专利名称：用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业齿轮箱中的换挡装置，尤其是一种工业齿轮箱中的气动不停机换挡装置。
背景技术：
随着我国工业的快速发展，在高技术化、高生产效率的要求下，不断促进着其生产设备的发展与改进。齿轮箱做为工业生产中的关键设备，对其工作及操作性能也提出了更高的要求。像石油、冶金、橡塑及煤矿等行业均要求其有关生产设备具有速度可调性，以提高生产效率及实现设备运行速度的可选性。“高效率、多功能、智能化”已经成为工业齿轮箱的方向趋势。目前，国内外生产的工业齿轮箱一般不采用气动换挡。所需的换挡机构一般设置在工作机中，位于齿轮箱的外部，这样不仅使相关零部件结构复杂、数量繁多，而且增大了工作机组的安装难度；即使齿轮箱内部具有换挡机构的，通常也是采用手动换挡方式，它们的操作方式一般都需要停机换挡，且操作过程复杂，实现远程操控难度较大。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对目前工业齿轮箱设备中的手动换挡机构，以及换挡机构置于齿轮箱外部的现状，导致使用过程中换挡需停机，操作困难等不足，提供一种新的气动不停机换挡装置。本实用新型的目的是这样实现的一种用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，包括换挡变速箱，换挡变速箱中设有支撑于箱体的换挡调整轴，换挡调整轴上设有高速挡齿轮和低速挡齿轮，它们分别与输入轴上对应的齿轮啮合，高速挡齿轮与低速挡齿轮之间为调速机构，换挡调整轴通过输出齿轮与下一级齿轮啮合，其特征在于，a)所述的高速挡齿轮和低速挡齿轮通过轴承安装在换挡调整轴上，高速挡齿轮与低速挡齿轮的相对面上设有同心的圆柱凸台，圆柱凸台的外壁上设有外花键；b)所述的调速机构包括两端设有外花键的外花键套、齿式摩擦片、两个环形气缸体、一对活塞定位环、高速内花键套、低速内花键套、挡板和压板，所述的齿式摩擦片由相间排列的内齿摩擦片和外齿摩擦片组成，所述的活塞定位环上设有与环形气缸体匹配的活塞；c)所述高速内花键套的一端与高速挡齿轮上圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，低速内花键套的一端与低速挡齿轮上圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，高速内花键套和低速内花键套的另一端分别与对应的齿式摩擦片中外齿摩擦片的外齿匹配啮合；所述的外花键套两端的外花键分别与对应齿式摩擦片中内齿摩擦片的内齿匹配啮合；d)所述的外花键套通过键固定安装在高速挡齿轮与低速挡齿轮之间的换挡调整轴上，一对活塞定位环通过螺栓连为一体后，由轴承支撑于外花键套的两端外花键之间，两个活塞定位环上的活塞分别置于对应的环形气缸体中，两个环形气缸体端部与对应的齿式摩擦片之间设有压板，齿式摩擦片与对应的高速挡齿轮或低速挡齿轮之间设有挡板；e)每个活塞定位环上均设有独立的气道，气道的终端位于环形气缸体内的活塞端面，起点位于活塞定位环外缘，起点设有气管接口。[0011]在本实用新型中环形气缸体内壁与对应的活塞外壁之间设有密封圈。在本实用新型中所述的挡板通过定位销定位于对应的高速挡齿轮或低速挡齿轮上圆柱凸台的端面。在本实用新型中环形气缸体与对应的压板之间设有缓冲弹性垫圈。在本实用新型中独立气道的气管接口通过管路与气动控制机构出气口对接，工作中或其中一个独立气道为卸压状态，或不停机状态下卸压状态在两个独立气道之间相互转换，或两个独立气道均为卸压状态。本实用新型的优点在于在单一电机动力输入的情况下，可以利用气动系统对齿轮箱进行不停机调速，且操作十分简单。由于外花键套通过键安装在齿轮轴上，两端均具有外花键，呈对称布置，使得整个装置十分紧凑；由于高/低速挡齿轮与高/低速挡内花键套之间以花键齿式相联，高/低速挡内花键套与外花键套之间通过齿式摩擦片连接，使得安装更加容易，定位精度更高；由于齿式摩擦片采用相间排列的内齿摩擦片和外齿摩擦片，并在齿式摩擦片两侧设有挡板和压板，通过加压后内/外齿摩擦片的摩擦力传递扭矩，换挡过程中动力传递更加可靠；由于采用气动控制机构、两个环形气缸体和活塞定位环组成的气控机构，可以在不停机状态下实现两个独立气道之间工作状态的相互转换；由于环形气缸体内壁与对应的活塞外壁之间设有密封圈，可以确保气缸体中的气压稳定，齿轮箱工作可靠；由于环形气缸体与对应的压板之间设有缓冲弹性垫圈，可以减小操作过程中的撞击，使换挡更加平稳，噪声更加小；由于整个换挡装置处于齿轮箱内部，使得其各个齿部及轴承润滑更便捷、更充分。
图I是本实用新型的传动结构示意图；图2是本实用新型的换挡装置中离合器结构示意图；图3是齿式摩擦片中的外齿式摩擦片示意图；图4是齿式摩擦片中的内齿式摩擦片示意图。图中1、气动控制系统；2、输入轴；3、换挡齿轮箱；4、换挡调整轴；5、齿轮；6、第三齿轮轴；7、高速挡齿轮；8、轴承；9、低速挡齿轮；10、高速内花键套；11、挡板；12、键；13、外花键套；14、齿式摩擦片；15、压板；16、弹性体；17、环形气缸体；18、密封圈；19、活塞定位环；20、气管接口 ；21、低速内花键套；22、螺栓；23、弹性垫圈。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本实用新型实施例的具体结构，
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。由图I可见，本实用新型包括气动控制系统I和换挡变速箱3，换挡变速箱3中支撑于箱体换挡调整轴4，换挡调整轴4上设有高速挡齿轮7和低速挡齿轮9，它们分别与输入轴2上对应的两个不同齿部啮合，高速挡齿轮7与低速挡齿轮9之间为调速机构，换挡调整轴4通过输出齿轮与下一级齿轮轴6的齿轮5啮合，所述的高速挡齿轮7和低速挡齿轮9通过轴承固定支撑在换挡调整轴4上，高速挡齿轮7与低速挡齿轮9的相对面上设有同心的圆柱凸台，圆柱凸台的外壁上设有外花键，调速机构位于高速挡齿轮7和低速挡齿轮9之间。由图2可见，所述的调速机构包括两端设有外花键的外花键套13、齿式摩擦片14、两个环形气缸体17、一对活塞定位环19、高速内花键套10、低速内花键套21、挡板11和压板15，所述的齿式摩擦片14由相间排列的内齿摩擦片(如图4)和外齿摩擦片(如图3)组成，所述的活塞定位环19上设有与环形 气缸体17匹配的活塞。所述高速内花键套10的一端与高速挡齿轮7上的圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，低速内花键套21的一端与低速挡齿轮9上圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，高速内花键套10和低速内花键套21的另一端分别与对应的齿式摩擦片14中外齿摩擦片的外齿匹配啮合；所述外花键套13的两端外花键分别与对应齿式摩擦片14中内齿摩擦片的内齿匹配啮合；外花键套13通过键12固定安装在高速挡齿轮7与低速挡齿轮9之间的换挡调整轴4上，一对活塞定位环19通过螺栓22连为一体后，由轴承支撑于外花键套13的两端外花键之间，两个活塞定位环19上的活塞分别置于对应的环形气缸体17中，两个环形气缸体17端部与对应的齿式摩擦片14之间设有压板15，齿式摩擦片14与对应的高速挡齿轮7或低速挡齿轮9之间设有挡板11 ;一对活塞定位环19上分别设有独立的气道，气道的终端位于环形气缸体17内的活塞端面，起点位于活塞定位环19外缘，起点设有气管接口 20。在本实施例中环形气缸体17内壁与对应的活塞外壁之间设有密封圈18。所述的挡板通过定位销定位于对应的高速挡齿轮7或低速挡齿轮9上圆柱凸台的端面。环形气缸体17与对应的压板15之间设有缓冲弹性垫圈16。连接一对活塞定位环19通过螺栓22为内六角螺栓，螺栓22还配有弹性垫圈23。具体实施时，气动控制系统I可以处于成熟的现有技术，所述独立气道的气管接口分别与气动控制机构出气口对接。使用中，当独立气道处于卸压状态时，齿式摩擦片14中的内齿摩擦片和外齿摩擦片之间存在相对的逆向运动，齿式摩擦片14不传递动力；当独立气道处于高压工作状态时，齿式摩擦片14中的内齿摩擦片和外齿摩擦片被压紧,外齿摩擦片带动内齿摩擦片同步运动，齿式摩擦片14有效传递动力。工作中，在需要齿轮箱输出时，气动控制系统I只能允许一个独立气道为高压工作状态，另一个为卸压状态，此时，处于高压工作状态一侧的齿式摩擦片14将输入轴2的动力传递给外花键套13，并由外花键套13通过换挡调整轴4传递到下一级齿轮5 ;需要换挡时，气动控制系统I可以在不停机状态下改变两个独立气道工作状态。当不需要齿轮箱输出时，气动控制系统I可以使两个独立气道均处于卸压状态。
权利要求1.一种用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，包括换挡变速箱，换挡变速箱中设有支撑于箱体的换挡调整轴，换挡调整轴上设有高速挡齿轮和低速挡齿轮，它们分别与输入轴上对应的齿轮啮合，高速挡齿轮与低速挡齿轮之间为调速机构，换挡调整轴通过输出齿轮与下一级齿轮啮合，其特征在于， a)所述的高速挡齿轮和低速挡齿轮通过轴承安装在换挡调整轴上，高速挡齿轮与低速挡齿轮的相对面上设有同心的圆柱凸台，圆柱凸台的外壁上设有外花键； b)所述的调速机构包括两端设有外花键的外花键套、齿式摩擦片、两个环形气缸体、一对活塞定位环、高速内花键套、低速内花键套、挡板和压板，所述的齿式摩擦片由相间排列的内齿摩擦片和外齿摩擦片组成，所述的活塞定位环上设有与环形气缸体匹配的活塞； c)所述高速内花键套的一端与高速挡齿轮上圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，低速内花键套的一端与低速挡齿轮上圆柱凸台外壁的外花键匹配啮合，高速内花键套和低速内花键套的另一端分别与对应的齿式摩擦片中外齿摩擦片的外齿匹配啮合；所述的外花键套两端的外花键分别与对应齿式摩擦片中内齿摩擦片的内齿匹配啮合； d)所述的外花键套通过键固定安装在高速挡齿轮与低速挡齿轮之间的换挡调整轴上，一对活塞定位环通过螺栓连为一体后，由轴承支撑于外花键套的两端外花键之间，两个活塞定位环上的活塞分别置于对应的环形气缸体中，两个环形气缸体端部与对应的齿式摩擦片之间设有压板，齿式摩擦片与对应的高速挡齿轮或低速挡齿轮之间设有挡板； e)每个活塞定位环上均设有独立的气道，气道的终端位于环形气缸体内的活塞端面，起点位于活塞定位环外缘，起点设有气管接口。
2.根据权利要求I所述的用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，其特征在于，环形气缸体内壁与对应的活塞外壁之间设有密封圈。
3.根据权利要求I所述的用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，其特征在于，所述的挡板通过定位销定位于对应的高速挡齿轮或低速挡齿轮上圆柱凸台的端面。
4.根据权利要求f3之一所述的用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，其特征在于，环形气缸体与对应的压板之间设有缓冲弹性垫圈。
5.根据权利要求4所述的用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，其特征在于，独立气道的气管接口通过管路与气动控制机构出气口对接，工作中或其中一个独立气道为卸压状态，或不停机状态下卸压状态在两个独立气道之间相互转换，或两个独立气道均为卸压状态。
专利摘要本实用新型涉及一种用于工业齿轮箱的气动不停机换挡装置，包括换挡变速箱，其特征在于，高速挡齿轮和低速挡齿轮通过轴承安装在换挡调整轴上，高速挡齿轮与低速挡齿轮的相对面上设有同心的含外花键的圆柱凸台；调速机构包括外花键套、齿式摩擦片、环形气缸体、活塞定位环、高速内花键套、低速内花键套、挡板和压板，外花键套通过键固定安装在高速挡齿轮与低速挡齿轮之间的换挡调整轴上。输入轴的动力可以在不停机的状态下，由气动控制系统选择不同速比的高速挡齿轮或低速挡齿轮通过齿式摩擦片传递给外花键套，再由外花键套通过换挡调整轴传递到下一级齿轮，直至输出轴。
文档编号F16H61/28GK202360743SQ201120503508
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者王平, 袁金安, 赵文应 申请人:湖南利尔电路板有限公司