低转矩保护转矩传动结构以及低转矩保护开度仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转矩传动保护结构领域，尤其涉及一种低转矩保护转矩传动结构以及采用该结构的低转矩保护开度仪。
【背景技术】
[0002]开度仪，一般又称为闸门开度仪或者闸门开度检测仪，主要用于对各种江河、水库、电站以及供排水工程的闸门开度进行测量的装置。然而现有的开度仪在发生断绳之后，由于钢丝绳的拉力迅速变为零，输出转矩突然降低，涡卷弹簧将带动卷筒快速转动，整个仪器将受到严重的破坏；为了在发生断绳时起到相应的保护作用，需要在断绳后及时将卷筒锁定，防止钢丝绳快速回收时破坏油缸内壁或打坏活塞杆等事故的发生。在公开号为CN2893654Y的中国专利中公开了一种在断绳后利用卷筒转动回收钢丝绳的过程中产生的角速度甩开棘爪啮合棘轮实现断绳保护的结构，但是由于其采用转动速度作为信号反馈的控制量，也就是只有当卷筒的转动速度达到一定值后，相应的棘爪才会被甩出，实现相应的锁定效果；因此其存在断绳保护反应慢的缺点，同时在锁定时，由于卷筒已经具有一定的转动速度，因此在锁定瞬间，将产生较大的冲击作用。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是提供一种在传递转矩较低时可迅速锁定转矩传递的低转矩保护转矩传动结构，以及采用该机构的低转矩保护开度仪；可在开度仪发生断绳时，及时锁定卷筒，避免造成相应设备的损坏。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:低转矩保护转矩传动结构，包括串联飞轮、锁定凸轮、卷筒轴、弹簧和固定设置的端盖；所述串联飞轮与卷筒轴同轴设置；所述锁定凸轮设置在串联飞轮与卷筒轴之间，并且分别与串联飞轮和卷筒轴传动配合；所述锁定凸轮相对串联飞轮仅可做轴向移动，所述弹簧设置在串联飞轮与锁定凸轮之间；在卷筒轴上设置有第二从动齿圈，在锁定凸轮上与第二从动齿圈对应设置有第二主动齿圈，所述第二主动齿圈与第二从动齿圈为斜面配合；在端盖上与锁定凸轮对应的壁面处设置有从动锁定结构，在锁定凸轮上设置有主动锁定结构，所述主动锁定结构与上述从动锁定结构对应配合，当锁定凸轮移动至使主动锁定结构与从动锁定结构卡合时，所述弹簧处于压缩状态或者自然状态。
[0005]进一步的是:在串联飞轮上与锁定凸轮对应的一侧设置有第一主动齿圈，在锁定凸轮上与上述第一主动齿圈对应侧设置有第一从动齿圈，所述第一主动齿圈与第一从动齿圈为凹凸配合。
[0006]进一步的是:所述从动锁定结构为以卷筒轴轴线为旋转轴均匀分布的凸齿，所述主动锁定结构为设置在串联飞轮周向上的卡齿。
[0007]进一步的是:所述第二主动齿圈内的每个齿槽包括主动斜面段和主动台阶段，所述第二从动齿圈内的每个齿槽包括从动斜面段和从动台阶段，所述主动斜面段与从动斜面段对应，所述主动台阶段与从动台阶段对应。
[0008]另外，本发明还提供一种低转矩保护开度仪，包括壳体、涡卷弹簧支架、涡卷弹簧和卷筒；还包括上述低转矩保护转矩传动结构，所述端盖安装在壳体上；所述卷筒轴的一端通过轴承可转动的安装在壳体上，其另一端通过轴承可转动的安装在端盖上；所述卷筒套在卷筒轴上并与卷筒轴固定连接；所述涡卷弹簧支架固定安装在壳体上；所述涡卷弹簧安装在涡卷弹簧支架上，并且涡卷弹簧与串联飞轮传动配合。
[0009]进一步的是:所述串联飞轮可转动的套在卷筒轴上；所述锁定凸轮可转动的套在卷筒轴上，并可沿着卷筒轴轴向移动；所述第二从动齿圈设置在卷筒轴的一端，所述锁定凸轮位于第二从动齿圈与串联飞轮之间。
[0010]本发明的有益效果是:在本发明所述的低转矩保护转矩传动结构中，当传动转矩由正常情况突然变为较低时，或者突然变为零时，通过第二主动齿圈与第二从动齿圈的斜面配合产生的对锁定凸轮的推力迅速减小，弹簧弹力大于上述推力，因此弹簧推动锁定凸轮，使锁定凸轮上的主动锁定结构与端盖上的从动锁定结构卡合，以此实现快速的锁定效果。本发明所述的低转矩保护开度仪在发生断绳时，传动转矩迅速降低，通过第二主动齿圈与第二从动齿圈的斜面配合产生的对锁定凸轮的推力迅速减小，弹簧弹力大于上述推力，因此弹簧推动锁定凸轮，使锁定凸轮上的主动锁定结构与端盖上的从动锁定结构卡合，由此实现对锁定凸轮以及相应的串联飞轮、卷筒轴、卷筒等的锁定，使串联飞轮、卷筒轴、卷筒等停止转动，避免由于快速回收钢丝绳时造成相应设备的损坏。另外，通过进一步将串联飞轮和锁定凸轮采用套设在卷筒轴上的结构，可最大限度的缩小开度仪的整体结构尺寸。由于本发明通过传动转矩作为锁定的信号控制量，因此在转矩较低时或者发生断绳后可迅速做出反应，及时对卷筒进行锁定，可更及时、快速、有效的避免安全事故的发生。
【附图说明】
[0011]图1为本发明中端盖、卷筒轴、串联飞轮和锁定凸轮各部件的爆炸视图；
[0012]图2为本锁定凸轮的三维视图；
[0013]图3为卷筒轴的三维视图；
[0014]图4为串联飞轮的三维视图；
[0015]图5为本发明的剖视图；
[0016]图6为图5中局部区域I的放大示意图；
[0017]图7为正常传递额定转矩时锁定凸轮径向展开结构图；
[0018]图8为传递低转矩时锁定凸轮径向展开结构图；
[0019]图中标记为:壳体1、从动锁定结构11、涡卷弹簧支架2、涡卷弹簧3、卷筒4、卷筒轴5、第二从动齿圈51、动斜面段511、从动台阶段512、串联飞轮6、第一主动齿圈61、锁定凸轮7、第一从动齿圈71、第二主动齿圈72、主动斜面段721、主动台阶段722、主动锁定结构73、弹簧8、端盖9、轴承10、钢丝绳101。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0021]如图1至图8所示，本发明所述的低转矩保护转矩传动结构，包括串联飞轮6、锁定凸轮7、卷筒轴5、弹簧8和固定设置的端盖9 ;所述串联飞轮6与卷筒轴5同轴设置；所述锁定凸轮7设置在串联飞轮6与卷筒轴5之间，并且分别与串联飞轮6和卷筒轴5传动配合；所述锁定凸轮7相对串联飞轮6仅可做轴向移动，所述弹簧8设置在串联飞轮6与锁定凸轮7之间；在卷筒轴5上设置有第二从动齿圈51，在锁定凸轮7上与第二从动齿圈51对应设置有第二主动齿圈72，所述第二主动齿圈72与第二从动齿圈51为斜面配合；在端盖9上与锁定凸轮7对应的壁面处设置有从动锁定结构11，在锁定凸轮7上设置有主动锁定结构73，所述主动锁定结构73与上述从动锁定结构11对应配合，当锁定凸轮7移动至使主动锁定结构73与从动锁定结构11卡合时，所述弹簧8处于压缩状态或者自然状态。
[0022]上述低转矩保护转矩传动结构的工作原理如下，其分为两种工作状态，第一种为正常传动转矩时的状态:如图7所示，当在传递正常转矩的情况下，卷筒轴5上的第二从动齿圈51与第二主动齿圈72通过斜面配合，并且由于正常的转矩传递，因此，斜面配合时第二从动齿圈51对第二主动齿圈72产生轴向推力，该轴向推力克服弹簧8的弹力后使锁定凸轮7向左移动，此时主动锁定结构73与从动锁定结构11为分开状态，因此串联飞轮6通过锁定凸轮7可实现与卷筒轴5的正常转矩传动。第二种为低转矩时的状态:如图8所示，当一些特殊工况发生时，传动转矩由正常情况突然降至较低转矩时，如本发明中的开度仪的钢丝绳101断裂时，即由第二从动齿圈51与第二主动齿圈72之间的斜面配合产生的轴向推力不足以克服弹費8的弹力时，弹費8推动锁定凸轮7向右移动，此时主动锁定结构73将与从动锁定结构11相互啮合配合，由此实现对锁定凸轮7以及相应的串联飞轮6和卷筒轴5等的锁定，此时锁定凸轮7、串联飞轮6和卷筒轴5等将停止转动。
[0023]由上分析可见，本发明中，当传递转矩低于一定值以后，也就是当第二从动齿圈51与第二主动齿圈72之间的斜面配合产生的轴向推力不足以克服弹簧8的弹力时，就会发生锁定情况，使得卷筒轴5无法进一步转动。并且，进一步可以得出，通过调整弹簧8的弹力大小，可以对应发生锁定情况的最小的传递转矩的阀值，因此，在选取弹簧8时，应当结合实际计算结果进行选择。
[0024]另外，本发明所述的锁定凸轮7相对串联飞轮6仅可做轴向移动，指的是锁定凸轮7相对串联飞轮6仅仅可通过弹簧8伸缩进行轴向上的移动，而不得发生相对转动，也就是锁定凸轮7始终与串联飞轮6保持同时转动，以便实现转矩的传递。至于锁定凸轮7与串联飞轮6的具体配合关系，可采用各种结构，如可采用导轨与相应滑槽的配合结构，只要确保锁定凸轮7可轴向移动，同时又不可相对串联飞轮6转动即可。一般的，可采用如下结构:在串联飞轮6上与锁定凸轮7对应的一侧设置有第一主动齿圈61，在锁定凸轮7上与上述第一主动齿圈61对应侧设置有第一从动齿圈71，所述第一主动齿圈61与第一从动齿圈71为凹凸配合。
[0025]上述，本发明所指的第一主动齿圈61与第一从动