一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置的制造方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明涉及一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置。
[0002]
【背景技术】： 大惯量机械设备是指起动惯性大的设备，如各类破碎机、通风机、磨矿机、大功率带式 输送机等。这类设备起动功率比正常工作时的功率大很多，通常直接起动时，起动电流是正 常工作电流的7~8倍。如果按照起动功率选配电动机，将造成浪费。另外，设备工作时， 会因为多种原因产生过载现象，如破碎机的破碎腔中落入金属类非破碎物，带式输送机脱 辊等，这些情况都会造成过载。所以为了降低设备造价，节省能源，减少故障排除及维修时 间，对这类设备通常都采用柔性起动并能够实现负载转矩限制即过载保护。如破碎机大多 采用了破坏式的安全肘板或安全销限矩装置。过载时，安全肘板或安全销立即折断，使机器 停止工作，从而避免机器主要零部件损坏。这种破坏式限矩装置最大的缺点是对过载反应 不灵敏，即有时机器超负荷时肘板未断，或者还没有超负荷时肘板却断了。另外，更换肘板 花费时间也较长。
[0003] 因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
[0004]
【发明内容】
： 本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种离心蹄式限矩器及柔性起动 装置。
[0005] 本发明所采用的技术方案有： 一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置，该装置套设在负载轴上，包括主动传力盘、驱动 齿轮、被动传力套、拨销、顶杆、推力弹簧、滚柱、传力蹄、平键和具有伸缩端和固定端的伸缩 杆，所述主动传力盘、驱动齿轮和被动传力套分别套设在所述负载轴上，且主动传力盘与驱 动齿轮固定连接，被动传力套通过平键与负载轴固定连接，所述传力蹄沿负载轴轴线方向 上下反向对称设置在被动传力套内，且一端面铰接在主动传力盘上，所述传力蹄的外侧端 与被动传力套的内壁之间形成有空腔，滚柱设置在所述空腔内，顶杆滑动连接在所述传力 蹄的外侧端，且一端对应与滚柱相连，另一端与拨销相铰接，所述伸缩杆的固定端铰接在一 传力蹄内侧端，伸缩端支撑于另一传力蹄的内侧端，伸缩杆与拨销相连，所述推力弹簧对应 套设在顶杆上。
[0006] 本发明的进一步设计在于： 所述伸缩杆包括支撑缸体和柱塞，所述柱塞滑动插接在支撑缸体内。
[0007] 所述支撑缸体的侧壁上设有圆形通孔，所述拨销通过该圆形通孔伸入支撑缸体 内。
[0008] 所述负载轴上设有轴瓦，驱动齿轮通过轴瓦设置在负载轴上，且可相对负载轴转 动。
[0009] 所述负载轴的右侧端设有挡板和螺钉，所述被动传力套通过挡板和螺钉进行负载 轴轴线方向的轴向定位。
[0010] 本发明具有如下有益效果： (1)本发明结构简单，安装和维护方便，工作效率高。
[0011] (2)本发明运行可靠，工作寿命长。
[0012] (3)本发明过负载起动灵敏。
[0013] (4)本发明为非破坏式限矩，成本低。
[0014]
【附图说明】： 图1为本发明安装在负载轴上时的示意图。
[0015] 图2为图1在负载轴上时的剖视图。
[0016] 图3为图2中传力蹄与主动传力盘的位置之间剖视图。
[0017]图4为本发明中推力弹簧参数计算简图。
[0018] 其中 1、轴瓦；2、负载轴；4、主动传力盘；5、驱动齿轮；6、被动传力套；7、挡板；8、螺钉；9、支 撑缸体；10、销轴；11、拨销；12、销钉；13、顶杆；14、推力弹簧；15、滚柱；16、传力蹄；17、柱 塞；18、平键。
[0019]
【具体实施方式】： 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0020] 请参照图1至图3,本发明一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置，包括主动传力盘 4、驱动齿轮5和被动传力套6,驱动齿轮5通过轴瓦1设置在负载轴2上，且驱动齿轮5可 相对负载轴2转动，主动传力盘4通过螺钉固定连接在驱动齿轮5的幅板上，被动传力套6 通过用平键18安装在负载轴2上，并通过用挡板7和螺钉8对被动传力套6进行沿负载轴 2轴线方向的轴向定位。
[0021] 两个传力蹄16沿负载轴2轴线方向反向对称设置在被动传力套6内，且两个传力 蹄16上下设置，上侧传力蹄和下侧传力蹄的一侧面均通过销轴10铰接在主动传力盘4上， 两者均可绕销轴10转动。本发明中的主动传力盘4、驱动齿轮5以及传力蹄16连为一体， 构成限矩器及柔性起动装置的主动件。被动传力套6与负载轴2 -起转动，构成限矩器及 柔性起动装置的从动件。
[0022] 本发明中的被动传力套6的外侧端被动传力套6的内壁之间形成有类似于锥形状 空腔，在该述锥形状空腔内安装滚柱15,滚柱15的两端分别与主动传力盘4和被动传力套 筒6的端面保持一定间隙。顶杆13滑动设置在被动传力套6外侧，在顶杆13上套设有推 力弹簧14,推力弹簧14的一端连接在被动传力套6上，另一端连接在顶杆13上，滚柱15被 顶杆13以及顶杆13上的推力弹簧14推向上述锥形状空腔内的小端面。在顶杆13的一端 铰接拨销11，该拨销11通过销钉12固定在传力蹄16的径向圆孔中，拨销11可绕该销钉 12转动。
[0023] 在两个被动传力套6之间设有两个具有伸缩端和固定端的伸缩杆，该两伸缩杆是 沿负载轴2轴线方向反向对称设置，其中一伸缩杆的固定端铰接在一传力蹄16内侧端，伸 缩端支撑于另一传力蹄16的内侧端。该伸缩杆包括支撑缸体9和柱塞17,柱塞17滑动插 接在支撑缸体9内。缸体9端部铰接固定于一传力蹄16内侧端，柱塞17 -端在离心力作 用下可伸出缸体9支撑于另一 16的内侧端。沿支撑缸体9圆周表面加工一圆形通孔，使拨 销11的可伸入支撑缸体9内。
[0024] 通过在被驱动的机械设备的电动机(驱动齿轮5)和负载轴2之间安装本发明离心 蹄式限矩器及柔性起动装置，不仅能够实现负载转矩的限制作用，还具有柔性起动功能。具 体实施方式如下： (1)柔性起动 机器起动前，伸缩支撑杆缸体9内的柱塞17由于失去拨销11的支撑而缩回，使传力蹄 16与被动传力套6内圆表面间的锥形空间变大，滚柱15处于自由状态，驱动齿轮5和负载 轴2分离。所以，当起动电动机带动驱动齿轮5相对负载轴2逆时针空转时，起动功率降低。 当主动传力盘4及传力蹄16在驱动齿轮5逆时针方向带动下，转速升高时，在离心力作用 下，两传力蹄16向外张开，柱塞17从支撑缸体9内伸出，其顶端支撑另一个传力蹄的内侧 端，低端被拨销11支撑。此时，传力蹄16与被动传力套6内圆表面间的锥形空间变小，滚 柱15在摩擦力与顶杆13及推力弹簧14驱动下向锥形空间顶端滚动。随着滚柱15逐渐被 楔紧在传力蹄16与传力套筒6内表面，使二者最终以一个转速共同旋转。由于加载过程是 缓慢渐变的，从而完成了机器的柔性起动过程。
[0025] (2)负载转矩的限制 当机器过载时，被动传力套6作用于滚柱15、顶杆13及推力弹簧14的载荷将增大。当 该载荷超过推力弹簧14的额定工作值时，推力弹簧14被压缩，滚柱15及顶杆13向锥形空 间大端移动并推动拨销11绕销钉12转动，使支撑柱塞17底部的拨销11 一端从支撑缸体 9拔出，失去对传力蹄16的支撑。在重力作用下，两传力蹄16相对收缩，使其与从动传力 套6内表面间的锥形空间变大，滚柱15呈自由状态，于是传力蹄16与从动传力套6分离， 驱动齿轮5与负载轴2之间的传动链被切断，限制了负载转矩的传递，使电动机脱离过载状 况，机器受到保护。
[0026] 为保证该装置的可靠运行，必须合理选择和设计有关参数，其中最关键的是推力 弹簧14的参数。如图4所示，无论是机器过载时或停止工作时，推力弹簧在载荷F niax作用 下受到压缩。设其压缩量为^为保证推力弹簧14被压缩Z0寸，拨销11在支撑缸体内9的 一端水平移动A以便失去对柱塞17的支撑作用，则应满足：
【主权项】
1. 一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置，该装置套设在负载轴（2)上，其特征在于：包 括主动传力盘（4)、驱动齿轮（5)、被动传力套（6)、拨销（11)、顶杆（13)、推力弹簧（14)、滚 柱（15)、传力蹄（16)、平键（18)和具有伸缩端和固定端的伸缩杆，所述主动传力盘（4)、驱 动齿轮（5)和被动传力套（6)分别套设在所述负载轴（2)上，且主动传力盘（4)与驱动齿轮 (5)固定连接，被动传力套（6)通过平键（18)与负载轴（2)固定连接，所述传力蹄（16)沿负 载轴（2)轴线方向上下反向对称设置在被动传力套（6)内，且一端面铰接在主动传力盘（4) 上，所述传力蹄（16)的外侧端与被动传力套（6)的内壁之间形成有空腔，滚柱（15)设置在 所述空腔内，顶杆（13)滑动连接在所述传力蹄（16)的外侧端，且一端对应与滚柱（15)相 连，另一端与拨销（11)相铰接，所述伸缩杆的固定端铰接在一传力蹄（16)内侧端，伸缩端 支撑于另一传力蹄（16)的内侧端，伸缩杆与拨销（11)相连，所述推力弹簧（14)对应套设在 顶杆（13)上。
2. 如权利要求1所述的离心蹄式限矩器及柔性起动装置，其特征在于：所述伸缩杆包 括支撑缸体（9 )和柱塞（17)，所述柱塞（17 )滑动插接在支撑缸体（9)内。
3. 如权利要求2所述的离心蹄式限矩器及柔性起动装置，其特征在于：所述支撑缸体 (9)的侧壁上设有圆形通孔，所述拨销（11)通过该圆形通孔伸入支撑缸体（9)内。
4. 如权利要求1所述的离心蹄式限矩器及柔性起动装置，其特征在于：所述负载轴（2) 上设有轴瓦（1)，驱动齿轮（5)通过轴瓦（1)设置在负载轴（2)上，且可相对负载轴（2)转 动。
5. 如权利要求1所述的离心蹄式限矩器及柔性起动装置，其特征在于：所述负载轴（2) 的右侧端设有挡板（7)和螺钉（8)，所述被动传力套（6)通过挡板（7)和螺钉（8)进行负载 轴（2 )轴线方向的轴向定位。
【专利摘要】本发明公开了一种离心蹄式限矩器及柔性起动装置，包括主动传力盘、驱动齿轮、被动传力套、拨销、顶杆、推力弹簧、滚柱、传力蹄和伸缩杆，主动传力盘、驱动齿轮和被动传力套分别套设在负载轴上，且主动传力盘与驱动齿轮固定连接，传力蹄沿负载轴轴线方向上下反向对称设置在被动传力套内，且一端面铰接在主动传力盘上，传力蹄的外侧端与被动传力套的内壁之间形成有空腔，滚柱设置在空腔内，顶杆滑动连接在传力蹄的外侧端，且一端对应与滚柱相连，另一端与拨销相铰接，伸缩杆的固定端铰接在一传力蹄内侧端，伸缩端支撑于另一传力蹄的内侧端，伸缩杆与拨销相连，推力弹簧套设在顶杆上。本发明过负载起动灵敏，结构简单，安装和维护方便，工作效率高。
【IPC分类】F16D41-066
【公开号】CN104819221
【申请号】CN201510225675
【发明人】石延平, 徐舒, 崔伯第, 倪立学
【申请人】淮海工学院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月6日