一种高载重万向轮的制作方法

1.本发明涉及脚轮技术领域，具体涉及一种高载重万向轮。


背景技术：

2.万向轮是指安装在脚轮轮子的支架能在动载或者静载中水平旋转，根据其不同的用处，万向轮轴承分金属轮芯和非金属轮芯，其中金属轮芯一般为重型承重轮；万向轮的转向性能取决于转轴与滚轮安装轴的偏心距，偏心距越大转向灵活性越好，但是随着偏心距的增加负重情况下万向轮所受的力矩越大，导致其承重性能变差；尤其在高载重万向轮领域，常将多个万向轮安装在承载平台上达到高载重目的。
3.而承载平台底部安装的多个万向轮在移动时，由于地面的平整度和装载货物的重心作用下，在多个万向轮间会出现差异化的受力情况，且在突破了万向轮的承载力上限后，会在万向轮移动的转向过程中加剧对转向结构的磨损，最终影响到高载重万向轮的有效使用寿命。
4.如申请号为cn201310241109.x的一项中国专利公开了一种万向轮，包括轮子、轮轴和轮架，所述轮子通过轮轴固定于轮架下方，所述轮架上端设有轴承座，轴承座内设有轴承，所述轮架设有轮轴调节装置和第一轮轴位移轨道，所述轮轴调节装置设有固定轴和第二轮轴位移轨道，该技术方案中的万向轮可以通过调整轮轴调节装置可以使轮轴位于偏心位置和不偏心位置，位于偏心位置时可自由在水平方向转向和行走，位于不偏心位置时，轮子被轮架内的刹车杆卡住，不能转动，此时轮轴在轴承中心线上，轮子的承重力较偏心时加强，从而装备该万向轮的机械在其大部分静止时间内避免了偏心导致承重力下降，在一定程度上也延长了万向轮的使用寿命；但是该技术方案中未解决万向轮在超载状态下易造成结构磨损的问题。
5.鉴于此，本发明提出了一种高载重万向轮，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种高载重万向轮，通过设置的支承弹簧，使万向轮在超载状态下将轴架上的支承柱和支承架与支承板相接触，将万向轮转变为定向轮，避免万向轮在超载状态下产生转向而造成其结构的磨损，并在万向轮恢复到承载应力值的限度后，通过支承弹簧恢复推力轴承的转动作用，从而维持高载重万向轮的使用效果。
7.本发明所述的一种高载重万向轮，包括轮体、轴架和支承板；所述轮体的轴心设有轮轴，轮轴的端部设有轴架，轴架顶端设有支承板，支承板上设有转动轴；所述轴架使轮体偏心安装在支承板的转动轴上；所述支承板的底面设有推力轴承，推力轴承与轴架间还固连有支承弹簧，支承弹簧的轴向上还设有支承柱；所述支承柱的底端固定在轴架上，支承柱的顶端与支承板间留有空隙；所述轴架上还设有支承架，支承架的底端转动安装在轮轴上，支承架的顶端与支承柱相持平；所述支承弹簧在承载应力值的增大过程中，发生形变收缩
使支承架和支承柱的顶面与支承板的底面相接触，此时支承弹簧的承载应力值即为万向轮的载重值上限；所述支承柱与支承板的接触面经磨砂处理；
8.现有技术中，承载平台底部安装的多个万向轮在移动时，由于地面的平整度和装载货物的重心作用下，在多个万向轮间会出现差异化的受力情况，且在突破了万向轮的承载力上限后，会在万向轮移动的转向过程中加剧对转向结构的磨损，最终影响到高载重万向轮的有效使用寿命；
9.因此，本发明通过设置在轴架上的支承弹簧，在高载重万向轮的使用过程中，通过支承弹簧的伸缩形变来反馈万向轮承受的应力状况，当支承板受到的承载力超出万向轮的载重值上限后，支承弹簧被压缩使轴架上的支承柱与支承板相接触，替代了支承弹簧和推力轴承在轴架与支承板间的承载作用，设置磨砂处理的表面用于增加接触面间的摩擦力，使其接触面间的静摩擦力足以阻碍万向轮进行转向，使得万向轮转变为定向轮，避免万向轮在转向过程中的转动轴受到超限的应力破坏，设置在轴架上的支承架在接触到支承板时，处于轮轴的竖直方向上，并与轴架间形成了三角结构，增强了轴架的强度，同时支承架增加了万向轮接触支承板的面积，继而降低了轴架受到的承载力压强，还增加了接触面间的静摩擦力，进而维持了轴架结构的强度并限制了万向轮的转向性能；本发明利用了设置的支承弹簧，使万向轮在超载状态下将轴架上的支承柱和支承架与支承板相接触，将万向轮转变为定向轮，避免万向轮在超载状态下产生转向而造成其结构的磨损，并在万向轮恢复到承载应力值的限度后，通过支承弹簧恢复推力轴承的转动作用，从而维持高载重万向轮的使用效果。
10.优选的，所述支承板的底面上还设有环槽，支承板与支承架间还设有衬垫；所述衬垫固定在支承架的顶端，衬垫被支承架抵入在环槽中进行滑动，衬垫的厚度大于环槽的深度；所述衬垫中内置有钢弹片，钢弹片的弹力小于支承弹簧的弹力，钢弹片在被完全压缩后使衬垫的厚度等于环槽的深度；工作时，通过设置在支承架上的衬垫，在万向轮承载应力的增加过程中，使支承架通过挤压衬垫抵在支承板的环槽中，此时支承板的部分重力通过支承架传递到轮轴上，降低了轴架与支承板间的支承弹簧的应力形变，继而增加了万向轮的载重性能，且衬垫中内置的钢弹片，利用其弹力性能小于支承弹簧的效果，在支承柱与支撑板间相接触时，增强支承架对支承板的接触面积，使支承板在超载状态下的大部分重力通过支承架传递到轮轴上，减轻支承板在轴架端转动轴承受的应力，同时衬垫与环槽间的滑动接触增加了万向轮转向的阻力，降低了万向轮在支承板承载重物时的转向速度，增强了承载平台在移动过程中的方向控制性，从而提升了高载重万向轮的使用效果。
11.优选的，所述衬垫的表面还设有开槽，开槽使钢弹片裸露出来，钢弹片的底部间电性连接；所述环槽的内壁上还设有钢环片，钢环片位于环槽径向的不同长度上，钢环片与衬垫中的钢弹片位置相匹配；所述支承板的上还设有指示灯，指示灯的电路通过钢环片与钢弹片相接触形成闭合回路；工作时，支承板的重力使其与支承柱和支承架相接触后；通过设置在衬垫中的开槽，使其中被压缩的钢弹片与环槽内壁上的钢环片相接触，继而使设置在支承板上的指示灯电路形成闭合的回路，使得支承板上的指示灯亮起，继而将万向轮的承载受力状态反馈出来，避免在万向轮的承载力超过其载重上限后转变成定向状态时，继续对定向部位的万向轮进行推动转向而造成其结构的磨损，并通过改变承载平台对万向轮的重力作用，恢复万向轮的转向功能，从而保持了高载重万向轮的使用寿命。
12.优选的，所述钢弹片呈之字形结构，钢弹片的顶端在相邻开槽中的朝向相反；所述钢环片的表面还设有棘齿槽，棘齿槽的朝向与钢弹片的顶端朝向相匹配；工作时，支承板的重力使其与支承架接触后，在衬垫与环槽间的接触面上，仍会出现相对滑动的情况；通过设置在钢环片上的棘齿槽，配合衬垫中相邻开槽内朝向相反的钢弹片，在衬垫被支承架挤压向环槽后，使钢弹片的顶端与棘齿槽相卡合，且相邻钢环片上相反朝向的棘齿槽，限制了衬垫在环槽中的滑动，确保万向轮在承载应力值超过其载重上限后处于定向状态，避免产生转向磨损的影响，从而提升了高载重万向轮的使用寿命。
13.优选的，所述支承弹簧的上方还设有垂杆，垂杆的顶端固定在推力轴承上，垂杆的底部弯曲朝向轮体；所述垂杆的底部还设钢刷毛，钢刷毛在支承弹簧被压缩时与轮体表面相接触；工作时，万向轮在移动过程中易将地面的杂质沾染到轮体上，并随轮体在高载重状态下压附在其表面；通过设置在轮体外侧的钢刷毛，使其通过垂杆固定在推力轴承上，继而在万向轮移动过程中动态的承载应力作用下，使支承弹簧在应力作用下的形变，带动垂杆末端的钢刷毛间歇与轮体表面相接触，并通过钢刷毛随垂杆的位移改变与轮体表面接触的力度，增强了钢刷毛对高载重状态下压附在轮体上的杂质的清理作用，确保轮体移动过程的稳定，从而维持了高载重万向轮的使用效果。
14.优选的，所述垂杆的两侧还设有刮片，刮片伸入至轮体与支承架间的空隙中，刮片的末端与轮轴表面的切向接触；工作时；通过设置在垂杆两侧的刮片，使其伸入至轮轴的间隙中，继而在轮体旋转的移动过程中，使万向轮承载应力的变化，通过垂杆带动刮片在轮轴的切向上产生移动，进而将缠绕在轮轴表面的杂物切割分离出来，维持轮轴与轮体间的传动连接状态，保持轮体转动的灵活性，从而稳定了高载重万向轮的使用效果。
15.本发明的有益效果如下：
16.1.本发明通过设置的支承弹簧，使万向轮在超载状态下将轴架上的支承柱和支承架与支承板相接触，将万向轮转变为定向轮，避免万向轮在超载状态下产生转向而造成其结构的磨损，并在万向轮恢复到承载应力值的限度后，通过支承弹簧恢复推力轴承的转动作用。
17.2.本发明通过设置在支承架上的衬垫，在万向轮承载应力的增加过程中，使支承架通过挤压衬垫抵在支承板的环槽中，此时支承板的部分重力通过支承架传递到轮轴上，增加了万向轮的载重性能。
18.3.本发明通过设置在轮体外侧的钢刷毛，使其通过垂杆固定在推力轴承上，继而在万向轮移动过程中动态的承载应力作用下，使支承弹簧在应力作用下的形变，带动垂杆末端的钢刷毛间歇与轮体表面相接触，并通过钢刷毛随垂杆的位移改变与轮体表面接触的力度，增强了钢刷毛对高载重状态下压附在轮体上的杂质的清理作用，确保轮体移动过程的稳定。
附图说明
19.下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
20.图1是本发明中高载重万向轮的立体图；
21.图2是本发明中垂杆部件的立体图；
22.图3是图1中a处的局部放大图；
23.图中：1、轮体；2、轴架；21、支承架；22、衬垫；221、开槽；23、钢弹片；3、支承板；31、转动轴；32、环槽；321、钢环片；322、棘齿槽；33、指示灯；4、轮轴；5、推力轴承；6、支承弹簧；61、支承柱；7、垂杆；71、钢刷毛；72、刮片。
具体实施方式
24.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
25.如图1至图3所示，本发明所述的一种高载重万向轮，包括轮体1、轴架2和支承板3；所述轮体1的轴心设有轮轴4，轮轴4的端部设有轴架2，轴架2顶端设有支承板3，支承板3上设有转动轴31；所述轴架2使轮体1偏心安装在支承板3的转动轴31上；所述支承板3的底面设有推力轴承5，推力轴承5与轴架2间还固连有支承弹簧6，支承弹簧6的轴向上还设有支承柱61；所述支承柱61的底端固定在轴架2上，支承柱61的顶端与支承板3间留有空隙；所述轴架2上还设有支承架21，支承架21的底端转动安装在轮轴4上，支承架21的顶端与支承柱61相持平；所述支承弹簧6在承载应力值的增大过程中，发生形变收缩使支承架21和支承柱61的顶面与支承板3的底面相接触，此时支承弹簧6的承载应力值即为万向轮的载重值上限；所述支承柱61与支承板3的接触面经磨砂处理；
26.现有技术中，承载平台底部安装的多个万向轮在移动时，由于地面的平整度和装载货物的重心作用下，在多个万向轮间会出现差异化的受力情况，且在突破了万向轮的承载力上限后，会在万向轮移动的转向过程中加剧对转向结构的磨损，最终影响到高载重万向轮的有效使用寿命；
27.因此，本发明通过设置在轴架2上的支承弹簧6，在高载重万向轮的使用过程中，通过支承弹簧6的伸缩形变来反馈万向轮承受的应力状况，当支承板3受到的承载力超出万向轮的载重值上限后，支承弹簧6被压缩使轴架2上的支承柱61与支承板3相接触，替代了支承弹簧6和推力轴承5在轴架2与支承板3间的承载作用，设置磨砂处理的表面用于增加接触面间的摩擦力，使其接触面间的静摩擦力足以阻碍万向轮进行转向，使得万向轮转变为定向轮，避免万向轮在转向过程中的转动轴31受到超限的应力破坏，设置在轴架2上的支承架21在接触到支承板3时，处于轮轴4的竖直方向上，并与轴架2间形成了三角结构，增强了轴架2的强度，同时支承架21增加了万向轮接触支承板3的面积，继而降低了轴架2受到的承载力压强，还增加了接触面间的静摩擦力，进而维持了轴架2结构的强度并限制了万向轮的转向性能；本发明利用了设置的支承弹簧6，使万向轮在超载状态下将轴架2上的支承柱61和支承架21与支承板3相接触，将万向轮转变为定向轮，避免万向轮在超载状态下产生转向而造成其结构的磨损，并在万向轮恢复到承载应力值的限度后，通过支承弹簧6恢复推力轴承5的转动作用，从而维持高载重万向轮的使用效果。
28.作为本发明的一种实施方式，所述支承板3的底面上还设有环槽32，支承板3与支承架21间还设有衬垫22；所述衬垫22固定在支承架21的顶端，衬垫22被支承架21抵入在环槽32中进行滑动，衬垫22的厚度大于环槽32的深度；所述衬垫22中内置有钢弹片23，钢弹片23的弹力小于支承弹簧6的弹力，钢弹片23在被完全压缩后使衬垫22的厚度等于环槽32的深度；工作时，通过设置在支承架21上的衬垫22，在万向轮承载应力的增加过程中，使支承架21通过挤压衬垫22抵在支承板3的环槽32中，此时支承板3的部分重力通过支承架21传递
到轮轴4上，降低了轴架2与支承板3间的支承弹簧6的应力形变，继而增加了万向轮的载重性能，且衬垫22中内置的钢弹片23，利用其弹力性能小于支承弹簧6的效果，在支承柱61与支撑板间相接触时，增强支承架21对支承板3的接触面积，使支承板3在超载状态下的大部分重力通过支承架21传递到轮轴4上，减轻支承板3在轴架2端转动轴31承受的应力，同时衬垫22与环槽32间的滑动接触增加了万向轮转向的阻力，降低了万向轮在支承板3承载重物时的转向速度，增强了承载平台在移动过程中的方向控制性，从而提升了高载重万向轮的使用效果。
29.作为本发明的一种实施方式，所述衬垫22的表面还设有开槽221，开槽221使钢弹片23裸露出来，钢弹片23的底部间电性连接；所述环槽32的内壁上还设有钢环片321，钢环片321位于环槽32径向的不同长度上，钢环片321与衬垫22中的钢弹片23位置相匹配；所述支承板3的上还设有指示灯33，指示灯33的电路通过钢环片321与钢弹片23相接触形成闭合回路；工作时，支承板3的重力使其与支承柱61和支承架21相接触后；通过设置在衬垫22中的开槽221，使其中被压缩的钢弹片23与环槽32内壁上的钢环片321相接触，继而使设置在支承板3上的指示灯33电路形成闭合的回路，使得支承板3上的指示灯33亮起，继而将万向轮的承载受力状态反馈出来，避免在万向轮的承载力超过其载重上限后转变成定向状态时，继续对定向部位的万向轮进行推动转向而造成其结构的磨损，并通过改变承载平台对万向轮的重力作用，恢复万向轮的转向功能，从而保持了高载重万向轮的使用寿命。
30.作为本发明的一种实施方式，所述钢弹片23呈之字形结构，钢弹片的顶端在相邻开槽221中的朝向相反；所述钢环片321的表面还设有棘齿槽322，棘齿槽322的朝向与钢弹片23的顶端朝向相匹配；工作时，支承板3的重力使其与支承架21接触后，在衬垫22与环槽32间的接触面上，仍会出现相对滑动的情况；通过设置在钢环片321上的棘齿槽322，配合衬垫22中相邻开槽221内朝向相反的钢弹片，在衬垫22被支承架21挤压向环槽32后，使钢弹片的顶端与棘齿槽322相卡合，且相邻钢环片321上相反朝向的棘齿槽322，限制了衬垫22在环槽32中的滑动，确保万向轮在承载应力值超过其载重上限后处于定向状态，避免产生转向磨损的影响，从而提升了高载重万向轮的使用寿命。
31.作为本发明的一种实施方式，所述支承弹簧6的上方还设有垂杆7，垂杆7的顶端固定在推力轴承5上，垂杆7的底部弯曲朝向轮体1；所述垂杆7的底部还设钢刷毛71，钢刷毛71在支承弹簧6被压缩时与轮体1表面相接触；工作时，万向轮在移动过程中易将地面的杂质沾染到轮体1上，并随轮体1在高载重状态下压附在其表面；通过设置在轮体1外侧的钢刷毛71，使其通过垂杆7固定在推力轴承5上，继而在万向轮移动过程中动态的承载应力作用下，使支承弹簧6在应力作用下的形变，带动垂杆7末端的钢刷毛71间歇与轮体1表面相接触，并通过钢刷毛71随垂杆7的位移改变与轮体1表面接触的力度，增强了钢刷毛71对高载重状态下压附在轮体1上的杂质的清理作用，确保轮体1移动过程的稳定，从而维持了高载重万向轮的使用效果。
32.作为本发明的一种实施方式，所述垂杆7的两侧还设有刮片72，刮片72伸入至轮体1与支承架21间的空隙中，刮片72的末端与轮轴4表面的切向接触；工作时；通过设置在垂杆7两侧的刮片72，使其伸入至轮轴4的间隙中，继而在轮体1旋转的移动过程中，使万向轮承载应力的变化，通过垂杆7带动刮片72在轮轴4的切向上产生移动，进而将缠绕在轮轴4表面的杂物切割分离出来，维持轮轴4与轮体1间的传动连接状态，保持轮体1转动的灵活性，从
而稳定了高载重万向轮的使用效果。
33.具体工作流程如下：
34.通过设置在轴架2上的支承弹簧6，在高载重万向轮的使用过程中，通过支承弹簧6的伸缩形变来反馈万向轮承受的应力状况，当支承板3受到的承载力超出万向轮的载重值上限后，支承弹簧6被压缩使轴架2上的支承柱61与支承板3相接触，替代了支承弹簧6和推力轴承5在轴架2与支承板3间的承载作用，设置磨砂处理的表面用于增加接触面间的摩擦力，使其接触面间的静摩擦力足以阻碍万向轮进行转向，使得万向轮转变为定向轮，避免万向轮在转向过程中的转动轴31受到超限的应力破坏，设置在轴架2上的支承架21在接触到支承板3时，处于轮轴4的竖直方向上，并与轴架2间形成了三角结构，增强了轴架2的强度，同时支承架21增加了万向轮接触支承板3的面积，继而降低了轴架2受到的承载力压强，还增加了接触面间的静摩擦力，进而维持了轴架2结构的强度并限制了万向轮的转向性能；设置在支承架21上的衬垫22，在万向轮承载应力的增加过程中，使支承架21通过挤压衬垫22抵在支承板3的环槽32中，此时支承板3的部分重力通过支承架21传递到轮轴4上，降低了轴架2与支承板3间的支承弹簧6的应力形变，继而增加了万向轮的载重性能，且衬垫22中内置的钢弹片23，利用其弹力性能小于支承弹簧6的效果，在支承柱61与支撑板间相接触时，增强支承架21对支承板3的接触面积，使支承板3在超载状态下的大部分重力通过支承架21传递到轮轴4上，减轻支承板3在轴架2端转动轴31承受的应力，同时衬垫22与环槽32间的滑动接触增加了万向轮转向的阻力，降低了万向轮在支承板3承载重物时的转向速度，增强了承载平台在移动过程中的方向控制性；设置在轮体1外侧的钢刷毛71，使其通过垂杆7固定在推力轴承5上，继而在万向轮移动过程中动态的承载应力作用下，使支承弹簧6在应力作用下的形变，带动垂杆7末端的钢刷毛71间歇与轮体1表面相接触，并通过钢刷毛71随垂杆7的位移改变与轮体1表面接触的力度，增强了钢刷毛71对高载重状态下压附在轮体1上的杂质的清理作用，确保轮体1移动过程的稳定。
35.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。