一种适用于采棉机分动箱的离合器结构及分动箱的制作方法

1.本发明涉及离合器技术领域，特别涉及一种适用于采棉机分动箱的离合器结构及分动箱。


背景技术：

2.目前，采棉行业进入了一个快速发展的时期，采棉机是采棉行业重要的自动化机器设备。分动箱是采棉机传动装置的关键部件，可将发动机的动力进行分配，以适配采棉机行走、采收及卸棉等不同的工况。在不同的工况下发动机输出功率及转速变化幅度大，分动箱需要承受较大交变负荷，所以容易产生零件损坏的情况。
3.申请号为202110352396.6的一件中国发明专利，公开了一种快拆式采棉机分动箱用离合器组件连接结构，其中离合器作为分动箱内部的关键部件，主要用于控制风机的工作状态。其将需要经常维护的离合器模块化设计，使得离合器在采棉地现场就能自行更换不必回厂更换，大大提高了工作效率并减少了维修成本，且对摩擦片的接触面进行了增加，在工作压力一定的情况下，离合器能够传递更大的扭矩。
4.但在活塞的作用下离合器准备结合时，摩擦片处会产生巨大的作用力，导致离合器中的轴承产生冲击。在一般的工况下，每天离合器需结合百余次，在多次冲击力的作用会导致轴承提前损坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于采棉机分动箱的离合器结构及分动箱，以解决现有技术中离合器准备结合时，摩擦片处会产生巨大的作用力，导致离合器中轴承产生冲击的问题。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：
6.第一方面，本发明提供了一种适用于采棉机分动箱的离合器结构，包括：
7.离合器轴，通过轴承连接在离合器外壳上，其具有第一外延部并环绕离合器轴轴身形成用于活塞运动的活塞腔，所述第一外延部末端内侧设有钢片；
8.离合器齿轮，套装在所述离合器轴上并通过轴承连接，其具有第二外延部并在末端外侧设有与所述钢片配合的摩擦片，通过所述活塞运动驱动所述钢片与所述摩擦片抱合。
9.作为进一步的技术方案，所述第一外延部具有沿所述离合器轴轴身的径向环形外沿并在所述径向环形外沿末端设有轴向环形外沿。
10.作为进一步的技术方案，所述第一外延部与所述离合器轴为一整体结构，所述第二外延部与所述离合器齿轮为一整体结构。
11.作为进一步的技术方案，所述离合器轴内部设有润滑油道和控制油道，所述控制油道与所述活塞腔连通。
12.作为进一步的技术方案，所述离合器轴与通过花键与风机传动轴连接，所述润滑油道可以用于所述花键的润滑。
13.作为进一步的技术方案，所述离合器外壳包括位于离合器轴上端的风机侧封口、位于下端的泵侧封口以及位于侧面的侧挡，并且三者可拆卸连接。
14.作为进一步的技术方案，所述离合器轴与所述泵侧封口旋转密封。
15.作为进一步的技术方案，所述离合器轴经过渗碳工艺处理。
16.作为进一步的技术方案，所述摩擦片为纸基摩擦片。
17.第二方面，本发明提供了一种分动箱，包括：
18.分动箱本体，其具有一主动齿轮以及被其驱动的若干分动齿轮；
19.如第一方面所述的离合器结构，其中离合器齿轮与分动箱本体内的一个分动齿轮啮合。
20.上述本发明的有益效果如下：
21.(1)本发明离合器结构除第一轴承外可视为一个整体，当液压油进入活塞腔内时，活塞顶推摩擦片和钢片抱合，活塞与活塞腔底部受力相等，离合器整体在结合过程中理论上一直为平衡状态，结合过程中第一轴承和第二轴承受冲击小，可几乎忽略不计。
22.(2)本发明第一外延部与离合器轴为一整体结构，第二外延部与离合器齿轮为一整体结构。整体的结构形式不仅可以提高零部件的结构强度，同时，还能减少零部件的数量，两个方面都可以降低离合器发生故障的概率。
23.(3)本发明摩擦片采用纸基摩擦片，相较于合金摩擦片其具有较高的摩擦系数，仅利用较少的摩擦片即可达到所需要的转矩要求，同时能够减少钢片与摩擦片组合所形成的抱合结构体积，增大空间利用率。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。还应当理解，这些附图是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明，其中：
25.图1示出了本发明实施例中分动箱结构轴侧示意图；
26.图2示出了本发明实施例中分动箱结构剖面图；
27.图3示出了本发明实施例中离合器结构剖面图；
28.图4示出了图3中a处局部放大示意图。
29.图中：1、分动箱本体；11、第一分动齿轮；12、主动齿轮；13、第二分动齿轮；2、离合器结构；21、离合器总成；210、离合器轴；2101、第一外延部；2102、键套部；211、离合器齿轮；2111、第二外延部；212、润滑油道；213、控制油道；214、活塞腔；215、活塞；216、钢片；217、摩擦片；218、碟簧；22、侧挡；23、风机侧封口；24、泵侧封口；25、第一轴承；26、第二轴承；3、风机筒；4、皮带轮；5、风机传动轴。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明典型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.如图3和图4所示，本实施例提供了一种适用于采棉机分动箱的离合器结构，包括：
32.离合器轴210，通过轴承连接在离合器外壳上，其具有第一外延部2101并环绕离合器轴210轴身形成用于活塞215运动的活塞215腔214，第一外延部2101末端内侧设有钢片216；
33.离合器齿轮211，套装在离合器轴210上并通过轴承连接，其具有第二外延部2111并在末端外侧设有与钢片216配合的摩擦片217，通过活塞215运动驱动钢片216与摩擦片217抱合。
34.本实施例中，离合器外壳包括位于离合器轴210上端的风机侧封口23、位于下端的泵侧封口24以及位于侧面的侧挡22，并且三者可拆卸连接。
35.用于支撑离合器轴210的轴承为一对，分别位于离合器轴210的两端，在本实施例中该轴承为第一轴承25，一端的第一轴承25设置在离合器轴210与风机侧封口23之间，另一端的第一轴承25设置在离合器轴210与泵侧封口24之间。
36.离合器齿轮211，套装在离合器轴210上并通过轴承连接，在本实施例中，该轴承为第二轴承26，同样设置一对。
37.离合器轴210与泵侧封口24旋转密封，保证了离合器结构内部的密封性。旋转密封结构采用现有的动密封结构即可，例如密封环等，此处对动密封的结构不再详细赘述。
38.由于风机侧封口23、泵侧封口24以及侧挡22可拆卸连接，在离合器结构内部部件发生损坏导致故障时，通过拆卸掉风机侧封口23即可实现内部零部件的更换，能够高效、便捷地完成离合器的拆装操作，降低人工劳动负荷，提高拆装效率。
39.离合器轴210具有第一外延部2101并环绕离合器轴210轴身形成用于活塞215运动的活塞腔214，第一外延部2101末端内侧设有钢片216；离合器齿轮211具有第二外延部2111并在末端外侧设有与钢片216配合的摩擦片217，通过活塞215运动驱动钢片216与摩擦片217抱合。
40.本技术离合器结构除第一轴承25外可视为一个整体，当液压油进入活塞腔214内时，活塞215顶推摩擦片和钢片抱合，活塞腔214内受力情况为活塞215向下受力，活塞腔214底部向上受力(图4中所示方向)，受力相等，离合器整体在结合过程中理论上一直为平衡状态，结合过程中第一轴承25和第二轴承26受冲击小，可几乎忽略不计。
41.在本实施例中，第一外延部2101具有沿离合器轴210轴身的径向环形外沿并在径向环形外沿末端设有轴向环形外沿。第一外延部2101与离合器轴210轴身形成用于活塞215运动的活塞腔214。本实施例中的活塞为具有两个顶推结构，一个顶推结构用于驱动钢片216与摩擦片217抱合，另一个顶推结构为连接碟簧218，为活塞215提供回退力，使钢片216与摩擦片217脱离抱合。
42.两个顶推结构之间具有间隙，如图4中剖面，活塞215呈倒u型结构，且一边长一边短，用于钢片216与摩擦片217抱合的一边短，第二外延部2111伸入至间隙内，在其外侧设置花键用于安装摩擦片217。第一外延部2101的轴向外沿的末端还设有键套部2102，键套部2102内设有安装钢片216的花键。
43.其中摩擦片217为纸基摩擦片217，其摩擦系数高于合金摩擦片，只需要较少的摩擦片即可达到所需要的转矩。本实施例中摩擦片217和钢片216均为三片，在同等转矩需求下，合金摩擦片则需要六片左右。
44.第一外延部2101与离合器轴210为一整体结构，第二外延部2111与离合器齿轮211
为一整体结构。键套部2102后续可通过焊接与第一外延部2101连接形成一个整体结构。
45.整体的结构形式不仅可以提高零部件的结构强度，同时，还能减少零部件的数量，两个方面都可以降低离合器发生故障的概率。
46.离合器轴210内部设有润滑油道212和控制油道213，控制油道213与活塞腔214连通。控制油道213和润滑油道212的内部介质均为液压油，液压油通过离合器轴210内部的控制油道213进入到活塞215底部的活塞腔214中，顶推活塞215，挤压其上方的摩擦片217和钢片216使其结合形成整体来传递动力。
47.如图2所示，离合器轴210与通过花键与风机传动轴5连接，润滑油道212可以用于花键的润滑，防止离合器轴210与风机传动轴5干磨。
48.离合器轴210、离合器齿轮211、润滑油道212、控制油道213、活塞腔214、活塞215、钢片216、摩擦片217以及碟簧218组成离合器总成21。
49.风机传动轴5外侧套装有风机筒3，风机传动轴5的端部安装有皮带轮4，皮带轮4通过皮带驱动风机工作。
50.本实施例中，离合器轴210经过渗碳工艺处理。使离合器轴210表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
51.液压油通过离合器轴210内控制油道213的将液压油导入活塞215与第一外延部2101形成的活塞215腔214内从而顶推活塞215，使活塞215上方的摩擦片217与钢片216紧紧贴合，利用摩擦片217的摩擦力使离合器齿轮211和离合器轴210抱死，进而传递电机通过分动箱传递过来的动力。
52.向控制油道213供油时离合器结合，离合器齿轮211与离合器轴210不会发生相对转动，进而带动风机传动轴5旋转，风机开始工作。不向控制油道213供油时，离合器分离，离合器齿轮211与离合器轴210发生相对转动，风机传动轴5不旋转，风机停止工作。
53.实施例2
54.如图1和图2所示，本实施例提供了一种分动箱，包括：
55.分动箱本体1，其具有一主动齿轮12以及被其驱动的若干分动齿轮；本实施例中分动齿轮为两个，分别为第一分动齿轮11和第二分动齿轮13。
56.和实施例1中的离合器结构2，其中离合器齿轮211与分动箱本体1内的一个分动齿轮啮合；本实施例中，离合器齿轮211与第二分动齿轮13啮合。
57.根据现场实验确定采棉机工作时最佳的传动比，使传动更加稳定，高效，能够更好的完成采棉机的工作任务。
58.根据传动比设计三种齿轮的齿数、齿厚、齿宽等参数，使齿轮啮合更加稳定。
59.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。