专利名称：限矩型钢球联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型为机电领域的动力的联接和传动装置，具体地说是一种限矩型钢球联轴器。
70年代在《DT型通用固定式带式输送机》产品中，曾有一种叫“粉末联轴器”的联轴装置，用于JS型电动机和ZL型减速机之间的同心轴联接和传动，它仅有五个规格，电机匹配功率为115～185kw，4－6极，没有形成系列，其功能只是实现低效性能的JS电动机对大惯量负载的空载启动。该产品由于设计计算原则过于粗略和不完善，故精度低，理论和实践数据拟合极差，I←叶轮、摩擦壳配合间隙为1.5mm，且安装误差使其间隙偏向一侧，即最大间隙一侧可为3mm，而另一侧则可能无间隙，主被动部分同轴度极差，运动时附加力矩和振动都大幅增加。由于机构不合理，加工粗糙，所以其功能只有空载启动，实用性较小。另外还存在磨损大，使用寿命短；不平衡惯性力矩大；钢球易和叶轮卡死，造成联轴器损坏或电动机堵转烧毁事故，安全性差等缺点。
此后液力联轴器出现，它优良的传递功能及调速和变矩性能，在机电动力传输领域内得到广泛使用，但其体积庞大，价格昂贵，输入转速范围较窄等，因此推广应用受到一定的限制。
本实用新型的目的在于提供一种新型的联轴装置，它既克服了“粉末联轴器”的缺点，又具有液力联轴器过载防护、空载启动和协调多机负荷分配等性能，并且匹配功率和输入转速范围较其宽阔，而在体积和重量方面比液力联轴器小，价格低很多。
按本实用新型所提出的限矩型钢球联轴器，它由原动机主轴、主动件和被动体组成，其特征为叶轮与原动机主轴联接，组成传递功率的主动件，联轴器半体和负载联接，摩擦壳以紧固件与左、右侧盖和压盖相联，并藉柱销和联轴器半体联成一体，成为钢球联轴器的被动体，钢球散体及红丹粉均布于摩擦壳和叶轮叶片分割的扇形空腔内，它是离心式离合器和柱销联轴器的结合体。
图1为粉末联轴器结构图。
图2为本实用新型的结构图。
图3为本实用新型的结构侧视图。
以下结合附图实施侧对本实用新型作详细的叙述。
原动机主轴插入叶轮6的轴孔d1内，由键销使两者联接成一体，组成本实用新型钢球联轴器传递功率的主动件。右侧盖13装在叶轮6的轴孔体上，内有轴套8及轴承12，右侧盖13外端有压盖10罩住，用紧固件9将两者联接固定，再设置档圈23，使轴承及轴套得以固定，内有毡圈14和11，以增强密封性。在叶轮6的外圈有摩擦壳18，在摩擦壳18和叶轮6上的六只叶片分割的6个扇形空腔里，均匀的装有钢球散体24和红丹粉，钢球的直径为4－6mm。在叶轮6的左端有左侧盖19，盖中间的轴伸出嵌入叶轮轴孔中，并装有轴承3和油杯21。联轴器半体22和负载联接，可做成多种孔形，例如d2(Z)、d2(Y、J)等孔形，并通过柱销20插在左侧盖19的柱销孔内，档板2和紧固件1将柱销20限制在柱销孔内。左、右侧盖和摩擦壳经紧固件4、5、7联接，这样，联轴器半体，左、右侧盖，摩擦壳和负载联成一体，成为钢球联轴器的被动体。整个组成了离心式离合器和柱销联轴器的结合体。摩擦壳18设置一加料孔，用以装入钢球和红丹粉，充填完毕后，用封塞15和档圈16加以封堵，封塞15的端头与摩擦壳18的内孔同加工，以消除钢球卡顿和磨损现象，封塞端头的园弧方向用园销17定位。叶轮和摩擦壳及左、右侧盖的配合间隙为0.5mm，间隙各部一致，不受安装误差的影响。
本实用新型摩擦壳内的钢球是靠叶轮旋转的机械动能产生离心力并转换为摩擦驱动转矩的主要物体，红丹粉填充钢球间存在的部分空隙，减缓钢球之间、钢球与叶片及摩擦壳之间的冲撞和摩损。由于红丹粉附着力强，从而使钢球散体和摩擦壳及左、右侧盖间的摩擦系数大为增加，提高了钢球联轴器传递功率的能力。
本实用新型的原理是这样的钢球联轴器工作时，原动机(电动机或内燃机)带动叶轮旋转，钢球散体在叶片带动下，因离心作用被抛向摩擦壳内壁，并产生摩擦驱动转矩(简称摩擦转矩)。当摩擦转矩大于负载阻转矩时，便启动负载使其转速由零值加速至工作转速，将原动机输入的机械功转换为钢球散体的动能和对摩擦壳的压力势能，而后再转换为钢球联轴器被动体输出的机械功，从而实现功率的传递。
本实用新型工作时，是靠钢球散体离心力和摩擦壳及左、右侧盖产生的摩擦转矩，将原动机的功率传递递给负载的。当摩擦转矩大于负载阻转矩时，负载加速运转或被启动；当摩擦转矩等于负载阻转矩时，负载保持等速运转或保持原有静止状态；若摩擦转矩小于负载阻转矩，这时运转的负载便开始减速，钢球联轴器被动体和叶轮将产生滑差。如负载阻转矩继续升高，负载就会进一步减速甚至停止运转，而原动机由于钢球联轴器产生差或堵转则继续稳定运转且不致堵转烧毁，实现了原动机的过载防护。
本实用新型还具有负载多驱动协调性能。在无控制的情况下，多驱动时因负载变化各台电动机实际承担的负荷和理论设计的功率分配就不能协调一致，有的电机可能过载，有的可能不足；同一台电机也会时而过载或时而不足，过载的电机一旦烧毁，其他的也将相继烧毁。如果在各驱动点采用了钢球联轴器，且使其协调限矩值［Mf］x≤1.2Mk，即使其驱动转矩最大时不超过额定转矩的1.2倍，这样，多驱动的每台电机在电力驱动时，就都具备了防护过载的相似措施，从而实现负载多驱动时，每台电机的功率分配能协调一致。
本实用新型具有空载启动性能。使用钢球联轴器后，当电机启动而负载未被启动时，尽管叶轮随电动机运转，但由于摩擦转矩小于负载阻转矩，钢球联轴器被动体却依然静止不动，这样电机在带负荷启动时就避开了堵转矩及最小转矩，实现了空载启动。
钢球联轴器工作时，如负载阻转矩突然增加，并大于联轴器的安全限矩值时，联轴器出现滑差，表现为钢球散体和摩擦壳之间产生相对滑动和滚动运动，如负载阻转矩长时间居高不下，负载将继续减速甚至停止运行，这时联轴器滑差增大，引起发热和磨损。为保证负载和联轴的正常运行，防护钢球联轴器应限制在许用滑差范围内进行工作。办法是在负载端安置速度继电器或速度传感器，当滑差超过许用值、负载运行速度下降至限定值时，就自动切断电源迫停电机，以保护整个运行系统的安全。
综上所述，本实用新型所提出的限矩型钢球联轴器有以下优点①防护动力过载，保护原动机免遭过载损坏或堵转烧毁；②负载多点驱动时，能协调均匀多台原动机之间的负荷分配；③空载启动。对负载惯性阻力大，启动性能差的大功率笼型异步电动机和高速柴油机，或原动机须带负荷启动场合，都具有很大意义；④柔性联接。本实用新型通过钢球散体靠离心力传递功率，主、从动轴之间无机械联接，允许主、从动轴之间有较大的安装误差；⑤本实用新型既适用于两水平同心轴传动，其结构稍加改变后也适用于两水平的平行轴的带传动或键传动场合；⑥本实用新型和限矩型液力联轴器相比，结构简单，体积小，质量轻，价格便宜，匹配功率(3－1400KW)和输入转速(500－3000转／分)一般情况下，当输入转速和功率相同时，钢球联轴器的体积和质量只有液力联轴器的一半，而价格不及其四分之一。⑦因具备前述第①～③项优良性能，所以本实用新型能使原负载匹配原动机的功率下降1～2个等级，即负载选择原动机时，其功率备用系数K可由原有的1.4减为1～1.1，对节能具有一定的意义。
权利要求1.机电领域的一种动力联接和传动装置限矩型钢球联轴器，它由原动机主轴、主动体和被动体组成，其特征为叶轮与原动机主轴联接，组成传递功率的主动件，联轴器半体和负载联接，摩擦壳以紧固件与左、右侧盖和压盖相联，并藉柱销和联轴器半体组成一体，成为钢球联轴器的被动体、钢球散体及红丹粉均布于摩擦壳和叶轮叶片分割的扇形空腔内，是离心式离合器和柱销联轴器的结合体。
2.按权利要求1所述的限矩型钢球联轴器，其特征在于叶轮上均匀分布有六只叶轮。
3.按权利要求1或2所述的限矩型钢球联轴器，其特征在于所装的钢球直径为4～6毫米。
4.按权利要求1或2所述的限矩型钢球联轴器，其特在于主、被动部分之间采用两个滚动轴承联接。
专利摘要一种动力联接和传动装置，其叶轮与原动机主轴联接，组成传递功率的主动件，负载与联轴器半体，左、右侧盖、摩擦壳，压盖等相联成一体，成为钢球联轴器的被动体，钢球散体及红丹粉均布于摩擦壳和叶轮叶片分割的扇形空腔内。工作时原动机带动钢球抛向摩擦壳内壁产生摩擦转矩，当其大于负载阻转矩时，带动被动体转动，实现功率的传递。本实用新型具有空载启动，过载防护和协调多机负荷分配等性能，节能且体积小，重量轻，价格低。
文档编号F16D1/00GK2157354SQ9321188
公开日1994年2月23日 申请日期1993年4月30日 优先权日1993年4月30日
发明者洪中元 申请人:洪中元