一种可在线分离双驱设备的工作系统及其力矩传递装置的制作方法

1.本实用新型涉及力矩传递技术领域，特别是涉及一种可在线分离双驱设备的工作系统及其力矩传递装置。


背景技术：

2.在驱动轴系力矩逐级传递系统中，一般只有运行和停止两种状态，但在某些重要应用场所，比如在运行期间负载设备不允许停机的应用中，需采用一备一用的双电机来驱动负载设备，即双驱设备，见图1。负载设备与双电机始终保持连轴状态：当电机一为驱动电机时，负载设备和电机二处于被驱动状态，力矩由驱动电机一通过联轴器和轴系传递到负载设备端和电机二(的转子)上，此时电机二不施加外部电源，其转子由轴系带动作被动空转；当驱动的电机一出现故障时，系统自动切换至电机二运行，由电机二充当负载设备的驱动力矩(即动力源)，而故障的电机一由于处于旋转状态将无法分离检修或更换，只能等待检修周期到来才能进行检修和更换，如果此时电机二发生故障，那该类系统将被迫停机。
3.目前市场上尚无可以在系统运行时，可快速并在线拆卸和更换故障驱动电机的产品。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种可在线分离双驱设备的工作系统及其力矩传递装置，以解决现有技术中驱动设备不可在线拆卸、更换的上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种力矩传递装置，包括力矩传动棘轮；所述力矩传动棘轮包括外圈，与外圈转动配合的内圈，及设于外圈和内圈之间并用于同步外圈、内圈转动的同步机构；所述力矩传动棘轮设置有制动以解除外圈、内圈同步转动的制动机构。
7.优选的，所述同步机构包括固定在外圈和内圈之间的座体；所述座体设有多个，且均匀间隔沿内圈环状分布；相临两个所述座体之间的间隙内设有滚柱，且滚柱与外圈、内圈为滚动配合；所述座体的第一端设为限制滚柱自转的斜面，座体的第二端设为顶推滚柱自转的顶推面。
8.优选的，所述座体的第二端设有盲孔，盲孔内插入弹簧和伸缩的推动杆；所述推动杆的第一端连接弹簧，推动杆的第二端伸出盲孔顶推滚柱自转。
9.优选的，所述制动机构包括连接在外圈上的摩擦盘，及配合摩擦盘的制动组。
10.该力矩传递装置，还包括固定在外圈外周上的组装件；所述摩擦盘连接组装件，并通过组装件与外圈传动连接；所述组装件、力矩传动棘轮外罩设有外壳，且外壳对应力矩传动棘轮的两端开设有开孔。
11.该力矩传递装置，又包括动力输入单元和动力输出单元；所述动力输入单元连接内圈，动力输出单元连接外圈。
12.优选的，所述动力输出单元连接所述组装件，并通过组装件与外圈传动连接。
13.优选的，所述动力输出单元包括联轴器组件，及与联轴器组件传动连接的负载设备；所述动力输入单元包括输入轴套，及与输入轴套传动连接的驱动设备。
14.本实用新型采用的另一技术方案为：
15.一种可在线分离双驱设备的工作系统，包括负载设备；所述负载设备具有动力输入轴；所述动力输入轴的两端均传动连接有如上任意一项所述的力矩传递装置；一台所述力矩传递装置上传动连接有第一电机，另一台所述力矩传递装置上传动连接有第二电机。
16.优选的，两台所述力矩传递装置关于负载设备呈对称布置。
17.本实用新型的有益效果：
18.本力矩传递装置，其结构设计紧凑，即装即用，简便实用；运行时不发热，制动力矩小发热量低，可靠性高。同步机构使得外圈配合内圈同步转动时可以实现力矩传递的作用；而制动机构制动后，可以解除外圈、内圈同步转动，此时力矩传递中断，可进行后续的设备维护和拆装操作，安全快捷。
19.原驱动轴系结构中一用一备电机的传动轴都处于旋转状态，且在负载设备工作期间无法进行替换，若两台电机都出现问题而无法使用时，该类系统将被迫停机。应用本实用新型的技术方案，将力矩传递装置安装到驱动轴系结构中后，直接替代原联轴器，第一电机、第二电机可以在轴系中的任一时刻进行快速拆装，而负载设备依然不受影响可以正常工作，大幅度提升了该应用系统的可靠性。
附图说明
20.图1是现有技术中一备一用双电机驱动负载设备的示意图；
21.图2是本实用新型可在线分离双驱设备的工作系统之优选实施例的结构示意图；
22.图3是本实用新型力矩传递装置之优选实施例的结构示意图；
23.图4是力矩传动棘轮的剖面示意图；
24.图5是力矩传动棘轮之外圈和内圈同转的示意图；
25.附图标记：
26.输入轴套1、轴承2、外壳3、组装件4、力矩传动棘轮5、制动组6、摩擦盘7、端盖8、弹性联轴器a 9、联轴器b 10、滚柱11、弹簧12、推动杆13、内圈14、外圈15、座体16、第一电机21、力矩传递装置22、第二电机23。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
28.请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
29.实施例一
30.请参阅图3
‑
图5，本实用新型提供了一种力矩传递装置22，包括力矩传动棘轮5；所述力矩传动棘轮5包括外圈15，与外圈15转动配合的内圈14，及设于外圈15和内圈14之间并用于同步外圈15、内圈14转动的同步机构；所述力矩传动棘轮5设置有制动以解除外圈15、内圈14同步转动的制动机构。
31.本力矩传递装置22进一步有如下的改进：
32.其中，同步机构包括固定在外圈15和内圈14之间的座体16；所述座体16设有多个，且均匀间隔沿内圈14环状分布；相临两个所述座体16之间的间隙内设有滚柱11，且滚柱11与外圈15、内圈14为滚动配合；所述座体16的第一端设为限制滚柱11自转的斜面，座体16的第二端设为顶推滚柱11自转的顶推面。
33.所述座体16的第二端设有盲孔，盲孔内插入弹簧12和伸缩的推动杆13；所述推动杆13的第一端连接弹簧12，推动杆13的第二端伸出盲孔顶推滚柱11自转。
34.其中，制动机构包括连接在外圈15上的摩擦盘7，及配合摩擦盘7的制动组6。当然，制动机构也可以设置为连接在内圈14上。
35.该力矩传递装置22，还包括固定在外圈15外周上的组装件4；所述摩擦盘7连接组装件4，并通过组装件4与外圈15传动连接；所述组装件4、力矩传动棘轮5外罩有外壳3，且外壳3对应力矩传动棘轮5的两端开设有开孔。组装件4具有内腔，力矩传动棘轮5嵌入进内腔内固定。外壳3上可对应组装件4连接端盖8。
36.该力矩传递装置22，又包括动力输入单元和动力输出单元；所述动力输入单元连接内圈14，动力输出单元连接外圈15。当然，动力输入单元、动力输出单元的连接位置可以交换。即，该力矩传递装置22的力矩传递方向可根据具体应用而设计为正反两种方向。
37.并且，所述动力输出单元连接所述组装件4，并通过组装件4与外圈15传动连接。
38.所述动力输出单元包括联轴器组件，及与联轴器组件传动连接的负载设备；所述动力输入单元包括输入轴套1，及与输入轴套1传动连接的驱动设备。
39.联轴器组件可以是弹性联轴器a 9、联轴器b 10的传动组合。弹性联轴器a 9、联轴器b 10可用高弹性补偿器替换。
40.上述中，制动组6、摩擦盘7可替换为抱刹式制动机构、肘夹式制动机构或其他形式作用于并停止力矩传动棘轮5之内圈14或外圈15转动的制动机构。力矩传动棘轮5、轴承2的组合形式也不限于图中所示。
41.对上述力矩传递装置22从另一角度进行阐述说明：
42.该力矩传递装置22主要由输入轴套1、轴承2、外壳3、组装件4、力矩传动棘轮5、制动组6、摩擦盘7、端盖8、弹性联轴器a 9、联轴器b 10组成。
43.其中力矩传动棘轮5结构如图4所示：由滚柱11、弹簧12、推动杆13、内圈14、外圈15组成。
44.以内圈14为主动为例：当内圈14以a方向旋转时，外圈15被滚柱11、内圈14带动一起同方向旋转，即内圈14、外圈15同转；具体的，如图5，内圈14以a方向旋转时，座体16的斜面、滚珠与外圈15接合处的切线形成一个夹角，滚柱11嵌在夹角中不能自转，滚柱11与外圈15摩擦力增大，带着外圈15和内圈14一起旋转。当内圈14以b方向旋转时，滚柱11在弹簧12、推动杆13的作用下呈滚动状态；外圈15受到滚柱11滚动的残余力而被带动旋转；在外圈15
上稍加阻力，即可实现内圈14空转。
45.若以外圈15为主动时，a方向时内圈14空转；b方向时内圈14同转。
46.利用上述力矩传动棘轮5这一特性，如图3所示，可以实现输入轴套1与弹性联轴器a 9、联轴器b 10同转或空转，即输入轴和输出轴同转或空转。
47.力矩传动棘轮5的内圈14主要安装输入轴套1；力矩传动棘轮5的外圈15主要安装组装件4、制动组6、摩擦盘7、弹性联轴器a 9，联轴器b 10；外壳3通过轴承2安装在输入轴套1上。
48.在该力矩传递装置22的应用中，第二电机23安装在联轴器b 10侧，负载设备转轴(负载设备的动力输入轴)安装在输入轴套1侧。第二电机23启动时，第二电机23的传动轴带动联轴器b 10、弹性联轴器a 9、摩擦盘7、组装件4，带动力矩传动棘轮5的外圈15、内圈14、输入轴套1旋转，将动力传递给负载设备；当第二电机23出现故障需要停机时，第一电机21开启将动力通过另一力矩传递装置22正常传递给负载设备，即负载设备转轴带动第二电机23侧力矩传递装置22的输入轴套1、力矩传动棘轮5之内圈14旋转，闭合制动组6，制动组6与摩擦盘7产生的摩擦力大于本力矩传动棘轮5的内圈14旋转产生的残余力矩，使得力矩传动棘轮5外圈15、组装件4、摩擦盘7、弹性联轴器a 9、联轴器b 10、第二电机23停止转动。
49.当第二电机23停机后，可以将与之相连的联轴器b 10和弹性联轴器a 9快速分离，即联轴器b 10与第二电机23一同拆下，剩余部件依然安装在原轴系中；当第二电机23检修完毕后，连同联轴器b 10与弹性联轴器a 9快速连接，使第二电机23重回轴系系统中。
50.实施例二
51.请参阅图2
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图5，基于上面实施例一的技术方案，提供力矩传递装置22的一种具体应用。
52.一种可在线分离双驱设备的工作系统，包括负载设备；所述负载设备具有动力输入轴；所述动力输入轴的两端均传动连接有如实施例一中所述的力矩传递装置22；一台所述力矩传递装置22上传动连接有第一电机21，另一台所述力矩传递装置22上传动连接有第二电机23。
53.两台所述力矩传递装置22关于负载设备呈对称布置，可以实现无限切换。也可单侧安装，以降低成本。
54.由于力矩传递装置22具有上述的技术效果，故设置本力矩传递装置22的可在线分离双驱设备的工作系统同样具有相应的技术效果，不再赘述。
55.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。