一种快速大扭矩离合系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速大扭矩离合系统，包括离合装置、液压油泵、电动机、断开油路、闭合油路以及储油箱；所述离合装置包括输入轴、联轴器一、卡簧一、卡簧二、滚动轴承、轴承套、缸壁套、联轴器二、滑动轴承、卡簧三、输出轴；本发明如此设置离合装置，相对于现有的离合装置，取长补短，具有传动扭矩大、动作响应迅速、结构简单、操作简单的特点；本发明还包括断开油路与闭合油路，通过断开油路实现了联轴器一与联轴器二在高速状态下的快速分离，通过闭合油路实现了高速旋转的联轴器一与停止不转的联轴器二的慢速逐渐啮合，提高了设备的运行稳定性和使用寿命。
【专利说明】
一种快速大扭矩离合系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械设备技术领域，尤其是涉及一种快速大扭矩离合系统。
【背景技术】
[0002]在实际生产过程中，大扭矩传动迅速离合机构大部分采用了电磁式离合器及液压连杆机构。其中电磁式离合器传动扭矩相对较小，且摩擦片磨损速度较快，扭矩传递不稳定，而液压连杆机构结构复杂，动作相应响度较慢。
[0003]因此，如何提供一种传动扭矩大且动作响应迅速的离合系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种快速大扭矩离合系统，该离合系统能够实现可靠的输入与输出的快速离合，具有传动扭矩大、动作响应迅速、结构简单、操作简单的特点。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为:
[0006]一种快速大扭矩离合系统，包括离合装置、液压油栗、电动机、断开油路、闭合油路以及储油箱；
[0007]所述离合装置包括输入轴、联轴器一、卡簧一、卡簧二、滚动轴承、轴承套、缸壁套、联轴器二、滑动轴承、卡簧三、输出轴；
[0008]所述联轴器一通过花键与所述输入轴连接，且所述联轴器一可以在所述输入轴上轴向自由滑动；
[0009 ]所述联轴器二通过键与所述输出轴固定连接；
[0010]所述联轴器一与联轴器二的结合面处各自设置有相应的用于相互啮合的啮合结构；
[0011 ]所述轴承套套设在所述输入轴与所述输出轴的连接处；
[0012]所述滚动轴承设置于所述轴承套与所述输入轴之间的环状间隙内，且所述滚动轴承与所述输入轴的连接处的外侧设置有卡簧一以用于加强所述滚动轴承与所述输入轴之间的连接，且所述滚动轴承与所述轴承套的连接处的外侧设置有卡簧二以用于加强所述滚动轴承与所述轴承套之间的连接；
[0013]所述滑动轴承设置于所述轴承套与所述输出轴之间的环状间隙内，且所述滑动轴承与所述输出轴的连接处的外侧设置有卡簧三以用于加强所述滑动轴承与所述输出轴之间的连接，且所述轴承套可沿所述滑动轴承的外圆周面轴向滑动；
[0014]所述轴承套包括管状本体以及设置在所述管状本体的外圆周面上的环状凸台，所述环状凸台的位于所述输出轴侧的环状侧面上设置有一圈凹槽，且所述凹槽的径向截面为沿所述凸台的轴向方向延伸的<字形；
[0015]所述缸壁套为环状，且所述缸壁套包括设置于所述缸壁套的内圆周面上的矩形截面槽，且所述缸壁套套设在所述轴承套的外侧，且所述缸壁套的矩形截面槽的两个槽壁与所述轴承套的外圆周面油封连接，且所述缸壁套的矩形截面槽的内槽底面与所述轴承套的凸台的外圆周面油封连接以在所述凸台的轴向两侧构成一个输入轴侧油腔与一个输出轴侧油腔；
[0016]所述缸壁套还包括上左油孔、上右油孔、下左油孔以及下右油孔；
[0017]所述缸壁套固定在机架上；
[0018]所述断开油路包括第一开关阀、第一截止阀、蓄能器、压力传感器、控制器、第二截止阀、第二开关阀以及第五开关阀；
[0019]所述液压油栗的进油口与储油箱的出油口连通，所述液压油栗的出油口通过依次连接的所述第一开关阀与所述第一截止阀与所述蓄能器的进油口连通，所述蓄能器的出油口通过所述第二截止阀与所述上右油孔连通，所述上左油孔通过第二开关阀与所述第二截止阀与所述蓄能器的出油口之间的油管连通，所述液压油栗、第一开关阀、第一截止阀、蓄能器、第二截止阀、上右油孔、上左油孔以及第二开关阀构成用于将所述离合装置转为断开状态的断开油路；
[0020]所述压力传感器设置于所述蓄能器上以用于监测所述蓄能器中的液压油的压力，所述压力传感器与所述控制器电连接以用于将所述蓄能器中的液压油的压力值转换为电信号传递给所述控制器，且所述控制器与所述电动机电连接以控制所述电动机的开启与停机；
[0021]所述闭合油路包括第三开关阀、第三截止阀、第四开关阀以及节流阀；
[0022]所述液压油栗的进油口与储油箱的出油口连通，所述液压油栗的出油口通过依次连接的第三开关阀以及第三截止阀与所述下左油孔连通，所述下右油孔通过依次连接的第四开关阀以及节流阀与所述储油箱的回油口连通，所述液压油栗、第三开关阀、第三截止阀、下右油孔、下左油孔、第四开关阀以及节流阀构成用于将所述离合装置转为闭合状态的闭合油路；
[0023]所述液压油栗与所述电动机传动连接。
[0024]优选的，所述滚动轴承为四点接触球轴承。
[0025]优选的，所述联轴器一与联轴器二上的相互嗤合的嗤合结构为六等分卡爪。
[0026]与现有技术相比，本发明提供了一种快速大扭矩离合系统，包括离合装置、液压油栗、电动机、断开油路、闭合油路以及储油箱;所述离合装置包括输入轴、联轴器一、卡簧一、卡簧二、滚动轴承、轴承套、缸壁套、联轴器二、滑动轴承、卡簧三、输出轴;本发明如此设置离合装置，相对于现有的离合装置，取长补短，具有传动扭矩大、动作响应迅速、结构简单、操作简单的特点；本发明还包括断开油路与闭合油路，通过断开油路实现了联轴器一与联轴器二在高速状态下的快速分离，避免了联轴器一与联轴器二在高速旋转的情况下慢速分离遭到的损坏，通过闭合油路实现了高速旋转的联轴器一与停止不转的联轴器二的慢速逐渐啮合，避免了联轴器一与联轴器二在一动一静的情况下快速啮合遭到的损坏，提高了设备的运行稳定性和使用寿命。
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例提供的离合系统的结构示意图。
[0028]图中:I输入轴，2联轴器一，3卡簧一，4卡簧二，5滚动轴承，6轴承套、7上左油孔，8缸壁套，9凸台，10联轴器二，11上右油孔，12滑动轴承、13卡簧三、14输出轴；
[0029]15下左油孔，16下右油孔，17第一开关阀，18第一截止阀，19蓄能器，20第二截止阀，21第二开关阀，22第五开关阀；
[0030]23第三开关阀，24第三截止阀，25第四开关阀，26节流阀；
[0031 ] 27液压油栗，28电动机，29储油箱。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0034]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]参照图1，图1为本发明实施例提供的离合系统的结构示意图。
[0036]—种快速大扭矩离合系统，包括离合装置、液压油栗27、电动机28、断开油路、闭合油路以及储油箱29;
[0037]所述离合装置包括输入轴1、联轴器一2、卡簧一3、卡簧二 4、滚动轴承5、轴承套6、缸壁套8、联轴器二 10、滑动轴承12、卡簧三13、输出轴14;
[0038]所述联轴器一 2通过花键与所述输入轴I连接，且所述联轴器一 2可以在所述输入轴I上轴向自由滑动；
[0039]所述联轴器二10通过键与所述输出轴14固定连接；
[0040]所述联轴器一2与联轴器二 10的结合面处各自设置有相应的用于相互啮合的啮合结构；
[0041 ]所述轴承套6套设在所述输入轴I与所述输出轴14的连接处；
[0042]所述滚动轴承5设置于所述轴承套6与所述输入轴I之间的环状间隙内，且所述滚动轴承5与所述输入轴I的连接处的外侧设置有卡簧一 3以用于加强所述滚动轴承5与所述输入轴I之间的连接，且所述滚动轴承5与所述轴承套6的连接处的外侧设置有卡簧二 4以用于加强所述滚动轴承5与所述轴承套6之间的连接；
[0043]所述滑动轴承12设置于所述轴承套6与所述输出轴14之间的环状间隙内，且所述滑动轴承12与所述输出轴14的连接处的外侧设置有卡簧三13以用于加强所述滑动轴承12与所述输出轴14之间的连接，且所述轴承套6可沿所述滑动轴承12的外圆周面轴向滑动；
[0044]所述轴承套6包括管状本体以及设置在所述管状本体的外圆周面上的环状凸台9，所述环状凸台9的位于所述输出轴14侧的环状侧面上设置有一圈凹槽，且所述凹槽的径向截面为沿所述凸台9的轴向方向延伸的 < 字形；
[0045]所述缸壁套8为环状，且所述缸壁套8包括设置于所述缸壁套8的内圆周面上的矩形截面槽，且所述缸壁套8套设在所述轴承套6的外侧，且所述缸壁套8的矩形截面槽的两个槽壁与所述轴承套6的外圆周面油封连接，且所述缸壁套8的矩形截面槽的内槽底面与所述轴承套6的凸台9的外圆周面油封连接以在所述凸台9的轴向两侧构成一个输入轴I侧油腔与一个输出轴14侧油腔；
[0046]所述缸壁套8还包括上左油孔7、上右油孔11、下左油孔15以及下右油孔16;
[0047]所述缸壁套8固定在机架上；
[0048]所述断开油路包括第一开关阀17、第一截止阀18、蓄能器19、压力传感器、控制器、第二截止阀20、第二开关阀21以及第五开关阀22。
[0049]所述液压油栗27的进油口与储油箱29的出油口连通，所述液压油栗27的出油口通过依次连接的所述第一开关阀17与所述第一截止阀18与所述蓄能器19的进油口连通，所述蓄能器19的出油口通过所述第二截止阀20与所述上右油孔11连通，所述上左油孔7通过第二开关阀21与所述第二截止阀20与所述蓄能器19的出油口之间的油管连通，所述液压油栗27、第一开关阀17、第一截止阀18、蓄能器19、第二截止阀20、上右油孔11、上左油孔7以及第二开关阀21构成用于将所述离合装置转为断开状态的断开油路;本发明如此设置断开油路，使得此时输出轴14侧油腔进油，输入轴I侧油腔出油，液压油的压力作用于轴承套6上的凸台9，推动轴承套6向输入轴I侧运动，从而推动联轴器一 2轴向运动，进而与联轴器二 10断开;此时，本发明将输入轴I侧油腔内的液压油返回流入输出轴14侧油腔，进一步地增大了输出轴14侧油腔内的液压油流量，在凸台9的有效作用面积不变的情况下，更大的液压油流量提高了轴承套6的运动速度，使得联轴器一 2能够与联轴器二 10快速断开;本发明在凸台9的输出轴14侧的环状侧面上设置一圈凹槽，且设置该凹槽的径向截面为沿所述凸台9的轴向方向延伸的 < 字形，该 <字形截面的凹槽的内表面面积，显而易见地大于凸台9的输入轴I侧的环状侧面的面积，从而在同等液压油压力下，能够对凸台9产生更大的作用力，提高了轴承套6向输入轴I运行的速度;本发明在断开油路中设置蓄能器19，将液压油栗27栗出的液压油先送入蓄能器19中储存起来，利用压力传感器检测控制蓄能器19中液压油的压力值，当压力低于设定值后，压力传感器电联动控制器，控制器进而控制电动机28开启，当压力高于设定值后，压力传感器电联动控制器，控制器进而控制电动机28停机，当需要断开离合装置时，打开第五开关阀22，蓄能器19中大量具有很高压力的液压油瞬间进入输出轴14侧油腔，推动轴承套6迅速移动，设置蓄能器19，克服了液压油栗27直接向上左油孔7中栗油时，随着栗油的逐渐进行，液压油压力逐渐增大这一缓慢增压的过程，提高了轴承套6的移动速度和响应速率;综上几点，本发明采用上述三点设置，综合作用下，使得联轴器一2与联轴器二 10在断开时具有比较高的速度，实现了联轴器一 2与联轴器二 10在高速状态下的快速分离，避免了联轴器一 2与联轴器二 10在高速旋转的情况下慢速分离遭到的损坏，提高了设备的运行稳定性和使用寿命。
[0050]所述压力传感器设置于所述蓄能器19上以用于监测所述蓄能器19中的液压油的压力，所述压力传感器与所述控制器电连接以用于将所述蓄能器19中的液压油的压力值转换为电信号传递给所述控制器，且所述控制器与所述电动机28电连接以控制所述电动机28的开启与停机；
[0051]所述闭合油路包括第三开关阀23、第三截止阀24、第四开关阀25以及节流阀26。
[0052]所述液压油栗27的进油口与储油箱29的出油口连通，所述液压油栗27的出油口通过依次连接的第三开关阀23以及第三截止阀24与所述下左油孔15连通，所述下右油孔16通过依次连接的第四开关阀25以及节流阀26与所述储油箱29的回油口连通，所述液压油栗27、第三开关阀23、第三截止阀24、下右油孔16、下左油孔15、第四开关阀25以及节流阀26构成用于将所述离合装置转为闭合状态的闭合油路;本发明如此设置闭合油路，充分利用液压油栗27逐渐栗油，液压油压力逐渐增大的特点，随着压力的逐渐增大，逐渐增速推动轴承套6向输出轴14侧运行，且此时，利用节流阀26控制下右油孔16的出油流量，使其小流量出油，使得输出轴14侧油腔中的液压油在凸台9向输出轴14侧运行的过程中压力逐渐增大，向凸台9提供了一个反作用力，在输入轴I侧油腔和输出轴14侧油腔中液压油的共同作用下，轴承套6的移动速度被显著降低，以缓慢的速度向输出轴14侧移动，使得联轴器一2与联轴器二 10在闭合连接时具有比较慢的速度，实现了高速旋转的联轴器一 2与停止不转的联轴器二 10的慢速逐渐啮合，避免了联轴器一 2与联轴器二 10在一动一静的情况下快速啮合遭到的损坏，提高了设备的运行稳定性和使用寿命。
[0053]当需要断开联轴器一2与联轴器二10时，由控制器控制电动机28的运行与停机，打开第一开关阀17以及第二开关阀21，关闭第三开关阀23与第四开关阀25，整个闭合油路处于关闭状态，然后突然打开第五开关阀22，使得联轴器一 2与联轴器二 10实现快速分离。
[0054]当需要闭合联轴器一2与联轴器二 10时，关闭第一开关阀17以及第二开关阀21，整个断开油路处于关闭状态，打开第三开关阀23、第四开关阀25以及节流阀26，使得联轴器一2与联轴器二 10实现慢速啮合。
[0055]所述液压油栗27与所述电动机28传动连接。
[0056]在本发明的一个事实例中，所述滚动轴承5为四点接触球轴承。
[0057]在本发明的一个实施例中，所述联轴器一2与联轴器二 10上的相互啮合的啮合结构为六等分卡爪。
[0058]本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
[0059]本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种快速大扭矩离合系统，其特征在于，包括离合装置、液压油栗、电动机、断开油路、闭合油路以及储油箱； 所述离合装置包括输入轴、联轴器一、卡簧一、卡簧二、滚动轴承、轴承套、缸壁套、联轴器二、滑动轴承、卡簧三、输出轴； 所述联轴器一通过花键与所述输入轴连接，且所述联轴器一可以在所述输入轴上轴向自由滑动； 所述联轴器二通过键与所述输出轴固定连接； 所述联轴器一与联轴器二的结合面处各自设置有相应的用于相互啮合的啮合结构； 所述轴承套套设在所述输入轴与所述输出轴的连接处； 所述滚动轴承设置于所述轴承套与所述输入轴之间的环状间隙内，且所述滚动轴承与所述输入轴的连接处的外侧设置有卡簧一以用于加强所述滚动轴承与所述输入轴之间的连接，且所述滚动轴承与所述轴承套的连接处的外侧设置有卡簧二以用于加强所述滚动轴承与所述轴承套之间的连接； 所述滑动轴承设置于所述轴承套与所述输出轴之间的环状间隙内，且所述滑动轴承与所述输出轴的连接处的外侧设置有卡簧三以用于加强所述滑动轴承与所述输出轴之间的连接，且所述轴承套可沿所述滑动轴承的外圆周面轴向滑动； 所述轴承套包括管状本体以及设置在所述管状本体的外圆周面上的环状凸台，所述环状凸台的位于所述输出轴侧的环状侧面上设置有一圈凹槽，且所述凹槽的径向截面为沿所述凸台的轴向方向延伸的<字形； 所述缸壁套为环状，且所述缸壁套包括设置于所述缸壁套的内圆周面上的矩形截面槽，且所述缸壁套套设在所述轴承套的外侧，且所述缸壁套的矩形截面槽的两个槽壁与所述轴承套的外圆周面油封连接，且所述缸壁套的矩形截面槽的内槽底面与所述轴承套的凸台的外圆周面油封连接以在所述凸台的轴向两侧构成一个输入轴侧油腔与一个输出轴侧油腔； 所述缸壁套还包括上左油孔、上右油孔、下左油孔以及下右油孔； 所述缸壁套固定在机架上； 所述断开油路包括第一开关阀、第一截止阀、蓄能器、压力传感器、控制器、第二截止阀、第二开关阀以及第五开关阀； 所述液压油栗的进油口与储油箱的出油口连通，所述液压油栗的出油口通过依次连接的所述第一开关阀与所述第一截止阀与所述蓄能器的进油口连通，所述蓄能器的出油口通过所述第二截止阀与所述上右油孔连通，所述上左油孔通过第二开关阀与所述第二截止阀与所述蓄能器的出油口之间的油管连通，所述液压油栗、第一开关阀、第一截止阀、蓄能器、第二截止阀、上右油孔、上左油孔以及第二开关阀构成用于将所述离合装置转为断开状态的断开油路； 所述压力传感器设置于所述蓄能器上以用于监测所述蓄能器中的液压油的压力，所述压力传感器与所述控制器电连接以用于将所述蓄能器中的液压油的压力值转换为电信号传递给所述控制器，且所述控制器与所述电动机电连接以控制所述电动机的开启与停机；所述闭合油路包括第三开关阀、第三截止阀、第四开关阀以及节流阀； 所述液压油栗的进油口与储油箱的出油口连通，所述液压油栗的出油口通过依次连接的第三开关阀以及第三截止阀与所述下左油孔连通，所述下右油孔通过依次连接的第四开关阀以及节流阀与所述储油箱的回油口连通，所述液压油栗、第三开关阀、第三截止阀、下右油孔、下左油孔、第四开关阀以及节流阀构成用于将所述离合装置转为闭合状态的闭合油路； 所述液压油栗与所述电动机传动连接。2.根据权利要求1所述的离合系统，所述滚动轴承为四点接触球轴承。3.根据权利要求1所述的离合系统，所述联轴器一与联轴器二上的相互啮合的啮合结构为六等分卡爪。
【文档编号】F16D25/12GK106090087SQ201610451247
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】郭丽丽, 赵长军, 王磊, 孙克斌, 荆岩, 李柏林, 朱清涛
【申请人】中色奥博特铜铝业有限公司