设有扭矩限制器的电缆卷筒机构的制作方法

本实用新型涉及电缆保持装置技术领域，尤其涉及一种设有扭矩限制器的电缆卷筒机构。

背景技术：

目前国内外地下掘进钻车在隧道、矿山领域普遍推行应用，且地下设备对于低故障率的要求一直较高，因为在地下狭小作业空间内，一旦出现故障，不仅维修困难，严重的甚至影响工期，因此如何减少故障及出现故障如何快速解决成了一大重要课题。目前国内外大多数地下掘进钻车均采用电驱动作业，因此电缆卷筒机构是地下掘进钻车的重要组成部分，一旦出现故障，将极大地影响地下掘进钻车正常运行作业。电缆卷筒机构最主要的功能是卷缆，即电缆的卷入与卷出，电缆无法卷出，钻机就无法远距离接电及启动，必须从地下作业面退出；电缆无法卷入，钻机行走时，电缆直接在地面上拖行，对电缆的损伤极大，例如当电缆卷筒驱动机构如马达、齿轮箱卡死时，电缆无法正常卷入或卷出。

针对这一问题，人们在长期的生产生活实践中也进行了探索，例如，中国发明专利申请公开了一种恒张力电缆卷筒[申请号：201410695148.1]，该发明申请包括电缆卷筒和设置在电缆卷筒一端或两端的盘式弹簧3-2，所述电缆卷筒为楔形卷筒3，所述电缆2的一端固定在楔形卷筒3的直径大的一端、成单层并排缠绕在楔形卷筒3上，自由端连接可移动的用电设备或通信设备，并借助盘式弹簧3-2的配合形成电缆2卷入和卷出时的恒张力结构。

该发明申请消除了因电缆张力不足产生的下垂、打结现象，方便了电缆的卷入或卷出，但仍然未解决电缆卷筒驱动机构卡死时的电缆卷入或卷出的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设有扭矩限制器的电缆卷筒机构。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种设有扭矩限制器的电缆卷筒机构，包括用于卷绕电缆的卷筒，所述的卷筒上设有卷筒支座，卷筒与卷筒支座转动连接，在卷筒支座上设有一个驱动机构，所述的驱动机构的输出端连接扭矩限制器，所述的扭矩限制器通过传动链连接卷筒。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述的传动链包括主动链轮和从动链轮，主动链轮与扭矩限制器连接，链条绕设在主动链轮和从动链轮上从而使主动链轮和从动链轮驱动连接。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述的驱动机构包括固定在卷筒支座上的齿轮箱，以及与齿轮箱连接的齿轮马达，扭矩限制器与齿轮箱连接。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述的主动链轮的齿数小于从动链轮的齿数，主动链轮和从动链轮位于同一平面内。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述扭矩限制器包括中空的轴套体，所述轴套体套设在齿轮箱的齿轮箱主轴上，并与齿轮箱主轴固定连接，主动链轮与套设在轴套体外表面且与轴套体滑动连接，所述主动链轮一端贴合于轴套体底部，还包括有套设在轴套体外表面且与轴套体滑动连接的摩擦盘，摩擦盘的一端与主动链轮贴合，另一端与压力调节机构贴合。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述压力调节机构包括与轴套体的轴线方向平行设置的压力调节螺栓，所述压力调节螺栓与固定在轴套体外表面的螺母螺接配合，从压力调节螺栓到摩擦盘的方向上还依次设有压力调节垫和碟形弹簧，所述压力调节垫和碟形弹簧均与轴套体滑动连接。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述轴套体远离齿轮箱的一端固定连接有挡盖，螺钉贯穿挡盖并向轴套体内部延伸，所述螺钉位于轴套体内部的一端与平键固定连接，平键镶嵌于齿轮箱主轴上，并且螺钉、平键和齿轮箱主轴的轴心线重合。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述卷筒通过固定主轴与卷筒支座转动连接，所述固定主轴的一端与卷筒支座固定连接，另一端通过轴承与卷筒转动连接。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述卷筒包括呈圆柱形的筒体和与筒体侧面固定连接的挡板，所述筒体与卷筒支座转动连接。

在上述的设有扭矩限制器的电缆卷筒机构中，所述挡板包括与筒体侧面固定连接的内环和与内环同心设置的外环，所述外环的半径大于内环的半径，内环和外环通过若干根连接杆固定连接。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型在电缆卷筒机构出现马达卡死，电缆无法正常卷入或卷出现象时，可利用扭矩限制器的过载“打滑”原理，实现电缆的人工卷入或卷出。

2、本实用新型可根据实际需要，通过齿轮箱调节电缆的卷入或卷出的速度。

3、本实用新型在马达卡死，需要人工卷入或卷出时，连接杆是较好的施力点。

附图说明

图1是扭矩限制器的剖面图；

图2是本实用新型的剖面图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图中：卷筒支座1、卷筒2、主动链轮3、齿轮马达4、扭矩限制器5、链条6、从动链轮7、齿轮箱8、固定主轴9、轴承10、驱动机构11、传动链12、筒体21、挡板22、轴套体51、摩擦盘52、压力调节机构53、挡盖54、螺钉55、平键56、齿轮箱主轴81、内环221、外环222、连接杆223、压力调节螺栓531、螺母532、压力调节垫533、碟形弹簧534。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图2-3所示，一种设有扭矩限制器的电缆卷筒机构，包括用于卷绕电缆的卷筒2，所述的卷筒2上设有卷筒支座1，卷筒2与卷筒支座1转动连接，在卷筒支座1上设有一个驱动机构11，所述的驱动机构11的输出端连接扭矩限制器5，所述的扭矩限制器5通过传动链12连接卷筒2。

本实用新型，使用时通过传动链12将驱动机构11的驱动力传递给卷筒2，以实现电缆的卷入或卷出；当驱动机构11发生故障而卡死，电缆无法正常卷入或卷出时，可人工推动卷筒2，当人工所提供给卷筒2的扭矩超过了扭矩限制器5的扭矩范围时，扭矩限制器5即会发生过载“打滑”的现象，从而实现电缆的人工卷入或卷出。

用于卷绕电缆的卷筒2与卷筒支座1转动连接，驱动机构11固定连接在卷筒支座1上，扭矩限制器5连接在驱动机构11的输出端，所述的扭矩限制器5通过传动链12连接卷筒2，故使用时，驱动机构11的驱动力通过扭矩限制器5和传动链12传递给卷筒2，带动卷筒2使得电缆卷入或卷出，当卡死时，可对卷筒2人工提供一个超过扭矩限制器5的扭矩范围的扭矩，使扭矩限制器5过载“打滑”，从而实现电缆的人工卷入或卷出。

具体的说，所述卷筒2通过固定主轴9与卷筒支座1转动连接，所述固定主轴9的一端与卷筒支座1固定连接，另一端通过轴承10与卷筒2转动连接。

固定主轴9与卷筒支座1固定连接，卷筒2通过轴承10与固定主轴9转动连接，从而实现卷筒2与卷筒支座1的转动连接，卷筒2通过轴承10与固定主轴9连接可使二者之间的滑动摩擦力转变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦力，节约能耗。

如图3所示，所述的传动链12包括主动链轮3和从动链轮7，主动链轮3与扭矩限制器5连接，链条6绕设在主动链轮3和从动链轮7上从而使主动链轮3和从动链轮7驱动连接。

主动链轮3通过与扭矩限制器5连接从而获得驱动力，驱动力通过绕设在主动链轮3上的链条6传递给从动链轮7，从动链轮7与卷筒2固定连接，从而实现电缆的卷入或卷出。

优选地，从动链轮7的轴心线与卷筒2的轴心线重合，这样可使在卷缆过程中，卷筒2转动的更加稳定。

优选地，所述的主动链轮3的齿数小于从动链轮7的齿数，主动链轮3和从动链轮7位于同一平面内，主动链轮3的齿数小于从动链轮7的齿数的设置，可使从动链轮7与主动链轮3保持相同线速度转动时，从动链轮7转动的角速度较小，从而使卷筒2在进行电缆的卷入或卷出时转动的角速度较小，操作起来更加方便、安全；主动链轮3和从动链轮7位于同一平面内的设计可使整个传动过程更加稳定、高效。

如图3所示，所述的驱动机构11包括固定在卷筒支座1上的齿轮箱8，以及与齿轮箱8连接的齿轮马达4，扭矩限制器5与齿轮箱8连接。

驱动机构11包括有用于提供驱动力的齿轮马达4，齿轮马达4通过齿轮箱8与扭矩限制器5驱动链接，齿轮箱8可调快或调慢齿轮的转动速度，故可根据实际需要，通过齿轮箱8调节电缆的卷入或卷出的速度。

如图1所示，所述扭矩限制器5包括中空的轴套体51，所述轴套体51套设在齿轮箱8的齿轮箱主轴81上，并与齿轮箱主轴81固定连接，主动链轮3与套设在轴套体51外表面且与轴套体51滑动连接，所述主动链轮3一端贴合于轴套体51底部，还包括有套设在轴套体51外表面且与轴套体51滑动连接的摩擦盘52，摩擦盘52的一端与主动链轮3贴合，另一端与压力调节机构53贴合，所述压力调节机构53包括与轴套体51的轴线方向平行设置的压力调节螺栓531，所述压力调节螺栓531与固定在轴套体51外表面的螺母532螺接配合，从压力调节螺栓531到摩擦盘52的方向上还依次设有压力调节垫533和碟形弹簧534，所述压力调节垫533和碟形弹簧534均与轴套体51滑动连接，所述轴套体51远离齿轮箱8的一端固定连接有挡盖54，螺钉55贯穿挡盖54并向轴套体51内部延伸，所述螺钉55位于轴套体51内部的一端与平键56固定连接，平键56镶嵌于齿轮箱主轴81上，并且螺钉55、平键56和齿轮箱主轴81的轴心线重合。

轴套体51套设在齿轮箱8的齿轮箱主轴81上，齿轮箱主轴81轴心处镶嵌有一平键56，平键56通过螺钉55与挡盖54固定连接，挡盖54设置在轴套体51远离齿轮箱8的一端并与轴套体51固定连接，故齿轮箱主轴81可通过平键56、螺钉55和挡盖54带动轴套体51旋转，同时挡盖54也可防止灰尘进入齿轮箱8中，优选地，齿轮箱主轴81与轴套体51的内壁固定连接，使得齿轮箱主轴81可直接带动轴套体51做同步运动。轴套体51外，从接近齿轮箱8的一端到远离齿轮箱8的一端依次套设有主动链轮3、摩擦盘52、碟形弹簧534、压力调节垫533、螺母532和压力调节螺栓531，当以驱动机构11驱动卷筒2使缆线卷入或卷出时，调节压力调节螺栓531向靠近齿轮箱8的方向运动，使得压力调节垫533压设在碟形弹簧534上，碟形弹簧534压设在摩擦盘52上，摩擦盘52压设在主动链轮3上，从而使扭矩限制器5与主动链轮3之间的压力增大，摩擦力增大，此时主动链轮3可与扭矩限制器5做同步运动；当驱动机构11发生卡死时，齿轮箱主轴81和轴套体51均无法转动，此时调节压力调节螺栓531向远离齿轮箱8的方向运动，使得压力调节垫533与碟形弹簧534分离，碟形弹簧534与摩擦盘52分离，摩擦盘52与主动链轮3分离，从而使主动链轮3与扭矩限制器5之间的压力减小，摩擦力减小，此时主动链轮3可相对扭矩限制器5做转动运动。

优选地，所述螺母532为细牙调整螺母，这样在转动过程中的防松动效果好。

如图3所示，所述卷筒2包括呈圆柱形的筒体21和与筒体21侧面固定连接的挡板22，所述筒体21与卷筒支座1转动连接，在筒体21侧面固定连接有挡板22，可方便缆线卷入过程中对缆线的收纳。

优选地，所述挡板22包括与筒体21侧面固定连接的内环221和与内环221同心设置的外环222，所述外环222的半径大于内环221的半径，内环221和外环222通过若干根连接杆223固定连接，这样可在马达卡死，需要人工卷入或卷出时，具有较好的施力点。

本实用新型的工作原理是：使用时，启动齿轮马达4，通过齿轮箱8带动扭矩限制器5，扭矩限制器5带动主动链轮3，并通过链条6带动从动链轮7，由于从动链轮7与卷筒2固定连接，从而实现电缆的卷入或卷出，所卷入的电缆可利用挡板22规整收纳；当驱动机构卡死时，调节压力调节螺栓531向远离齿轮箱8的方向运动，使得压力调节垫533与碟形弹簧534分离，碟形弹簧534与摩擦盘52分离，摩擦盘52与主动链轮3分离，从而使主动链轮3与扭矩限制器5之间的压力减小，摩擦力减小，此时主动链轮3可相对扭矩限制器5做转动运动，故此时人工施力于连接杆223，使得卷筒2转动，并通过从动链轮7和链条6带动主动链轮3转动，由于此时主动链轮3可相对扭矩限制器5做转动运动，故可顺利的利用人工实现电缆的卷入或卷出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了卷筒支座1、卷筒2、主动链轮3、齿轮马达4、扭矩限制器5、链条6、从动链轮7、齿轮箱8、固定主轴9、轴承10、驱动机构11、传动链12、筒体21、挡板22、轴套体51、摩擦盘52、压力调节机构53、挡盖54、螺钉55、平键56、齿轮箱主轴81、内环221、外环222、连接杆223、压力调节螺栓531、螺母532、压力调节垫533、碟形弹簧534等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。