CN104632933B - 一种大载荷轴向拉力安全离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种大载荷轴向拉力安全离合器，包括壳体，穿过壳体转动设置的输入轴和丝杠，用于输入轴和丝杠之间传动的摩擦离合机构，设置在输入轴上的复位预紧调节机构，以及与丝杠配合的丝杠螺母；所述的摩擦离合机构包括与输入轴径向固定的输入摩擦盘，与丝杠径向固定的输出摩擦盘，以及预紧设置在丝杠与输出摩擦盘之间的复位弹簧；所述的复位预紧调节机构包括轴向位置固定的复位锁紧螺母，复位锁紧螺母通过螺纹连接安装在输入轴上；当输入轴或丝杠螺母的主动拉力载荷小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘在复位弹簧的预紧力下同步转动；当输入轴或丝杠螺母的主动拉力载荷不小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘打滑。
Description
技术领域
本发明涉及直线运动机构的拉力安全保护装置，具体为一种大载荷轴向拉力安全离合器。
背景技术
现有的安全离合器包括扭矩式安全离合器和轴向安全离合器两种类型，轴向安全离合器用于推拉结构、曲柄机构等线性载荷工况，保护机构轴向受力安全。当轴向载荷超过预设值时传动部件脱开，实现轴向过载保护功能，但过载载荷消除后，需要沿过载反方向敲击主动轴，完成复位操作，不能实现自动复位；现有的轴向安全离合器在分离之后拉力突然消失可能造成设备损坏，使用寿命低，可靠性和安全性差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单，分离载荷能够调节，寿命长且能够自动复位的大载荷轴向拉力安全离合器。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明一种大载荷轴向拉力安全离合器，包括壳体，穿过壳体转动设置的输入轴和丝杠，用于输入轴和丝杠之间传动的摩擦离合机构，设置在输入轴上的复位预紧调节机构，以及与丝杠配合的丝杠螺母；所述的摩擦离合机构包括与输入轴径向固定的输入摩擦盘，与丝杠径向固定的输出摩擦盘，以及预紧设置在丝杠与输出摩擦盘之间的复位弹簧；所述的复位预紧调节机构包括轴向位置固定的复位锁紧螺母，复位锁紧螺母通过螺纹连接安装在输入轴上；
当输入轴或丝杠螺母的主动拉力载荷小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘在复位弹簧的预紧力下同步转动；当输入轴或丝杠螺母的主动拉力载荷不小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘打滑。
优选的，复位预紧调节机构还包括安装在输入轴上的球面垫片；复位预紧螺母一侧设置有与球面垫片配合的环形球面轨道，环形球面轨道内安装相配合的滚珠。
优选的，丝杠上安装有调差弹簧和通过螺纹连接的调差锁紧螺母；调差弹簧的一端轴向固定，另一端通过调差锁紧螺母锁紧固定。
进一步，调差弹簧的轴向固定端通过同轴设置的压片与定位面连接。
进一步，复位弹簧和调差弹簧均采用碟形弹簧，碟形弹簧分别同轴安装在丝杠上。
优选的，输入摩擦盘与输出摩擦盘之间安装摩擦片；输入摩擦盘包括与复位弹簧接触设置的第一输入摩擦盘，以及其他套装在丝杠上的第二输入摩擦盘；第一输入摩擦盘的厚度大于第二输入摩擦盘的厚度。
优选的，壳体包括通过止口同轴安装的上盖和下盖；在输入轴与下盖之间安装了角接触轴承和第一深沟球轴承，用于输入轴与下盖之间径向和轴向滚动支承定位；丝杠与上盖之间安装了第二深沟球轴承和成对安装的推力轴承，用于丝杠的径向和轴向滚动支承定位；丝杠与输入轴之间通过第三深沟球轴承进行支撑。
优选的，输入轴安装输入摩擦盘的一端呈开口的筒状，开口端的筒壁上加工有若干轴向缺口，输入摩擦盘的周向外缘上设置有与缺口配合的凸块。
优选的，丝杠与输出摩擦盘的连接处设置有若干轴向键槽，输出摩擦盘周向内圈设置有与键槽配合的卡台。
进一步，丝杠螺母端部安装转接头；丝杠螺母与缸体之间安装滑动轴承。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过丝杠螺母副将丝杠轴的旋转运动转化为丝杠螺母的轴向运动，将轴向载荷的控制转化为摩擦离合机构扭矩控制，轴向在拉力载荷超过设定分离载荷时，该摩擦离合机构输入和输出分开，摩擦离合机构的主从部分摩擦打滑，起到过载保护作用；当拉力载荷小于分离载荷时，离合器输入和输出在复位弹簧的作用自动接合，同时带动输入轴和丝杠完成对应的分合操作；并且通过调节复位弹簧的预变形可以设定丝杠的分离载荷；在轴向拉力载荷小于轴向分离载荷时，丝杠轴向不移动，保证的传动的精度，分离载荷能够调节，并自动复位；使得本发明离合器在拉力过载后，有效防止现有轴向过载保护器脱开后拉力突然消失的可能，在过载时由于摩擦消耗能量能缓和冲击，使离合器脱开过程更安全，避免了设备的损伤，安全性好，可靠性高。
进一步的，通过旋转复位锁紧螺母，使输入轴向右或左移动，增大或减小复位弹簧的预紧力，实现摩擦离合器扭矩的控制的同时，利用球面垫片、球形滚子球和复位锁紧螺母一侧的球面设置，使得调节机构调整时球面垫片与复位锁紧螺母之间的运动为滚动摩擦，在传递轴向载荷实现复位弹簧的对摩擦离合机构预紧的同时，减小了扭矩调节时复位锁紧螺母上的调节力矩，方便于调整。
进一步的，通过预紧设置在丝杠上的调差弹簧，使离合器在受拉力载荷时能够通过调差弹簧的弹性变形来减小摩擦离合机构的传递扭矩，实现降低轴向安全离合器的丝杠螺母直接受拉时的分离载荷，使输入轴主动的分离载荷和丝杠螺母主动时的分离载荷的尽可能的减小。
进一步的，通过采用碟形弹簧能够明显的减小离合器体积，达到低行程高补偿能力的效果，与输出轴的小量轴向位移形成良好匹配，提高其复位和调差补偿平衡的效果。
进一步的，利用交替设置的摩擦盘能够保证输入轴和输出丝杠间的良好传动和充分接触，同时通过对第一输入摩擦盘厚度的增大以及压片的设置，能够使复位弹簧和调差弹簧的作用力充分而均匀的传递到定位面上，结构稳定，接触良好，受力均匀，定位可靠。
进一步的，通过相互配合的上下盖设置，对应设置的轴承，分别径向定位的摩擦盘，以及在丝杠自由端配合设置的附属组件，能够满足对应轴的转动和轴向位移需求，并且保证输入轴和输出轴的同轴性，保证了传动的精度和提高传动效率；而且安装方便，维护简单，可靠性高，适应性强。
附图说明
图1为本发明实例中所述结构中摩擦离合机构的结构示意图。
图2为本发明实例中所述结构中复位预紧调节机构的结构示意图。
图3为本发明实例中所述安全离合器的结构示意图。
图4为本发明实例中所述输入轴的结构示意图。
图5为本发明实例中所述丝杠的结构示意图。
图6为本发明实例中所述输出摩擦盘的结构示意图。
图7为本发明实例中所述输入摩擦盘的结构示意图。
图中：1为输入轴，2为角接触轴承，3为弹性挡圈，4为第一深沟球轴承，5为复位弹簧，6为调差锁紧螺母，7为调差弹簧，8为压片，9为推力轴承，10为第二深沟球轴承，11为缸体，12为丝杠螺母，13为滑动轴承，14为转接头，15为丝杠，16为上盖，17为下盖，18为第一输入摩擦盘，19为第二输入摩擦盘，20为输出摩擦盘，21为摩擦片，22为第三深沟球轴承，23复位预紧螺母，24为滚珠，25为球面垫片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种大载荷轴向拉力安全离合器，如图3所示，其包括壳体，穿过壳体转动设置的输入轴1和丝杠15，用于输入轴1和丝杠15之间传动的摩擦离合机构，设置在输入轴1上的复位预紧调节机构，以及与丝杠15配合的丝杠螺母12；所述的摩擦离合机构包括与输入轴1径向固定的输入摩擦盘，与丝杠15径向固定的输出摩擦盘20，以及预紧设置在丝杠15与输出摩擦盘20之间的复位弹簧5；所述的复位预紧调节机构包括轴向位置固定的复位锁紧螺母23，复位锁紧螺母23通过螺纹连接安装在输入轴1上；
当输入轴1或丝杠螺母12的主动拉力载荷小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘20在复位弹簧5的预紧力下同步转动；当输入轴1或丝杠螺母12的主动拉力载荷不小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘20打滑。
如图2所示，复位预紧调节机构还包括安装在输入轴1上的球面垫片25；复位预紧螺母23一侧设置有与球面垫片25配合的环形球面轨道，环形球面轨道内安装相配合的滚珠24；复位预紧螺母23、球面垫片25和滚珠24能够形成球窝轴承方便复位预紧螺母23的调节。
如图3所示，丝杠15上安装有调差弹簧7和通过螺纹连接的调差锁紧螺母6；调差弹簧7的一端轴向固定，另一端通过调差锁紧螺母6锁紧固定。调差弹簧7的轴向固定端通过同轴设置的压片8与定位面连接。本优选实例中，复位弹簧5和调差弹簧7均采用碟形弹簧，碟形弹簧分别同轴安装在丝杠15上，并采用双碟形弹簧作为调差弹簧7使用。
如图1所示，输入摩擦盘与输出摩擦盘20之间安装摩擦片21；输入摩擦盘包括与复位弹簧5接触设置的第一输入摩擦盘18，以及其他套装在丝杠15上的第二输入摩擦盘19；第一输入摩擦盘18的厚度大于第二输入摩擦盘19的厚度。本优选实例中，以两个输入摩擦盘和两个输出摩擦盘的设置为例进行说明。
如图3所示，壳体包括通过止口同轴安装的上盖16和下盖17；在输入轴1与下盖17之间安装了角接触轴承2和第一深沟球轴承4，用于输入轴1与下盖17之间径向和轴向滚动支承定位；丝杠15与上盖16之间安装了第二深沟球轴承10和成对安装的推力轴承9，用于丝杠15的径向和轴向滚动支承定位；丝杠15与输入轴1之间通过第三深沟球轴承22进行辅助支撑，保持丝杠15与输入轴1之间同轴性。
如图4所示，输入轴1安装输入摩擦盘的一端呈开口的筒状，开口端的筒壁上加工有若干轴向缺口，如图7所示，输入摩擦盘的周向外缘上设置有与缺口配合的凸块。如图5所示，丝杠15与输出摩擦盘20的连接处设置有若干轴向键槽，如图6所示，输出摩擦盘20周向内圈设置有与键槽配合的卡台。如图3所示，丝杠螺母12端部安装转接头14；丝杠螺母12与缸体11之间安装滑动轴承13。
具体的，如图3所示，本发明所述的安全离合器，包括复位预紧调节机构和摩擦离合机构。如图1所示，输入轴1、复位弹簧5、丝杠15、第一输入摩擦盘18、第二输入摩擦盘19、输出摩擦盘20、摩擦片21、第三深沟球轴承22沿共轴直线安装在一起，在工作时输入轴1带动第一输入摩擦盘18和第二输入摩擦盘19与一起运动，丝杠15与两个输出摩擦盘20一起转动，通过控制复位弹簧5的预紧力控制摩擦离合机构的预紧力，也就是通过复位弹簧5的预紧力控制摩擦离合机构的接合和打滑力矩。
如图2所示，本发明中的复位预紧调节机构，工作时，通过旋转复位预紧螺母23，使输入轴1向右移动，增大复位弹簧5的预紧力，或向左移动减小复位弹簧5的预紧力，实现摩擦离合机构的扭矩控制，通过设置的球面垫片25、滚珠24和复位预紧螺母23相结合形成的调节机构，将其调整时球面垫片25与复位锁紧螺母23之间为的运动设置为滚动摩擦，减小了扭矩调整时作用在复位锁紧螺母23上的力矩，方便调整，延长使用寿命。
本发明在使用时，在不考虑调差弹簧7的作用时，在输入轴1主动和丝杠螺母12主动时摩擦离合机构的分开力矩相同时，在输入轴1主动时的作用拉力F1和丝杠螺母主动时的作用拉力F2，关系如下η1和η2分别为丝杠15和轴承的传递效率。在系统工作时，由于传递效率较低，可能会导致输入轴主动拉力和丝杠螺母主动拉力的载荷差过大，影响轴向安全离合器的保护载荷设定精度。
为了减小输入轴主动拉力和丝杠螺母主动拉力时的保护载荷差，如图3所示，在推力轴承9的后端安装两个调差弹簧7，减小输入轴主动和丝杠螺母主动时的离合器脱开载荷的载荷差，使两者更加平衡，保护两端连接设备和延长自身使用寿命；本优选实例中采用碟形弹簧，将弹簧的预紧力设置为F2＞F0＞F1，当丝杠螺母主动受载大于F0时，由于调差弹簧7受压变形，丝杠15轴向右移动，移动的位移减小了复位弹簧5的预紧力，即降低了丝杠螺母主动时的离合器分开扭矩，减小了输入轴主动和丝杠主动时离合脱开的拉力载荷差，所以只要匹配调差弹簧7和复位弹簧5的刚度就能够使分离载荷差设计的很小。
当该轴向拉力安全离合器受到的载荷小于F0时，摩擦离合机构能够同步传动，保证其传动精度，当输入轴主动拉力载荷大于F1或丝杠螺母主动时拉力载荷F2时离合器的输入轴1和用于输出的丝杠15间打滑，实现过载保护，当载荷小于F1或F2，摩擦离合机构自动接合，从而离合器自动接合。
Claims (7)
1.一种大载荷轴向拉力安全离合器，包括壳体，穿过壳体转动设置的输入轴(1)和丝杠(15)，用于输入轴(1)和丝杠(15)之间传动的摩擦离合机构，设置在输入轴(1)上的复位预紧调节机构，以及与丝杠(15)配合的丝杠螺母(12)，当输入轴(1)或丝杠螺母(12)的主动拉力载荷小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘(20)在复位弹簧(5)的预紧力下同步转动；当输入轴(1)或丝杠螺母(12)的主动拉力载荷不小于对应的分离载荷时，输入摩擦盘和输出摩擦盘(20)打滑，其特征在于，所述的摩擦离合机构包括与输入轴(1)径向固定的输入摩擦盘，与丝杠(15)径向固定的输出摩擦盘(20)，以及预紧设置在丝杠(15)与输出摩擦盘(20)之间的复位弹簧(5)；所述的复位预紧调节机构包括轴向位置固定的复位锁紧螺母(23)，复位锁紧螺母(23)通过螺纹连接安装在输入轴(1)上；
丝杠(15)上安装有调差弹簧(7)和通过螺纹连接的调差锁紧螺母(6)；调差弹簧(7)的一端轴向固定，另一端通过调差锁紧螺母(6)锁紧固定；
调差弹簧(7)的轴向固定端通过同轴设置的压片(8)与定位面连接；
复位弹簧(5)和调差弹簧(7)均采用碟形弹簧，复位弹簧(5)和调差弹簧(7)分别同轴安装在丝杠(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，所述的复位预紧调节机构还包括安装在输入轴(1)上的球面垫片(25)；复位预紧螺母(23)一侧设置有与球面垫片(25)配合的环形球面轨道，环形球面轨道内安装相配合的滚珠(24)。
3.根据权利要求1所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，输入摩擦盘与输出摩擦盘(20)之间安装摩擦片(21)；输入摩擦盘包括与复位弹簧(5)接触设置的第一输入摩擦盘(18)，以及套装在丝杠(15)上的第二输入摩擦盘(19)；第一输入摩擦盘(18)的厚度大于第二输入摩擦盘(19)的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，所述的壳体包括通过止口同轴安装的上盖(16)和下盖(17)；在输入轴(1)与下盖(17)之间安装了角接触轴承(2)和第一深沟球轴承(4)，用于输入轴(1)与下盖(17)之间径向和轴向滚动支承定位；丝杠(15)与上盖(16)之间安装了第二深沟球轴承(10)和成对安装的推力轴承(9)，用于丝杠(15)的径向和轴向滚动支承定位；丝杠(15)与输入轴(1)之间通过第三深沟球轴承(22)进行支撑。
5.根据权利要求1所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，输入轴(1)安装输入摩擦盘的一端呈开口的筒状，开口端的筒壁上加工有若干轴向缺口，输入摩擦盘的周向外缘上设置有与缺口配合的凸块。
6.根据权利要求1所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，丝杠(15)与输出摩擦盘(20)的连接处设置有若干轴向键槽，输出摩擦盘(20)周向内圈设置有与键槽配合的卡台。
7.根据权利要求1或6所述的一种大载荷轴向拉力安全离合器，其特征在于，丝杠螺母(12)端部安装转接头(14)；丝杠螺母(12)与缸体(11)之间安装滑动轴承(13)。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170718 Termination date: 20171205 |