CN85105816A - 有过载保护的传动装置—特别适用于驱动刨煤机或其它类似机械 - Google Patents

Abstract

本发明是特别适用于驱动刨煤机等类似机械的有过载保护的传动装置。它带有受力时能产生弹性变形的测量元件。该元件与滑环电连接并带有电子控制装置，以便在过载时使离合器脱开，使传动装置的输出轴脱离输入端。该元件(可为测量轴)位于传动轴，即输出轴内，并与输出轴可拆卸地旋转连接在一起。拆卸时可将测量轴抽出，或在测量轴由两部分组成时，则只需更换有滑环装置的那部分测量轴。

Description

本项发明为一种带有过载保护的传动装置。该装置特别适用于刨煤机或类似机械的驱动工作。这种传动装置带有一个包括一个应变计在内的可更换的测量元件。该元件在受到传动作用力时，会产生弹性变形。此外，该装置还带有一个电子控制装置。在过载情况下，电子控制装置可以使离合器脱开，以此将传动装置的输出轴与输入端分离。

有过载保护的已公开的德国专利申请30    43    237号所述的传动装置是人们所熟悉的。为了测定驱动扭矩和刨链的受载情况，在这种传动装置上安装了应变计。在超载情况下，通过应变计的电输出信号来控制安装在传动装置上的离合器。这种传动装置中的应变计是安装在传动装置壳体内的输出轴上面的。如果应变计损坏，或者焊接处出现断裂，则必需打开传动装置的壳体，然后拆下整个输出轴。这种修理方法很费时间，而且只有在井上才能修理。

较早的一份德国P3248084·9号专利申请，是一台与本发明类似的有过载保护的传动装置。在这种传动装置上使用了一个测量杆，以作为测量元件，另外，还带有一个应变计位于离合器的槽或孔中的测量杆是可以更换的。在运转时，传动装置中的作用力可使测量杆发生弹性变形。

本发明根据上述情况，设计了这种同类型的传动装置。它的基本结构尤其与德国P32    48    084·9号专利申请的那种传动装置相类似。所设计的这种结构，使人们能够简单迅速地安装和更换位于传动装置内的受到保护的测量元件。在此，应该使用特别适于该用途的扭转元件来作测量元件。

按照本项发明，这项任务是这样解决的：用一根测量轴作测量元件，测量轴安放在传动轴内部，首先是位于传动装置的输出轴内。测量轴与传动轴能旋转地连接在一起，但可以拆卸下来。在轴的一端已拆开的情况下，可以从传动轴和/或者传动轴的延长部分，即旋转件中抽出测量轴，至少能抽出测量轴上装有应变计的部分。

按照本发明，将一根杆状的测量轴作为测量元件和扭矩传感器。该测量轴带有保护被安装在位于传动装置或有关的传动轴内部。由于测量轴与传动轴是旋转连接在一起的，所以测量轴间接处位于传动装置的力流之中。这样，测量轴同传动轴一样也会受到扭转力的作用，从而给出一个直接的扭矩数值。与此同时，在易损坏的应变计或者它的焊接部分损坏时，可以从传动轴或轴的延长部分上将测量轴抽出。这种结构使更换测量轴的工作变得简单而迅速。

尤其是将测量轴安装在传动装置输出轴内和/或者与轴连接在一起的旋转件内这种安装形式，使人们可以直接在测量轴上测出传动装置输出端的扭矩。这种结构的优点在于：测量轴的一端不仅与传动轴旋转地连接在一起，而且可以拆卸;轴的另一端由一个连接件支承着，并可以旋转。该连接件被固定在传动轴的末端，或者固定在与传动轴连接的、在轴向上延长出来的旋转件上。拆开连接件之后，可以从传动轴，更确切地说是从传动轴的延长部分旋转件中抽出测量轴或扭矩传感器部分。

本发明具有优越性的一种结构形式是测量轴内两部分组成，即由一根装有应变计的测量杆和一根连接杆组成。测量杆与连接杆相对的两端，由一个联轴节将它们旋转连接在一起，但在轴向方向上是可以分开的。它们的另外两端则分别与传动轴，以及传动轴的延长部分，即旋转件旋转连接在一起。对于这种由两部分组成的测量轴，在应变计损坏了，或出现类似的损坏时，只需要更换装有应变计装置的较短的测量杆就可以了，而不需要拆开并卸出将测量杆与传动轴旋转连接在一起的连接杆。

本发明的一个特殊的优点，是在按德国P32    48    084·9号专利申请的传动装置上安装了一个液压控制的离合器。在该传动装置的输出轴的与输出端相反的一端上，支承着一个旋转件，该旋转件是一条输送液压介质的油路。

在旋转体与传动装置输出轴上可以设置一个用于固定测量轴的轴向中心孔，可以在与旋转件可分离地旋转连接在一起的闭锁件或连接件上加工一个圆锥孔，以和测量轴的圆锥形端部配合，从而将测量轴固定。为了固定连接件，安装了一个轴向锁紧螺钉。该螺钉位于测量轴圆锥端旁的轴向螺纹孔中。使用这种方法，形成了测量轴与连接件，因而也就是测量轴与传动轴的可靠的旋转连接。这种连接是可以从外部拆开的。在连接件上可以安装与应变计接通的电滑动环。

此外，为了在传动装置的输出轴中安放测量轴，建议最好在输出轴上加工出一个轴向中心通孔。可以从传动装置输出轴的输出端一侧将锁紧螺钉插入轴向孔中。这样便可通过这个锁紧螺钉将测量轴，也就是连接杆固定在端面上，特别是固定在锥面上。

在由两部分组成的，具有优越性的测量轴上，合理地采用了这样一种结构，即在测量杆中间的凹入部分安装应变计。测量杆的一端为圆锥形，另一端则是一个插入端，或称胀紧端。此端通过一个联轴节或类似的零件与连接杆连接在一起。

伸入联轴节的连接套中的测量杆端部为一个有内锥孔的胀紧端，通过一个位于端部内的固定用的圆锥体和一个拧入该端部的螺纹孔中的锁紧螺钉，将胀紧端固定在连接套内，以此形成了测量杆端部与连接杆的旋转连接。该锁紧螺钉位于轴向通孔内。连接套与连接杆之间的连接方式可以是不可拆卸的，或可拆卸的。对于可拆卸的连接方式，采用下面的合理结构：连接杆的锥形端插入连接套的圆锥孔中，然后将连接套中的一个锁紧螺钉拧入连接杆的轴向螺纹孔中，以此将连接杆固定。上述结构是具有优越性的。

从旋转件中延伸出来的测量杆上，装有一个与测量杆旋转连接在一起的法兰。该法兰被固定在传动轴，确切地说是固定在旋转件的对面，并可以拆卸。这也是本发明的一个有优越性的结构形式。该法兰是用来安装量值放大器的。另外，为了保护固定的量值放大器，而设置了一个槽，这种结构也是有利的。为了传送电测量信号，而将滑环装置和测量杆，以及法兰合理地联结在一起，以此形成了一个组合件。这也是一种具有优越性的形式。这个组合件可以安装在一起，也可以拆开更换，为了保护滑环，将它合理地安装在位于法兰旁的轴承壳体内。所发明的这种有过载保护的传动装置结构，可以使更换测量杆、滑环装置以及位于法兰内的量值放大器的工作在井下就可迅速完成。

根据下述图纸的表示的结构示例，将进一步对本项发明作详细说明：

图1    所发明的有过载保护的传动装置的输出轴及其所属的过载保护装置的轴向剖视图;

图2    测量杆和连接杆之间的联轴节的优越性结构放大图;

图3    具有优越性的测量杆结构的局部放大图。这里的量值放大器和滑环装置是连接在一起的，以此形成了一个易于更换的组合件。

图1中的传动装置适用于链条传动机构，特别是驱动链条带动的刨煤机等。这台有过载保护的传动装置与德国P32    48    084·9号专利申请的传动装置的基本结构一致。因此，图1只给出了传动装置输出轴和用于过载保护的部分。具有两个圆柱齿轮传动级的传动装置壳体1中，安装着传动输出轴2。在图中只画出了输出轴的一部分。该部分对着轴的输出端。位于壳体1中的盘式离合器3，与输出轴2是同心的。当挂上离合器后，由传动装置的圆柱齿轮（图中未画出）和离合器3来驱动输出轴。离合器3包括一个环状的外摩擦片支承体4和一个位于中心的内摩擦片支承体5。内摩擦片支承体5通过细牙花键或类似的联结结构6，与传动装置的输出轴2旋转连接在一起。

离合器3通过弹簧力闭合，由液压力脱开。环形控制活塞用7标注，该活塞可在环状的内摩擦片支承体5上作轴向移动，并与摩擦片支承体5一起组成了一个环状压力室8。由作为旋转结构的旋转体9向压力室8中提供压力。轴向螺钉10将旋转体9与输出轴2的端部固定在一起。旋转体9位于对着输出轴输出端的一侧。旋转体9形式了输出轴2的轴向延长部分。该旋转件由圆柱形壳体13中的轴承11和12支承着。圆柱形壳体13与传动装置壳体1固定在一起。壳体13的外面固定着一个电磁控制的连接阀14。在壳体13中有一个滑环15，它套在圆柱形旋转件9的外面，起密封的作用

旋转件9上有一个偏心轴向孔16，用丝堵17将旋转件外侧的孔口堵住。连接阀14的出口通过壳体13上的径向孔18和滑环15的径向孔19与旋转件的轴向孔16连接起来。为了与轴向孔16连接，还要有一个径向孔20，它与旋转件9的环形槽21相连。这样，通过孔18、19和20，在连接阀14的出口和轴向孔16之间，形成了一个液压连接系统。在靠里面的一侧，旋转件9的轴向孔16，通过径向孔22和环形槽23与输出轴2的径向孔24和内摩擦片支承体5的径向孔25，以及环状压力室8连接在一起。根据这种结构，在出现过载时，就是说，当连接阀14打开时，通过做好旋转结构的旋转件9，由液压压力介质向压力室8中加负荷，从而使离合器3冲击式地脱开，用高压密封圈26和27密封旋转件9，以使它与滑动环15隔离开来。可能会出现的漏油可以从排油槽28和29中排出。

传动装置输出轴有一个轴向中心台阶通孔30，它的末端位于传动装置输出轴2的槽31处。旋转件9的圆柱形末端插入该槽中，旋转件9内有一个轴向中心孔32。两个彼此同心的轴向孔30和32中安装着测量轴33中的测量元件。测量轴由两部分组成，即一根扭转杆或称测量杆34和一根连接杆35。连接杆35对着测量杆34的一端，通过固定连接点36，与传动装置输出轴2连接在一起。为此，连接杆35的这一端须做成圆锥形端部37。该圆锥端部可被固定在圆锥孔38中。圆锥孔38属于轴向孔30的一部分。锁紧螺钉39是用来固定圆锥端部的。该螺钉从传动装置输出轴2的输出端插入轴向孔30中，然后拧入连接杆35的圆锥端37上的轴向螺纹孔40中。拧紧锁紧螺钉39，就可把锥端37拉入圆锥孔38中，以此形成连接杆35与传动装置输出轴2之间的旋转连接。

通过一个插入式的联轴节41，将测量杆34和连接杆35相对的两端旋转连接在一起，但在轴向方向上它们是可以分开的。联轴节41由一个固定在连接杆35端部的套管或称连接套42组成。测量杆34的端部位于连接套42的轴向孔43内。测量杆34和连接杆35之间的旋转连接采用键联结形式。也可以将测量杆34的端部制成花键轴，与套管42的孔43中相应的内花键44配合，以形成旋转连接。另外，还可以将测量杆34的端部作成多棱形，然后将它插入与之相应的多棱形孔43中。

测量杆34一直伸入到旋转件9中，该旋转件的外端支承着连接件45或类似的部分，由轴向螺钉46将连接件45固定在旋转件9上。位于这一侧的测量杆34的端部通过旋转连接，与连接件45，并通过它与旋转件9和传动装置输出轴2连在一起。为了能与上述部分连接，测量杆34的端部为圆锥形端部47。该圆锥端位于连接件45的圆锥孔48中，并由轴向螺钉49将其固定。轴向螺钉49可从外面拧入圆锥体47的轴向螺纹孔50中，该螺钉穿过端轴颈51的轴向孔。端轴颈与连接件45旋转连接在一起，并插入壳体盖52中。壳体盖52通过法兰从外面与壳体1连接在一起。端轴颈51从壳体1中探出外部。可以将端轴颈作为一个普通的刨削行程测量装置的驱动轴。借助锁紧螺钉49，可以从传动装置外面将位于圆锥孔48中的测量杆34的圆锥端47锁紧，以此形成与旋转体9，并通过它与传动装置输出轴2之间的旋转连接。

在连接件45的上面，装有量值放大器53。此外，连接件45的外侧装有滑环54。为了传递电测量信号，滑环与滑动测点彼此协调工作。这些滑环54与应变计55由电路连通，应变计被固定在测量杆34的凹入部分56中。

因为由两部分组成的测量轴33与传动装置的输出轴旋转连接在一起，所以测量轴和传动装置输出轴2一样受到扭力作用。因此，应变计55可以直接测量到传动装置输出轴2上的扭转应力。位于滑环上的滑动点将电测量信号接受下来，经量值放大器放大后再由一条从接线柱引出的电缆输送到一台电子控制装置上（图中未画出）在过载情况下，电子控制装置控制由电磁操纵的连接阀14，通过液压系统将离合器3脱开。可以将该电子控制装置安装在传动装置壳体1的前壳体58内。

在更换测量轴，也就是测量杆34时，只需将壳体盖52取下，然后卸下将旋转件9与联接件45连接在一起的螺钉46，从旋转件9和传动输出轴2的轴向中心孔中将测量杆34连同连接件45一起抽出就可以了。连接杆35仍保留在它原来的位置上。拧出锁紧螺钉49可以使测量杆34与连接件脱离。安装好之后的测量轴33应整个位于传动装置输出轴2和与之旋转连接在一起的旋转件9的内部，以保护测量轴不受损坏。因此，旋转件9也属于轴2的一个组成部分。

图2和图3是图1中有优越性的过载保护传动装置的变型结构的剖视图。在这里，与图1一致的部位仍使用原来的标码。图2为测量杆34和连接杆35之间的具有优越性的联轴节构造的放大图。此处的联轴节41同样也有一个作为连接件的套筒或称连接套42。测量杆内有一个轴向中心通孔60。插入连接套42中的测量杆34的端部，是一个带有内锥孔61的胀紧端62。通过调节胀紧端内支承着圆锥孔61的胀紧圆锥芯轴63，便可以使胀紧端在径向方向上撑开。将作为拉杆的锁紧螺栓65拧入胀紧圆锥芯轴63的螺纹孔64中。该锁紧螺栓位于测量杆34的轴向孔60内。图3中的66即为螺栓65的螺栓头。为了在测量杆34与连接套42之间形成旋紧连接。将一个螺栓搬子从测量杆的外侧端部67处插入孔内（图3）。然后用它将锁紧螺栓拧紧。此时胀紧端便向外胀开，一直到撑紧连接套的内壁为止。胀紧圆锥芯轴63是通过键连接68固定在胀紧端62内的。它们一起旋转，但可沿轴向方向移动。

图2进一步反映了连接套42与连接杆35之间的可拆卸的连接。连接杆35位于里面的一端是圆锥端70。它位于连接套42的圆锥孔71中。用72标注的锁紧螺栓的头部73通过垫片74支承在连接套中的台阶孔端面75上。锁紧螺栓72被拧入连接杆35的螺纹孔76中。因此在拧紧锁紧螺栓72时，连接杆的圆锥端70便被拉入圆锥孔71中，以此形成了连接套42与连接杆35之间的牢固的花键连接结构。此外，连接杆35的另一端也是与传动装置输出轴2旋转连接在一起的。这一点是不言而喻的。这种连接可以采用图1的方式，也可使用其它方法。由图3可以得知，拉杆头，也就是螺栓65的头部位于测量杆34的轴向通孔60中，锁紧螺栓头66压在台阶孔60的端面77上。

图3是与图2的传动装置输出端相反的一侧的延续部分。从图3中可以看到，由旋转体9中延伸出来的测量杆部分支承着法兰78。法兰78与测量杆34，主要是采用热压配合的方法旋转连接在一起的。法兰78同时也是量值放大器53的支座。量值放大器被安装在法兰78的槽79中，以加以保护。与测量杆34旋转连接在一起的法兰78，用轴向螺钉80固定在法兰盘81上。法兰盘的另一侧则通过螺钉82与旋转件9的端部连接在一起。这样，法兰78就把测量杆34与旋转体9，进而与传动轴2旋转连接了起来。

在法兰78旁边，设置了一个轴承壳体83，它由测量杆34支承着。在轴承壳体中安装着由滑环54和滑动触点55组成的滑环装置。在该壳体内设有一个用于连接电缆85的接线柱84。测量杆34支承着轴承壳体83的轴承86和另一个轴承87，这个轴承位于圆柱形法兰78和轴承壳体83之间。轴承壳体83的正面由用螺钉固定的盖板88封闭。测量杆34的端部为一个从盖板88向外探出的直径较小的端轴颈51，可用它来带动刨削行程测量装置或类似的装置。用螺钉固定在传动装置壳体1上的壳体盖为89。

在图3中可以看到，装有量值放大器53的法兰78和装有滑环装置的轴承壳体83与测量杆34形成了一个组合件。因此，可以将这个组合件作为一个整体拆卸和更换。为了更换这个组合件，首先要把螺栓销65取下来。这项工作需要借助一把搬子来完成。把搬子从端轴颈51一侧伸进测量杆34的轴向孔60中，然后拧下螺栓销。将壳体盖89除去后，再拆下插头84上的电缆85，最后再拆下螺钉80，由带有应变计装置55的测量杆34，带有量值放大器53的法兰78和带有滑环装置的轴承壳体83组成的整个机构，可以作为一个整体必要时在制造厂家进行修理，新的更换件的安装程序与上述程序相反。

Claims (20)

1、一种特别适用于驱动刨煤机或类似机械的有过载保护的传动装置，该装置带有一个装有应变计的可更换的测量元件，该测量元件在受到传动作用力时，会产生弹性变形。该传动装置还带有一个电子控制装置，在过载情况下，该电子控制装置可以使离合器脱开，以此将传动装置的输出轴与传动装置的输入端分离开来。上述有过载保护的传动装置具有下述特征：测量元件由测量轴(33)组成，测量轴位于传动轴内部，即传动装置输出轴(2)的内部，并与传动轴可拆卸地旋转连接在一起；在拆卸时，可以从传动轴和/或者从传动轴的延长部分，即旋转件(9)的未端抽出测量轴(33)，或者至少能够抽出装有应变计(55)的那部分测量轴。

2、根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于：测量轴（33）的一端与传动轴（2）旋转连接在一起（37至40）。它们之间的连接是可以拆卸的。与此同时，测量轴的另一端与连接件（45）或类似的零件旋转连接在一起，连接件（45）被固定在传动轴的未端，或者固定在与传动轴连接着的旋转件（9）的端部上，它们之间的连接也是可以拆卸的。

3、根据权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于：测量轴（33）是由两部分组成的，即由一根装有应变计装置（55）的测量杆（34）和一根连接杆（35）组成。测量杆（34）和连接杆（35）彼此相对的两端通过联轴节（41）旋转连接在一起，但在轴向方向上可以分开。测量杆与连接杆的另外两端，一端与传动轴（2）旋转连接在一起，另一端与传动轴的延长部分，即旋转件（9）连接在一起。

4、根据权利要求1至3中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：旋转连接的部分（37至40;47至50）是一种可在轴向方向上锁紧的圆锥连接结构。

5、按照权利要求1至4中的任意一个所述的传动装置，其中传动装置中的离合器可由液压脱开，传动装置输出轴与输出端相反的一端，支承着一个输送液压介质的旋转件。该传动装置具有下述特征：在旋转件（9）和传动装置输出轴（2）中，有一个用来安装测量轴（33）的轴向中心孔（32、30）。

6、根据权利要求2至5中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：固定在旋转件（9）上的连接件（45）中，有一个圆锥孔（48）测量轴（33）的圆锥端（47）便位于该圆锥孔中，此处的旋转件（9）与连接件（45）是可以拆开的，在连接件（45）上设置了一个固定用的轴向锁紧螺钉（49），该螺钉被拧入测量轴圆锥端上的轴向螺纹孔（50）中。

7、根据权利要求2至6中的任意一个所述的传动装置，其特须在于：在连接件（45）上，装有电滑环（54），应变计（55）与该电滑环电连接在一起。

8、根据1至7项权利要求中任意一个所述的传动装置，其特征在于：传动装置输出轴（2）中有一个轴向中心通孔（30），可以将一个锁紧螺钉（39）从输出轴（2）的输出端插入轴向孔（30）中，然后拧入测量轴（33）内侧端部上的轴向螺纹孔（40）中，也就是连接杆（35）端部的螺纹孔内。这样，测量轴，确切地说是连接杆被锁紧螺钉（39）固定在卡紧面上，也就是圆锥表面（38）上。

9、根据权利要求3至8中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：测量轴（33）的测量杆（34）中部有一个凹入部分（56），应变计（55）就安装在这个部位上。

10、根据权利要求9所述的传动装置，其特征在于：测量杆（34）的一端为一圆锥体（47）;另一端在需要时为带有花键或相类似的联结齿的端部，该端部位于连接杆（35）端部的连接件（42）中。

11、根据权利要求1至10中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：插入连轴节（41）的连接套（42）中的测量杆（34）端部（62）中有一个圆锥孔（61），通过调节一个位于端部（62）中的胀紧圆锥（63），以及一个拧入端部（62）的螺纹孔中的锁紧螺钉（65），便可将测量杆端部（62）固定在连接套中，螺钉（65）位于测量轴（34）的轴向孔（60）内。

12、根据权利要求11所述的传动装置，其特征在于：锁紧螺钉（65）位于测量轴（34）的轴向孔内的头部（66）且紧压着轴向台阶孔（60）中的孔端面（77）处。

13、根据权利要求1至12中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：连接杆（35）的圆锥端（70）位于连接套（42）的圆锥孔（71）中，由拧入连接杆（35）的轴向螺纹孔（76）中的锁紧螺钉（72）将连接杆（35）锁紧。

14、根据权利要求1至13中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：测量杆（34）从旋转件（9）的端面探出来的部分，支承着与测量杆旋转连接在一起的法兰（78），该法兰同时也与输出轴（2），确切地说是与旋转件（9）固定在一起。

15、根据权利要求14所述的传动装置，其特征在于法兰（78）是量值放大器（53）的载体。

16、根据权利要求15所述的传动装置，其特征在于：在法兰（78）上有一个用于固定量值放大器（53）的槽（79）。

17、根据权利要求14至16中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：滑环装置（54、55）与测量杆（34）以及法兰（78）构成了一个组合件，因而可以将这个组合件作为一个整体拆卸下来。

18、根据权利要求17所述的传动装置，其特征在于：滑环装置（54）位于法兰（78）旁边的轴承壳体（83）中。

19、根据权利要求18所述的传动装置，其特征在于：轴承壳体（83）上的轴承（86）支承着测量杆（34），另一个轴承（87）在轴承壳体（83）和法兰（78）之间。

20、根据权利要求1至19中的任意一个所述的传动装置，其特征在于：测量轴（33），确切地说是测量轴的测量杆（34），有一个由传动装置壳体（1）中探出的端轴颈（51），该端轴颈是用来连接刨削行程测量装置的。

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