。本设计中的分离机构，在分离状态下，对从动盘起着制动的作用，所以彻底消除了跟转现象。分离操纵装置改用螺旋机构后，径向尺寸大幅度减少；由于螺旋斜齿作斜面运动扭转时能够产生很大的轴向力，即使弹簧的弹力很大，将锥盘压入锥碗较紧，操作者的操纵力相对也较小；这就解决了因担心操纵力过大而减弱弹簧压力导致锥盘摩擦力变小的问题，有了足够的弹簧力，就能使两个锥面结合时产生足够的摩擦力而不会发生打滑现象；另外直条形顶杆能以较小的截面传递较大的力而不会弯曲，同时又在轴的通道中运行，体积小，很紧凑，所以顺利的解决了锥盘摩擦离合器应用的实际难题。综上所述，新结构不仅比传统的锥盘离合器简单、紧凑，与传统的平盘离合器相比，也更简单、紧凑，重量大为减轻：从通用离合器原来的26种、共69个零件，大幅度减少到本设计的9种、16个零件；通用离合器重量约10.5kg；本设计减少了30％，其维修、调试方面变得十分简单，不需要专业培训，一般使用人员即可掌握；同时，因零件的减少，制造成本也有较大的降低。新结构的工作十分可靠，分离操纵装置结合时无相对打滑磨损，分离时也只有短暂摩擦，分离爪与顶杆之间的平面不会因高速运转和摩擦严重而损坏，故而也就取消了平盘离合器使用中必不可少的分离轴承，进一步地简化了结构和降低了成本。

附图说明

图1为实施例1的总体布局图。

图2、3为实施例2的结构示意图。

图4为实施例3的结构示意图。

图5为实施例4中轴向通道的结构示意图。

图6为实施例5中轴向通道的结构示意图。

具体实施方式

实施例1，参照图1：离合器处于分离状态。图中离合器部分已经水平剖开，16是从动轴，从动盘3通过花键与从动轴16联接，从动盘3可以在从动轴16上串动，但不可以自由转动；主动盘4设置在从动盘3与分离操纵机构即分离爪8和轴承盖9之间，主动盘4通过轴承6与从动轴16固定，轴承6两侧有挡圈20用来限制轴承6位移，主动盘4可以在从动轴16上自由转动，发动机的动力通过柔性传动装置例如链条或三角带5驱动主动盘4转动；分离爪8套在从动轴16上，平面顶着顶杆9，相对的另一斜齿面与装配在齿轮箱上的轴承盖9啮合，分离爪的下部与拉杆10绞联，当分离爪8被拉杆10拉紧扭转，分离爪的齿顶爬上轴承盖9的齿顶，从动盘3被顶杆7推离主动盘4，使两个锥盘处于分离状态；松开拉杆10，分离爪8回转，齿顶退入轴承盖9的齿根凹谷中，在从动盘3外侧大弹簧2的作用下，从动盘3被压入主动盘4的锥碗中，两个锥盘结合；两锥面之间有耐磨衬层18以提高锥面使用寿命。该耐磨衬层18可以与主动盘4配合，也可以与从动盘3配合，可以采用粘合方式，也可以采用装配方式；采用装配方式将更加利于更换。从动盘3转动，进而驱动从动轴16转动，从动轴16装配在齿轮箱12中，可以把动力通过齿轮传递到作业机械的动力输出轴上去。大弹簧2外侧有压紧螺母1并用并紧螺母19并紧，同时插上开口销17。

实施例2，参照图2、3：从动盘3设置在主动盘4与分离操纵机构之间，从动轴16上串有一个可以扭转的螺套21，螺套21的外圆或内圆加工有螺纹，在螺套21的一侧与之相对应的还有一个套在从动轴16上但固定在齿轮箱或机架等物件上不可转动的轴承盖9，轴承盖9的内圆或外圆也加工有和螺套21相同的螺纹，螺套21和轴承盖9通过螺牙类似螺栓和螺母一样拧在一起，通过拉动螺套21上的拉杆10实现螺套21的轴向位移，从动盘3上有一螺管22与之紧固配合，螺管22贯穿于螺套21中，螺套21轴向位移时带动螺管22移动，从而拉动从动盘3脱离主动盘4向另一侧移动，以达到分离的目的(见图2)；松开拉杆10，在大弹簧2力的作用下，从动盘3与主动盘4两锥面结合，从而达到结合的目的(见图3)。

实施例3，参照图4：离合器处于分离状态。一个弓形推杆23的两端各有一个套环24和25，套环24套在分离爪8上，套环25套在从动盘3的操纵槽内；拉动拉杆10以及分离爪8，受到螺旋力的作用，弓形推杆23便将从动盘3向外推离主动盘4，离合器即分离；反之，松开拉杆10和分离爪8，分离爪8不再给弓形推杆23施加力，受到从动盘3外侧大弹簧2力的作用，弓形推杆23向齿轮箱12一侧自由移动，从动盘3被紧紧压入主动盘4，离合器结合。

实施例4，参照图5：从动轴上铣出一个或一个以上的凹槽26，中间贯穿顶杆7，顶杆7的截面必须小于凹槽26，以保证顶杆7能够在凹槽26中顺畅的滑动，在从动轴16上套上轴承，轴承6内圈与凹槽26形成封闭的通道；为了防止轴承6在从动轴16上轴向串动，还要在轴承6两端的从动轴16上设置挡圈20或者销钉等紧固件来固定轴承内圈。

实施例5，参照图6：从动轴16上设置一个专用套27，在专用套27的轴向打上通孔，作为设置顶杆7的通道。轴承6内圈固定联接在专用套27上。

Claims (10)

1、一种锥盘离合器，在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧在一起，同时设有分离操纵机构，其特征是：分离操纵机构采用螺旋式分离器。

2、按照权利要求1所述的锥盘离合器，其特征是：所说的螺旋式分离器结构是：从动轴的一端设有分离爪偶件，从动轴上设置有轴向通道，通道处放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。

3、按照权利要求1所述的锥盘离合器，其特征是：所说的螺旋式分离器结构是：设有弓形推杆，弓形推杆的一端连接从动盘，另一端连接分离爪。

4、按照权利要求1所述的锥盘离合器，其特征是：所说的螺旋式分离器结构是螺套式分离器：设有一个可在轴上扭转的套环，套环的一侧圆周上设置有一个或一个以上的斜齿，与之相对应的还有一个套在轴上但不可转动的偶件，偶件上也有数目、斜度相同的啮合斜齿。

5、按照权利要求2所述的锥盘离合器，其特征是：所说的从动轴轴向通道，设置在轴的外侧，或设置在轴的中心。

6、按照权利要求1～5之一所述的锥盘离合器，其特征是：主动盘与从动盘的两个锥面结合处之间有耐磨衬层。

7、按照权利要求1或2或3或5所述的锥盘离合器，其特征是：具体结构为，离合器盘上设置一个一侧有锥碗的主动盘，主动盘在从动轴上可自由转动，两端有限位使其不可轴向移动，同轴装配一个外圆与主动盘锥碗相配合的从动内锥盘，从动盘与轴花键配合，可以轴向滑动，但不可转动，在弹簧力的作用下紧压入主动盘的锥碗。

8、按照权利要求2所述的锥盘离合器，其特征是：从动轴上设置有专用套，在套的轴向上设有通孔，作为设置顶杆的通道，轴承内图固定联接在专用套上。

9、按照权利要求1～5之一所述的锥盘离合器，其特征是：主动盘与从动盘设置在同一根轴上。

10、按照权利要求2或5所述的锥盘离合器，其特征是：所说的分离爪偶件采用手扶拖拉机上的通用件。

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