一种用于农机的动力输出装置及其控制方法与流程

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种用于农机的动力输出装置及其控制方法。

背景技术：

随着农村经济和农业机械化的发展，农业机械作业范围不断扩大，与动力输出装置配套作业的农机具大量涌现，如旋耕机、喷雾机、收割机、气吸式播种机、打瓜取籽机以及秸秆粉碎还田机等。这些机具的应用,不仅减轻了农民的劳动强度,提高了作业质量和综合效益，而且也提高了农机的利用率，增加机手收入。然而农业机械的工作装置只有在工作时才需要动力输入，则工作装置的动力输入需要动力输出装置与发动机连接，实现工作装置动力的结合与切断。目前采用的动力输出装置采用机械结构实现，压紧压力不能保证，系统故障率高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题提供一种用于农机的动力输出装置及其控制方法，通过采用干式摩擦片，通过在柱塞与输出轴轴肩之间形成的工作腔利用流体形成压紧力，通过控制系统对动力输出进行控制，系统稳定、可靠，能够较好地实现工作装置动力的结合与切断，使系统故障率大大降低。

本发明可以通过以下技术方案实现上述目的：一种用于农机的动力输出装置，包括壳体和输出轴，所述的壳体的一端通过轴承套设在输出轴上，在输出轴上远离壳体的一端连接有皮带轮，位于壳体内还设有齿圈、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置，所述的齿圈为内齿圈并通过连接件与发动机动力输出端相连接，所述的承压装置位于齿圈和输出轴之间，压紧装置设置在承压装置的一侧用于输出压紧力；

所述的承压装置包括承压板和压力板，所述的承压板通过花键与输出轴连接，在其远离压紧装置的一侧设有支撑平板，所述的压力板通过花键连接在承压板上，在承压板上还设有包有复位弹簧的轴销，轴销顶紧在压力板的板面上，摩擦片Ⅰ设置在承压板和压力板之间并套设在承压板上，所述的摩擦片Ⅰ由胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ构成，芯板Ⅰ位于胶片Ⅰ、胶片Ⅱ的中间，芯板Ⅰ与齿圈的内齿相啮合；所述的压紧装置包括柱塞、柱塞与输出轴上设置的轴肩之间形成的工作腔，在控制系统输出压力传递至工作腔内的状态下，柱塞产生轴向移动将压紧力传递给压力板的板面上；工作腔通过输出轴上的油口与油道Ⅰ相连，油道Ⅰ通过油口与外部的控制系统相连，输出轴连接皮带轮的一端为锥形，通过轴承Ⅱ支撑在壳体内，轴承Ⅱ上设有输出轴承盖和输出轴承盖，在皮带轮对应轴承Ⅱ的位置开有孔，孔通过油道Ⅱ与轴承Ⅱ相连。

进一步的，在承压板和压力板之间还设有摩擦片Ⅱ和中压盘，所述的中压盘位于摩擦片Ⅰ和摩擦片Ⅱ之间，所述的摩擦片Ⅱ位于压力板与中压盘之间；所述的摩擦片Ⅱ由胶片Ⅲ、芯板Ⅱ、胶片Ⅳ构成，芯板Ⅱ位于胶片Ⅲ、胶片Ⅳ的中间，芯板Ⅱ与齿圈啮合。

进一步的，所述的输出轴通过平键与皮带轮连接。

进一步的，所述的柱塞不随同输出轴转动。

一种用于农机的动力输出装置的控制方法，包括以下步骤：

动力输出装置的壳体与发动机壳体连接固定，壳体内设有齿圈、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置、输出轴，当动力结合信号发出时,控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，发动机动力输出通过连接件至齿圈，齿圈为内齿圈，位于承压板和压力板之间并套设在承压板上的摩擦片Ⅰ包括胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ，齿圈将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅰ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、承压装置的承压板和压力板，压力板通过花键将动力集中至承压板，位于承压板上的包有复位弹簧的轴销顶紧在压力板的板面上，压力板通过花键连接在承压板的轴套上，压紧装置包括柱塞、柱塞与输出轴上设置的轴肩之间形成的工作腔，工作腔通过输出轴上的油口与油道Ⅰ相连，外部的控制系统可输出压力流体经过油口通过油道Ⅰ将输出压力输入工作腔，形成压紧力，压紧力推动柱塞轴向移动，然后柱塞推动压力板，使压力板压缩复位弹簧，然后压紧摩擦片Ⅰ、承压板，承压板通过花键传递动力至输出轴，输出轴传递动力至皮带轮，完成动力输出；

当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔通过油口接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板回位，从而将柱塞推动回位，工作腔中的流体流出，此时压力板、承压板与摩擦片Ⅰ在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，齿圈与芯板Ⅰ空转，完成动力切断。

进一步的， 输出轴连接皮带轮的一端为锥形，通过轴承Ⅱ支撑在壳体内，轴承Ⅱ上设有输出轴承盖和输出轴承盖，在皮带轮对应轴承Ⅱ的位置开有孔，孔通过油道Ⅱ与轴承Ⅱ相连。

进一步的，在承压板和压力板之间还设有摩擦片Ⅱ和中压盘，所述的中压盘位于摩擦片Ⅰ和摩擦片Ⅱ之间，所述的摩擦片Ⅱ位于压力板与中压盘之间；所述的摩擦片Ⅱ由胶片Ⅲ、芯板Ⅱ、胶片Ⅳ构成，芯板Ⅱ位于胶片Ⅲ、胶片Ⅳ的中间，芯板Ⅱ与齿圈啮合。

进一步的，当动力结合信号发出时,控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，齿圈将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ和芯板Ⅱ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ处于压紧状态，芯板Ⅰ、芯板Ⅱ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、胶片Ⅲ、胶片Ⅳ及其承压装置的承压板和压力板，压力板、中压盘通过花键将动力集中至承压板；当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔通过油口接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板回位，从而将柱塞推动回位，工作腔中的流体流出，此时压力板、承压板与摩擦片Ⅰ、摩擦片Ⅱ在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，同时芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ分开，齿圈与芯板Ⅰ、芯板Ⅱ空转，完成动力切断。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的摩擦片Ⅰ、摩擦片Ⅱ为干式摩擦片，安装方便，传递扭矩大；

2.本发明采用控制系统通过油道Ⅰ将输出压力传递至柱塞与输出轴上设置的轴肩之间形成的工作腔形成压紧力即通过流体形成压紧力推动柱塞轴向移动，从而推动压力板移动，压力板将动力集中至承压板或压力板与中压盘将动力集中至承压板，承压板传递动力至输出轴，输出轴传递动力至皮带轮，实现动力结合；摩擦片磨损时不影响压紧力，保证动力结合可靠，降低故障率；

3.本发明设计合理，结构紧凑，安装方便，轴承润滑也方便，通过在皮带轮对应轴承Ⅱ的位置开有孔，孔通过油道Ⅱ与轴承Ⅱ相连，通过孔可以添加黄油，黄油通过油道Ⅱ对轴承Ⅱ进行润滑；该动力输出装置在各种农机具的使用过程中效果良好，完全能够满足动力输出装置农机具的使用要求。

附图说明

图1是本发明实施例1用于农机的动力输出装置的结构示意图；

图2是本发明用于农机的动力输出装置输出轴的结构示意图；

图中标注：1-壳体 ，2-齿圈，3-承压板，4-轴承Ⅰ，5-输出轴，51-键槽，52-花键，53-锥面， 6-轴销，7-复位弹簧，8-摩擦片Ⅰ，9-中压盘，10-压力板，11-摩擦片Ⅱ，12-柱塞，13-工作腔，14-油道Ⅰ，15-皮带轮，16-油口，17-孔，18-输出轴承盖，19-油道Ⅱ，20-轴承Ⅱ，21-输出轴承盖Ⅱ。

具体实施方式

一种用于农机的动力输出装置，包括壳体1和输出轴5，所述的壳体1的一端通过轴承套设在输出轴5上，在输出轴上远离壳体1的一端连接有皮带轮16，其特征在于，位于壳体内还设有齿圈2、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置，所述的齿圈2为内齿圈并通过连接件与发动机动力输出端相连接，所述的承压装置位于齿圈2和输出轴5之间，压紧装置设置在承压装置的一侧用于输出压紧力；

所述的承压装置包括承压板3和压力板12，所述的承压板3通过花键与输出轴5连接，在其远离压紧装置的一侧设有支撑平板，所述的压力板12通过花键连接在承压板3上，在承压板3上还设有包有复位弹簧7的轴销6，轴销6顶紧在压力板11的板面上，摩擦片Ⅰ8设置在承压板3和压力板11之间并套设在承压板3上，所述的摩擦片Ⅰ8由胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ构成，芯板Ⅰ位于胶片Ⅰ、胶片Ⅱ的中间，芯板Ⅰ与齿圈2的内齿相啮合；所述的压紧装置包括柱塞12、柱塞12与输出轴5上设置的轴肩之间形成的工作腔13，在控制系统输出压力传递至工作腔13内的状态下，柱塞12产生轴向移动将压紧力传递给压力板11的板面上；工作腔13通过输出轴5上的油口与油道Ⅰ14相连，油道Ⅰ14通过油口16与外部的控制系统相连，输出轴5连接皮带轮15的一端为锥形，通过轴承Ⅱ20支撑在壳体1内，轴承Ⅱ20上设有输出轴承盖18和输出轴承盖21，在皮带轮16对应轴承Ⅱ20的位置开有孔17，孔17通过油道Ⅱ19与轴承Ⅱ20相连。

进一步的，在承压板3和压力板11之间还设有摩擦片Ⅱ10和中压盘9，所述的中压盘9位于摩擦片Ⅰ8和摩擦片Ⅱ10之间，所述的摩擦片Ⅱ10位于压力板11与中压盘9之间；所述的摩擦片Ⅱ10由胶片Ⅲ、芯板Ⅱ、胶片Ⅳ构成，芯板Ⅱ位于胶片Ⅲ、胶片Ⅳ的中间，芯板Ⅱ与齿圈2啮合。

进一步的，所述的输出轴5通过平键与皮带轮18连接。

进一步的，所述的柱塞12不随同输出轴5转动。

一种用于农机的动力输出装置的控制方法，包括以下步骤：

动力输出装置的壳体1与发动机壳体1连接固定，壳体1内设有齿圈2、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置、输出轴5，当动力结合信号发出时,控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，发动机动力输出通过连接件至齿圈2，齿圈2为内齿圈，位于承压板3和压力板11之间并套设在承压板3上的摩擦片Ⅰ8包括胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ，齿圈2将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅰ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、承压装置的承压板3和压力板11，压力板11通过花键将动力集中至承压板3，位于承压板3上的包有复位弹簧7的轴销6顶紧在压力板11的板面上，压力板11通过花键连接在承压板3的轴套上，压紧装置包括柱塞12、柱塞12与输出轴5上设置的轴肩之间形成的工作腔13，工作腔13通过输出轴5上的油口与油道Ⅰ14相连，外部的控制系统可输出压力流体经过油口16通过油道Ⅰ14将输出压力输入工作腔13，形成压紧力，压紧力推动柱塞12轴向移动，然后柱塞12推动压力板11，使压力板11压缩复位弹簧7，然后压紧摩擦片Ⅰ8、承压板3，承压板3通过花键传递动力至输出轴5，输出轴5传递动力至皮带轮15，完成动力输出；

当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔13通过油口16接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板11回位，从而将柱塞12推动回位，工作腔13中的流体流出，此时压力板11、承压板3与摩擦片Ⅰ8在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，齿圈2与芯板Ⅰ空转，完成动力切断。

进一步的，输出轴5连接皮带轮15的一端为锥形，通过轴承Ⅱ20支撑在壳体1内，轴承Ⅱ20上设有输出轴承盖18和输出轴承盖21，在皮带轮16对应轴承Ⅱ20的位置开有孔17，孔17通过油道Ⅱ19与轴承Ⅱ20相连。

进一步的，在承压板3和压力板11之间还设有摩擦片Ⅱ10和中压盘9，所述的中压盘9位于摩擦片Ⅰ8和摩擦片Ⅱ10之间，所述的摩擦片Ⅱ10位于压力板11与中压盘9之间；所述的摩擦片Ⅱ10由胶片Ⅲ、芯板Ⅱ、胶片Ⅳ构成，芯板Ⅱ位于胶片Ⅲ、胶片Ⅳ的中间，芯板Ⅱ与齿圈2啮合。

进一步的，当动力结合信号发出时，控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，齿圈2将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ和芯板Ⅱ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ处于压紧状态，芯板Ⅰ、芯板Ⅱ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、胶片Ⅲ、胶片Ⅳ及其承压装置的承压板3和压力板11，压力板11、中压盘9通过花键将动力集中至承压板3；当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔13通过油口16接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板11回位，从而将柱塞12推动回位，工作腔13中的流体流出，此时压力板11、承压板3与摩擦片Ⅰ8、摩擦片Ⅱ10在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，同时芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ分开，齿圈2与芯板Ⅰ、芯板Ⅱ空转，完成动力切断。

所述的包有复位弹簧的轴销，轴销一端露于承压板外部，另一端顶紧在压力板的板面上，且安装于该板面上，整个轴销在承压板、摩擦片Ⅰ中或在承压板、摩擦片Ⅰ、中压盘和摩擦片Ⅱ中贯穿，弹簧套设在轴销上，一端顶紧承压板，另一端顶紧压力板，穿梭于承压板、摩擦片Ⅰ中；所述的弹簧是指复位弹簧；所述的控制系统可以为油泵或者可控制输出压力或流体泵的系统，为该领域专业人士所熟知；所述的柱塞为阶梯型，一端压紧压力板，另一端套设在输出轴上，且与输出轴轴肩之间形成工作腔，所述的输出轴上设有键槽51和花键52，花键可以为矩形花键，在输出轴远离花键的一端设有锥面53即为所述的输出轴的一端为锥形，所述的摩擦片Ⅰ、摩擦片Ⅱ为干式摩擦片。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述：

实施例1

一种用于农机的动力输出装置，包括壳体1和输出轴5，所述的壳体1的一端通过轴承套设在输出轴5上，在输出轴上远离壳体1的一端通过平键与皮带轮16连接，位于壳体内还设有齿圈2、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置，齿圈2为内齿圈并通过连接件与发动机动力输出端相连接，承压装置位于齿圈2和输出轴5之间，压紧装置设置在承压装置的一侧用于输出压紧力；承压装置包括承压板3和压力板12，承压板3通过花键与输出轴5连接，在其远离压紧装置的一侧设有支撑平板，压力板12通过花键连接在承压板3的轴套上，在承压板3上还设有包有复位弹簧7的轴销6，轴销6顶紧在压力板11的板面上，摩擦片Ⅰ8设置在承压板3和压力板11之间并套设在承压板3上，摩擦片Ⅰ8由胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ构成，芯板Ⅰ位于胶片Ⅰ、胶片Ⅱ的中间，芯板Ⅰ与齿圈2的内齿相啮合；在承压板3和压力板11之间还设有摩擦片Ⅱ10和中压盘9，中压盘9位于摩擦片Ⅰ8和摩擦片Ⅱ10之间，摩擦片Ⅱ10位于压力板11与中压盘9之间并套设在承压板3上；摩擦片Ⅱ10由胶片Ⅲ、芯板Ⅱ、胶片Ⅳ构成，芯板Ⅱ位于胶片Ⅲ、胶片Ⅳ的中间，芯板Ⅱ与齿圈2啮合；压紧装置包括柱塞12、柱塞12与输出轴5上设置的轴肩之间形成的工作腔13，柱塞12不随同输出轴5转动，工作腔13通过输出轴5上的油口与油道Ⅰ14相连，油道Ⅰ14通过油口16与外部的控制系统相连，输出轴5连接皮带轮15的一端为锥形，通过轴承Ⅱ20支撑在壳体1内，轴承Ⅱ20上设有输出轴承盖18和输出轴承盖21，在皮带轮16对应轴承Ⅱ20的位置开有孔17，孔17通过油道Ⅱ19与轴承Ⅱ20相连；轴承Ⅰ安装在输出轴靠近承压板的一端，起辅助支撑作用；油道Ⅱ可安装黄油嘴，通过孔可以对黄油嘴添加黄油，黄油通过油道Ⅱ对轴承Ⅱ进行润滑。

当动力结合信号发出时，控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，发动机动力输出通过连接件至齿圈2，齿圈2将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ和芯板Ⅱ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ处于压紧状态，芯板Ⅰ、芯板Ⅱ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、胶片Ⅲ、胶片Ⅳ以及承压板3和压力板11，压力板11、中压盘9通过花键将动力集中至承压板3；外部的控制系统可输出压力流体经过油口16通过油道Ⅰ14将输出压力输入工作腔13，形成压紧力，压紧力推动柱塞12轴向移动，然后柱塞12推动压力板11，使压力板11压缩复位弹簧7，然后压紧摩擦片Ⅱ10、摩擦片Ⅰ8、承压板3，承压板3通过花键传递动力至输出轴5，输出轴5传递动力至皮带轮15，完成动力输出；

当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔13通过油口16接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板11回位，从而将柱塞12推动回位，工作腔13中的流体流出，此时压力板11、承压板3与摩擦片Ⅰ8、摩擦片Ⅱ10在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，同时芯板Ⅱ与胶片Ⅲ、胶片Ⅳ分开，齿圈2与芯板Ⅰ、芯板Ⅱ空转，齿圈2与芯板Ⅰ空转，完成动力切断。

实施例2

一种用于农机的动力输出装置，包括壳体1和输出轴5，所述的壳体1的一端通过轴承套设在输出轴5上，在输出轴上远离壳体1的一端通过平键与皮带轮16连接，位于壳体内还设有齿圈2、摩擦片Ⅰ、承压装置、压紧装置，齿圈2为内齿圈并通过连接件与发动机动力输出端相连接，承压装置位于齿圈2和输出轴5之间，压紧装置设置在承压装置的一侧用于输出压紧力；承压装置包括承压板3和压力板12，承压板3通过花键与输出轴5连接，在其远离压紧装置的一侧设有支撑平板，压力板12通过花键连接在承压板3上，在承压板3上还设有包有复位弹簧7的轴销6，轴销6顶紧在压力板11的板面上，摩擦片Ⅰ8设置在承压板3和压力板11之间并套设在承压板3上，摩擦片Ⅰ8由胶片Ⅰ、带有轮齿的芯板Ⅰ、胶片Ⅱ构成，芯板Ⅰ位于胶片Ⅰ、胶片Ⅱ的中间，芯板Ⅰ与齿圈2的内齿相啮合；压紧装置包括柱塞12、柱塞12与输出轴5上设置的轴肩之间形成的工作腔13，柱塞12不随同输出轴5转动，工作腔13通过输出轴5上的油口与油道Ⅰ14相连，油道Ⅰ14通过油口16与外部的控制系统相连，输出轴5连接皮带轮15的一端为锥形，通过轴承Ⅱ20支撑在壳体1内，轴承Ⅱ20上设有输出轴承盖18和输出轴承盖21，在皮带轮16对应轴承Ⅱ20的位置开有孔17，孔17通过油道Ⅱ19与轴承Ⅱ20相连；通过孔添加黄油，黄油通过油道Ⅱ对轴承Ⅱ进行润滑。

当动力结合信号发出时，控制系统检测到发动机转速达到工作转速、工作压力达到控制压力时，发动机动力输出通过连接件至齿圈2，齿圈2将动力传送至与其啮合的芯板Ⅰ，芯板Ⅰ与胶片Ⅰ、胶片Ⅱ处于压紧状态，芯板Ⅰ通过摩擦力传递动力至胶片Ⅰ、胶片Ⅱ、承压板3和压力板11，压力板11通过花键将动力集中至承压板3；外部的控制系统可输出压力油经过油口16通过油道Ⅰ14将输出压力输入工作腔13，形成压紧力，压紧力推动柱塞12轴向移动，然后柱塞12推动压力板11，使压力板11压缩复位弹簧7，然后压紧摩擦片Ⅰ8、承压板3，承压板3通过花键传递动力至输出轴5，输出轴5传递动力至皮带轮15，完成动力输出；

当动力切断信号发出、工作压力小于控制压力、发动机转速低于工作转速中的任意一种情况出现时，控制系统将工作腔13通过油口16接通低压流体，在弹簧的作用下，推动压力板11回位，从而将柱塞12推动回位，工作腔13中的流体流出，此时压力板11、承压板3与摩擦片Ⅰ8在轴向上分开，使芯板Ⅰ与胶片Ⅰ和胶片Ⅱ分开，齿圈2与芯板Ⅰ空转，完成动力切断。