一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，由行星齒輪傳動機構、柔性扭矩傳遞結構、過載保護機構、轉速轉換機構組成；所述行星齒輪傳動機構中的內(nèi)齒輪與行星架輸出軸通過柔性扭矩傳遞結構和過載保護機構連接。本發(fā)明能夠在重載電機啟動過程中產(chǎn)生放大扭矩，并且具有緩沖作用，能夠降低瞬時啟動電流，解決電機的重載啟動問題。并且在設備運行過程中能夠根據(jù)波動負載或刮板輸送機卡滯產(chǎn)生柔性的扭矩增量，降低吸收了電機與傳動件的尖峰載荷，減弱了其造成的機械與電網(wǎng)沖擊，使得電機平穩(wěn)運行；延長了傳動部件的使用壽命；減緩了啟動過程和運行過程中由于大負載和波動負載造成的電網(wǎng)沖擊及電器燒毀。
【專利說明】
一種用于軟啟動的柔性扭矩増量聯(lián)軸器
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于重載設備軟啟動技術領域，尤其涉及一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器。
【背景技術】
[0002]在未來的世界能源格局中，煤炭的角色很重要。面對現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，煤炭的用量不斷增加，推動了大型、特大型礦井的不斷開拓，使得國內(nèi)外的刮板輸送機正在朝著大輸送量、大功率、長運距、高強度、高性能的方向發(fā)展。隨著刮板輸送機性能參數(shù)的不斷增大，其輸送量也是不斷提高。
[0003]但是當刮板輸送機意外停機后，輸送機上的大量煤炭以及停機后冒頂、片幫的落煤使得刮板輸送機重啟時電機很難啟動。刮板輸送機本身的形體較大，各部件質(zhì)量較重，在運動過程中需要克服多種阻力，比如負載較重時，刮板輸送機的牽引鏈以及刮板與溜槽之間存在著很大的靜摩擦力，刮板輸送機的過載系數(shù)可高達2.5?3.0，造成啟動過程須有很大的啟動轉矩。而且刮板輸送機的啟動特征主要是過載啟動和頻繁啟動，且負載無規(guī)律地頻繁波動，容易因為部件的疲勞與沖擊而損壞運輸設備及傳動設備，損壞傳動件、斷鏈條、打齒等故障。并且在電機重載啟動過程與負載頻繁波動過程中，造成由于嚴重的電網(wǎng)沖擊和瞬時電流過大而燒電機和跳閘，嚴重影響到煤礦的正常開采進程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，旨在解決電機由于負載超重而難啟動以及超載運行的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，所述用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器由行星齒輪傳動機構、柔性扭矩傳遞結構、過載保護機構、轉速轉換機構等其他零部件組成;所述行星齒輪傳動機構中的內(nèi)齒輪與行星架輸出軸通過柔性扭矩傳遞結構和過載保護機構連接;行星齒輪傳動機構可通過減速功能實現(xiàn)扭矩放大，柔性扭矩傳遞結構能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩的柔性傳遞，具有緩沖效果，過載保護機構實現(xiàn)柔性扭矩增量聯(lián)軸器的過載保護，當負載超過極限扭矩時，通過主動件與從動件的相對滑動實現(xiàn)過載保護，轉速轉換機構能夠?qū)崿F(xiàn)輸出高、低轉速的轉換。
[0006]進一步，所述行星齒輪傳動機構設置有太陽輪;所述太陽輪與左機體之間通過第二深溝球軸承定位；內(nèi)齒輪通過第一深溝球軸承和第一孔用擋圈與太陽輪定位;行星輪與行星輪軸空套均布安裝于行星架上，行星架與太陽輪軸之間通過軸套形成轉動副，其輸出軸通過第三深溝球軸承與右機體形成轉動副;軸套通過第二孔用擋圈與行星架臺階孔進行定位。
[0007]進一步，所述柔性扭矩傳遞結構設置有第一扭轉彈簧和第二扭轉彈簧，所述第一扭轉彈簧與第二扭轉彈簧在左端面通過均勻分布的8個內(nèi)六角平端緊定螺釘連接，組成雙層迭套式扭轉彈換;所述第一扭轉彈簧左端通過端面花鍵與內(nèi)齒輪右端的端面花鍵連接傳遞扭矩，右端與第二扭轉彈簧加工有螺紋孔，用于安裝內(nèi)六角平端緊定螺釘;所述第二扭轉彈簧左端內(nèi)側加工有8個均勻分布的V型凹槽，用于與過載保護機構的鋼球配合。
[0008]進一步，所述過載保護機構設置有連接體，所述連接體通過內(nèi)表面花鍵與行星架輸出軸外花鍵配合傳遞扭矩與運動;徑向加工有8個均勻分布的孔用于碟簧組與鋼球的導向，孔內(nèi)部加工有部分螺紋安裝調(diào)節(jié)螺柱，8個碟簧組地每組由多個碟簧采用對合組合方式進行組合;所述鋼球安裝于連接體的導向孔內(nèi)并與第二扭轉彈簧內(nèi)側的V形凹槽配合;所述調(diào)節(jié)螺柱用于調(diào)節(jié)過載保護機構的極限扭矩。
[0009]進一步，所述轉速轉換機構設置有內(nèi)齒輪，所述內(nèi)齒輪外側加工有棘齒，所述棘爪與內(nèi)齒輪外側的棘齒配合，電磁鎖安裝于固定環(huán)上，用于懸掛棘爪，銷用于連接棘爪與固定環(huán)形成回轉副，所述固定環(huán)通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定于左機體和右機體上，用于安裝電磁鎖、輔助彈簧片、棘爪、銷;所述輔助彈簧片固定于固定環(huán)內(nèi)側，用于輔助棘爪與內(nèi)齒輪棘齒的配合。
[0010]進一步，所述用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器還設置有左法蘭，所述左法蘭通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘與左機體固定，用于與電機法蘭對接，右法蘭通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘與右機體固定，用于與減速器法蘭對接;所述左機體與右機體通過六角頭全螺紋螺栓固定連接，用于安裝和封閉內(nèi)部零件；吊環(huán)螺釘安裝于左機體與右機體法蘭間，用于柔性扭矩增量聯(lián)軸器的搬運與正確安裝；油孔堵頭用于密封軸承潤滑通道入口；第一氈密封和第二氈密封分別用于密封太陽輪軸與左法蘭、行星架輸出軸與右法蘭之間的間隙；第一 O型密封圈和第二 O型密封圈分別用于左法蘭與左機體、右法蘭與右機體的端面密封。
[0011]本發(fā)明提供的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，能夠在重載電機啟動過程中產(chǎn)生放大扭矩，并且具有緩沖作用，能夠降低瞬時啟動電流10%，解決電機的重載啟動問題。并且在設備運行過程中能夠根據(jù)波動負載或刮板輸送機卡滯產(chǎn)生柔性的扭矩增量，降低吸收了電機與傳動件的尖峰載荷，減弱了其造成的機械沖擊8%，使得電機平穩(wěn)運行。本發(fā)明能有效解決電機重載啟動與超載運行過程中，電機由于啟動力矩不足、瞬時啟動電流過大出現(xiàn)燒電機和跳閘等現(xiàn)象，以及傳動件由于頻繁沖擊而出現(xiàn)疲勞或者過載損壞的問題。
[0012 ]本發(fā)明的輸入端與電機輸出軸連接，輸入轉速與轉矩，輸出端與減速器輸入端連接進而傳遞扭矩和轉速于刮板輸送機等重載設備。能夠通過內(nèi)部的行星減速機構與矩形截面扭轉彈簧等功能部件在電機重載啟動過程中輸出柔性的扭矩增量，完成重載設備的超載啟動，并能夠根據(jù)重載設備負載的變化自適應地輸出柔性扭矩增量，減輕了由于負載變化對傳動部件產(chǎn)生的機械沖擊損壞以及對電網(wǎng)造成的沖擊污染。通過啟動過程柔性扭矩增量的產(chǎn)生以及運行過程中產(chǎn)生自適應地柔性扭矩增量降低了傳動部件以及刮板輸送機的沖擊損壞，延長了傳動部件的使用壽命;減緩啟動過程和運行過程中由于大負載和波動負載造成的電網(wǎng)沖擊及電器燒毀，降低企業(yè)的成本18%。
[0013]本發(fā)明結構設計合理，功能部件簡單，易于加工生產(chǎn)，且操作方便有利于推廣應用。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器結構示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實施例提供的圖1的剖視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實施例提供的矩形截面彈簧結構圖。
[0017]圖4是本發(fā)明實施例提供的過載保護裝置結構圖。
[0018]圖5是本發(fā)明實施例提供的轉速轉換機構結構圖。
[0019]圖中:1、左法蘭;2、油孔堵頭;3、第一孔用彈性擋圈；4、吊環(huán)螺釘;5、第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘;6、固定環(huán);7、鋼球;8、第一扭轉彈簧;9、第二扭轉彈簧；10、內(nèi)六角緊定螺釘；11、右法蘭；12、第一O型密封圈；13、第一深溝球軸承；14、第一氈圈；15、軸套；16、第二孔用彈性擋圈；17、軸套筒；18、第二內(nèi)六角圓柱頭螺釘；19、太陽輪;20、行星架;21、右機體;22、連接體;23、碟簧組；24、調(diào)節(jié)螺柱;25、第一軸用擋圈；26、內(nèi)齒輪;27、行星輪;28、六角螺母;29、六角頭全螺紋螺栓;30、齒輪軸;31、第二深溝球軸承;32、左機體;33、第三深溝球軸承;34、第二氈圈；35、第二O型密封圈；36、電磁鎖;37、輔助彈簧片;38、棘爪;39、銷。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明的應用原理作詳細的描述。
[0022]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器包括左法蘭
(I)、油孔堵頭(2)、第一孔用彈簧擋圈(3)、吊環(huán)螺釘(4)、第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘(5)、固定環(huán)(6)、鋼球(7)、第一扭轉彈簧(8)、第二扭轉彈簧(9)、內(nèi)六角緊定螺釘(10)、右法蘭(11)、第一O型密封圈(12)、第一深溝球軸承(13)、第一氈圈(14)、軸套(15)、第二孔用彈性擋圈
(16)、軸套筒(17)、第二內(nèi)六角圓柱頭螺釘(18)、太陽輪(19)、行星架(20)、右機體(21)、連接體(22)、碟簧組(23)、調(diào)節(jié)螺柱(24)、軸用彈性擋圈(25)、內(nèi)齒輪(26)、行星輪(27)、六角螺母(28)、六角頭全螺紋螺栓(29)、齒輪軸(30)、第二深溝球軸承(31)、左機體(32)、第三深溝球軸承(33)、第二氈圈(34)、第二O型密封圈(35)、電磁鎖(36)、輔助彈簧片(37)、棘爪
(38)、銷(39)等部件組成。
[0023]本實施例中，如圖1柔性扭矩增量聯(lián)軸器結構圖，行星齒輪傳動機構包括太陽輪
(19)、第一深溝球軸承(31)、第一孔用擋圈(3)、行星輪(27)、行星輪軸(30)、內(nèi)齒輪(26)、行星架(20)、第一軸用擋圈(25)、軸套(15)和第二孔用擋圈(16)等零件。所述太陽輪(19)與左機體(32)之間通過第二深溝球軸承定位，所述內(nèi)齒輪(26)通過第一深溝球軸承(31)和第一孔用擋圈(3)與太陽輪(19)定位，所述4個行星輪(27)與行星輪軸(30)空套均布安裝于行星架上，所述行星架(20)與太陽輪(19)軸之間通過軸套(15)形成轉動副，其輸出軸通過第三深溝球軸承(13)與右機體(21)形成轉動副，所述軸套(15)通過第二孔用擋圈(16)與行星架
(20)臺階孔進行定位。
[0024]本實施例中，圖3為矩形截面扭轉彈簧結構圖，其為柔性扭矩傳遞結構的主要部件，包括第一扭轉彈簧(8)、內(nèi)六角平端緊定螺釘(10)和第二扭轉彈簧(9)。所述第一扭轉彈簧(8)與第二扭轉彈簧(9)在左端面通過均勻分布的8個內(nèi)六角平端緊定螺釘(10)連接，組成雙層迭套式扭轉彈換，所述第一扭轉彈簧左端通過端面花鍵與內(nèi)齒輪(26)右端的端面花鍵連接傳遞扭矩，右端與第二扭轉彈簧(9)配鉆加工有螺紋孔，用于安裝內(nèi)六角平端緊定螺釘(10)，所述的第二扭轉彈簧(9)左端內(nèi)側加工有8個均勻分布的V型凹槽，用于與過載保護機構的鋼球(7)配合。
[0025]本實施例中，圖4為過載保護裝置結構圖，包括連接體(22)、碟簧組(23)、鋼球(7)、調(diào)節(jié)螺柱(24)等。所述連接體(22)通過內(nèi)表面花鍵與行星架(20)輸出軸外花鍵配合傳遞扭矩與運動，徑向加工有8個均勻分布的孔用于碟簧組(23)與鋼球(7)的導向，孔內(nèi)部加工有部分螺紋安裝調(diào)節(jié)螺柱(24)，所述的8個碟簧組(23)地每組由多個碟簧采用對合組合方式進行組合，所述的鋼球(7)安裝于連接體(22)的導向孔內(nèi)并與第二扭轉彈簧(9)內(nèi)側的V形凹槽配合，所述的調(diào)節(jié)螺柱(24)用于調(diào)節(jié)過載保護機構的極限扭矩。
[0026]本實施例中，圖5為轉速轉換機構結構圖，包括內(nèi)齒輪(26)、棘爪(38)、電磁鎖(36)、輔助彈簧片(37)、固定環(huán)(6)和銷(39)等，并且都成對使用。所述內(nèi)齒輪(26)外側加工有棘齒，所述棘爪(38)與內(nèi)齒輪(26)外側的棘齒配合，所述電磁鎖(36)安裝于固定環(huán)(6)上，用于懸掛棘爪(38)，所述銷(39)用于連接棘爪(38)與固定環(huán)(6)形成回轉副，所述固定環(huán)(6)通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘(5)固定于左機體(32)和右機體(21)上，用于安裝電磁鎖
(36)、輔助彈簧片(37)、棘爪(38)、銷(39)等，所述輔助彈簧片(37)固定于固定環(huán)(6)內(nèi)側，用于輔助棘爪(38)與內(nèi)齒輪(26)棘齒的配合。
[0027]本實施例中，柔性扭矩增量聯(lián)軸器還包括左法蘭(1)、右法蘭(11)、左機體(32)、右機體(21)、吊環(huán)螺釘(4)、油孔堵頭(2)、氈密封(14)和(34)、第一O型密封圈(12)和第二O型密封圈(35)等。所述左法蘭(I)通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘(18)與左機體固定，用于與電機法蘭對接，所述右法蘭(11)通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘(18)與右機體固定，用于與減速器法蘭對接，所述左機體(32)與右機體(21)通過六角頭全螺紋螺栓固定連接，用于安裝和封閉內(nèi)部零件，所述吊環(huán)螺釘(4)安裝于左機體(32)與右機體(21)法蘭間，用于柔性扭矩增量聯(lián)軸器的搬運與正確安裝，所述油孔堵頭(2)用于密封軸承潤滑通道入口，所述第一氈密封(14)和第二氈密封(34)分別用于密封太陽輪(19)軸與左法蘭(I)、行星架(20)輸出軸與右法蘭(11)之間的間隙，所述第一O型密封圈(12)和第二O型密封圈(35)分別用于左法蘭(I)與左機體
(32),右法蘭(11)與右機體(21)的端面密封。
[0028]本發(fā)明的工作原理:
[0029]柔性扭矩增量聯(lián)軸器的輸入端為行星齒輪傳動機構的太陽輪(19)，輸出軸則為行星架(20);行星架(20)輸出軸與過載保護機構的連接體(22)通過花鍵連接，過載保護機構從動件為第二扭轉彈簧(9)的左端，第一扭轉彈簧(8)的左端連接內(nèi)齒輪(26);轉速轉換機構是基于棘輪棘爪結構，其中棘輪與內(nèi)齒輪(26)同體，棘爪(38)通過固定環(huán)安裝于左機體
(32)和右機體(21)上。柔性扭矩增量聯(lián)軸器的輸入端通過左法蘭(I)與電機輸出端法蘭連接，輸出端通過右法蘭(11)與減速器輸入端連接。
[0030]電機停機時，轉速轉換機構中的棘爪(38)與內(nèi)齒輪(26)的棘輪齒槽配合固定內(nèi)齒輪(26)。電機啟動后，通過行星減速機構獲得放大的輸出扭矩;在過載保護范圍內(nèi)，行星架
(20)輸出軸旋轉帶動第一扭轉彈簧(8)和第二扭轉彈簧(9)扭轉，當扭轉彈簧正好平衡內(nèi)齒輪(26)的反向扭矩時，內(nèi)齒輪(26)與行星架(20)相對靜止，無減速，輸出扭矩與電機輸出扭矩相同。此時內(nèi)齒輪的快速反轉將棘爪(38)彈起，懸掛于固定在機體的電磁鎖(36)上。若柔性扭矩增量聯(lián)軸器負載變大，行星齒輪傳動機構產(chǎn)生的柔性扭矩增量將平穩(wěn)地克服大負載。而當輸出軸負載大于過載保護機構的極限扭矩時，過載保護機構中主動件與從動件發(fā)生相對轉動，完成過載保護。當電機停機后，電磁鎖(36)上電，釋放棘爪(38)，棘爪(38)在輔助彈簧片(37)的作用下卡在棘輪槽內(nèi)，電磁鎖(36)斷電。如此往復，完成重載設備的軟啟動。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器包括行星齒輪傳動機構、柔性扭矩傳遞結構、過載保護機構、轉速轉換機構;所述行星齒輪傳動機構中的內(nèi)齒輪與行星架輸出軸通過柔性扭矩傳遞結構和過載保護機構連接； 所述行星齒輪傳動機構實現(xiàn)扭矩放大，柔性扭矩傳遞結構實現(xiàn)扭矩的柔性傳遞，過載保護機構實現(xiàn)柔性扭矩增量聯(lián)軸器的過載保護，轉速轉換機構實現(xiàn)輸出高、低轉速的轉換。2.如權利要求1所述的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述行星齒輪傳動機構設置有太陽輪;所述太陽輪與左機體之間通過第二深溝球軸承定位；內(nèi)齒輪通過第一深溝球軸承和第一孔用擋圈與太陽輪定位;行星輪與行星輪軸空套均布安裝于行星架上，行星架與太陽輪軸之間通過軸套形成轉動副，其輸出軸通過第三深溝球軸承與右機體形成轉動副;軸套通過第二孔用擋圈與行星架臺階孔進行定位。3.如權利要求1所述的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述柔性扭矩傳遞結構設置有第一扭轉彈簧和第二扭轉彈簧，所述第一扭轉彈簧與第二扭轉彈簧在左端面通過均勻分布的8個內(nèi)六角平端緊定螺釘連接，組成雙層迭套式扭轉彈換;所述第一扭轉彈簧左端通過端面花鍵與內(nèi)齒輪右端的端面花鍵連接傳遞扭矩，右端與第二扭轉彈簧加工有螺紋孔，用于安裝內(nèi)六角平端緊定螺釘;所述第二扭轉彈簧左端內(nèi)側加工有8個均勻分布的V型凹槽，用于與過載保護機構的鋼球配合。4.如權利要求1所述的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述過載保護機構設置有連接體，所述連接體通過內(nèi)表面花鍵與行星架輸出軸外花鍵配合傳遞扭矩與運動;徑向加工有8個均勻分布的孔用于碟簧組與鋼球的導向，孔內(nèi)部加工有部分螺紋安裝調(diào)節(jié)螺柱，8個碟簧組地每組由多個碟簧采用對合組合方式進行組合;所述鋼球安裝于連接體的導向孔內(nèi)并與第二扭轉彈簧內(nèi)側的V形凹槽配合;所述調(diào)節(jié)螺柱用于調(diào)節(jié)過載保護機構的極限扭矩。5.如權利要求1所述的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述轉速轉換機構設置有內(nèi)齒輪，所述內(nèi)齒輪外側加工有棘齒，所述棘爪與內(nèi)齒輪外側的棘齒配合，電磁鎖安裝于固定環(huán)上，用于懸掛棘爪，銷用于連接棘爪與固定環(huán)形成回轉副，所述固定環(huán)通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定于左機體和右機體上，用于安裝電磁鎖、輔助彈簧片、棘爪、銷;所述輔助彈簧片固定于固定環(huán)內(nèi)側，用于輔助棘爪與內(nèi)齒輪棘齒的配合。6.如權利要求1所述的用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器，其特征在于，所述用于軟啟動的柔性扭矩增量聯(lián)軸器還設置有左法蘭，所述左法蘭通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘與左機體固定，用于與電機法蘭對接，右法蘭通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘與右機體固定，用于與減速器法蘭對接;所述左機體與右機體通過六角頭全螺紋螺栓固定連接，用于安裝和封閉內(nèi)部零件；吊環(huán)螺釘安裝于左機體與右機體法蘭間，用于柔性扭矩增量聯(lián)軸器的搬運與正確安裝；油孔堵頭用于密封軸承潤滑通道入口；第一氈密封和第二氈密封分別用于密封太陽輪軸與左法蘭、行星架輸出軸與右法蘭之間的間隙；第一 O型密封圈和第二 O型密封圈分別用于左法蘭與左機體、右法蘭與右機體的端面密封。
【文檔編號】F16D7/00GK106050949SQ201610590634
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610590634.6, CN 106050949 A, CN 106050949A, CN 201610590634, CN-A-106050949, CN106050949 A, CN106050949A, CN201610590634, CN201610590634.6
【發(fā)明人】于洋, 陶亮, 張怡, 韓新龍, 王夏丹
【申請人】西安科技大學