單向凸輪摩擦離合器的製作方法

2023-06-21 06:25:46

專利名稱：單向凸輪摩擦離合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單向凸輪摩擦離合器。
背景技術：
離合器是使機械設備運轉或接合或分離的傳動裝置，廣泛應用於各種礦山設備和其它機械設備中。離合器主要分為兩大類，操縱離合器和自動離合器，每一類離合器都有許多不同的型式，對自動離合器而言，無論何種型式的自動離合器，其共性之處有兩點一是分有主動軸和被動軸，動力與主動軸相連，由主動軸帶動被動軸旋轉；二是實現離合的方式或是嚙合式或是摩擦式，採用摩擦式的方式時要通過不同的摩擦(即接合)元件來實現離合。其工作模式通常為由動力帶動主動軸旋轉一主動軸與被動軸接合一被動軸旋轉，主動軸與被動軸分離一被動軸停轉。值得注意的是當主動軸與被動軸處於接合狀態時，若主動軸不轉動而通過其它方法讓被動軸轉動，則被動軸將會帶動主動軸轉動；對超越離合器來說，可在某一方向上帶動主動軸轉動。但是出於特定的情形，需要使用能實現這樣一種工作狀態的自動離合器，此即是 當主動軸作某一方向的轉動時，能可靠地帶動從動軸旋轉，當主動軸作另一方向的轉動時， 從動軸不作轉動；而當主動軸靜止不轉動時，從動軸可不受約束地作任意方向的自由轉動。 此外，還要求離合器是機械式的(不使用電磁、氣動、液壓等)，接合或分離時，主動軸與從動軸之間不出現軸向移動，而且，因工作環境與條件的限制，離合器必須體積小，重量輕，結構緊湊，安裝方便。顯然，現有的各種單向或雙向的超越離合器都無法實現這樣的工作狀態， 因為當從動軸不受約束地作任意方向的自由轉動時，它至少會帶動主動軸作某一方向的轉動。

實用新型內容本實用新型就是針對上述問題提供一種單向凸輪摩擦離合器，該離合器可以實現當主動軸作某一方向的轉動時，能可靠地帶動從動軸旋轉，當主動軸作另一方向的轉動時，從動軸不作轉動；而當主動軸靜止不轉動時，從動軸可不受約束地作任意方向的自由轉動。本實用新型提供的技術方案是單向凸輪摩擦離合器，包括主動軸和從動軸，從動軸軸端設有內孔，從動軸通過內孔套設在主動軸上，從動軸和主動軸之間設有離合機構，離合機構包括設在主動軸和從動軸之間的凸輪、摩擦圈和復位彈簧；凸輪套設在主動軸上並與主動軸固定連接，摩擦圈套設在凸輪上，凸輪上設有凸起，所述凸起的一凸起邊呈15 20°的小斜角，另一凸起邊呈90°角；摩擦圈內設有與凸輪上的凸起配合的凹槽，摩擦圈由二塊摩擦片圍合而成，復位彈簧位於摩擦圈和從動軸之間。本實用新型主動軸上設有對摩擦圈施以預壓力的側壓機構。所述側壓機構包括有連接在主動軸上的壓片、側壓座、側壓圈、壓板、0型圈和側壓圈座；側壓機構位於主動軸和摩擦圈之間，側壓圈和0型圈設在側壓圈座上，側壓圈與摩擦圈的一側面接觸，0型圈與側壓座接觸；在側壓圈和側壓圈座之間設有一圈鋼球，以在二者之間形成滾動摩擦，減小摩擦阻力；壓片設在主動軸的端部並與摩擦圈的另一個側面接觸， 主動軸的端部還設有對壓片施壓的壓緊螺母。上述壓緊螺母上設有將壓緊螺母鎖定的緊定螺釘。本實用新型復位彈簧和從動軸之間設有外圈，外圈通過螺釘與從動軸連接。本實用新型利用與主動軸相連的凸輪在轉動的瞬間使摩擦圈產生微小量的徑向擴張，而摩擦圈是安裝在從動軸軸端的內孔中的，摩擦圈徑向擴張後勢必與從動軸軸端內孔的環形內壁產生強力摩擦，在主動軸的繼續轉動下，主動軸、凸輪、摩擦圈、從動軸就形成一個整體，作與主動軸轉向相同的迴轉運動，靠這種持續產生的強力摩擦來傳遞扭矩。本實用新型凸輪使摩擦圈產生微小量的徑向擴張是利用了「楔緊」的原理，所謂 「楔緊」是指在兩個物件均具有一個相同的小斜角的情況下，通過斜角的緊密配合，可使物件先產生微小位移，然後楔緊成一體，只有解除了這種緊密配合，物件才能恢復鬆動的狀態。在機械設備的安裝和工件的裝夾加工中，經常用到各種各樣的楔子，起可靠的緊固作用。本實用新型使用時，當主動軸作某一方向的轉動，能可靠地帶動從動軸旋轉，當主動軸作另一方向的轉動，從動軸不作轉動；而當主動軸靜止不轉動，從動軸可不受約束地作任意方向的自由轉動。此外，本實用新型為機械式的(不使用電磁、氣動、液壓等)，接合或分離時，主動軸與從動軸之間不出現軸向移動，而且，本實用新型體積小，重量輕，結構緊湊， 安裝方便。

圖1為本實用型的結構示意圖；圖2為圖1的A-A放大視圖。
具體實施方式
參見圖1 圖2，本實用新型包括主動軸5和從動軸10，從動軸10軸端設有內孔， 從動軸10和主動軸5之間設有離合機構，離合機構包括設在主動軸5和從動軸10之間的凸輪6、摩擦圈7和復位彈簧9 ；凸輪6套設在主動軸5上並通過平鍵4與主動軸5連接，摩擦圈7套設在凸輪6上，復位彈簧9套設在摩擦圈7上；凸輪6上設有兩段凸起，每一段凸起都由一處15 20°的小斜角和一處90°角的小凸臺組成，摩擦圈內設有與凸輪6上的凸起相配合的兩處凹槽(每一凹槽也由一處15 20°的小斜角和一處90°角的小凹槽組成)，摩擦圈7由兩塊摩擦片圍合而成，復位彈簧9位於摩擦圈7和從動軸10之間。本實用新型主動軸5上設有對摩擦圈7施以預壓力的的側壓機構。所述側壓機構包括有連接在主動軸上的壓片1、側壓座17、側壓圈12、壓板13、0型圈16和側壓圈座14 ；側壓機構位於主動軸5和摩擦圈7之間，側壓圈12和0型圈16設在側壓圈座14上，側壓圈12與摩擦圈7的一側面接觸，0型圈16與側壓座17接觸；在側壓圈12和側壓圈座14之間設有一圈鋼球15，以在二者之間形成滾動摩擦，減小摩擦阻力；壓片1設在主動軸5的端部並與摩擦圈7的另一個側面接觸，主動軸5的端部還設有對壓片 1施壓的壓緊螺母3。[0018]上述壓緊螺母3上設有將壓緊螺母3鎖定的緊定螺釘2。本實用新型復位彈簧9和從動軸10之間設有外圈8，外圈8通過螺釘11與從動軸 10連接。本實用新型凸輪6上有兩處凸起部分，它是對稱布置的兩段相同的凸起，一處是接合時(逆時針轉動)用的小斜角，角度在15 20°之間，另一處是分離時(順時針轉動)用的小凸臺，凸輪6通過平鍵4與主動軸5相連，摩擦圈7由兩半部分組成，也開有與凸輪相配合的兩處凹槽，摩擦圈外徑的中部開設有環形槽，槽內裝復位彈簧9，外圈8裝在從動軸 10軸端的內孔中，通過螺釘11與從動軸10連接(亦可不設外圈，讓摩擦圈直接與從動軸軸端內孔接觸，但增加一個外圈，結構上更為合理些，也有利於材料的選擇)，外圈8轉動時必然帶動從動軸10轉動。靜止狀態時，摩擦圈7在復位彈簧9的作用下，緊套在凸輪6上，而摩擦圈7與外圈8則留有一定的間隙。側壓機構的結構可見圖1，整個側壓機構就像一個豎立的平面軸承。壓板13和側壓圈座14通過螺釘連成一體，其中裝有側壓圈12和一圈鋼球15，側壓圈座14的底部裝有一 0型圈16，0型圈16與側壓座17接觸，側壓圈12與摩擦圈7的一面接觸，主動軸軸端的壓片1與摩擦圈7的另一面接觸，安裝時，在壓片1和壓緊螺母3的施壓下，藉助於0型圈 16的彈性，側壓機構可給摩擦圈7施加一定的側壓力，也可叫預壓力，可以使離合器更可靠地啟動。緊定螺釘2則用於將壓緊螺母3鎖定。在本實用新型中，除外圈先行裝入從動軸軸端內孔之外，其它所有零件都可在外面裝配並調整好之後再放入外圈中。要注意的一點是對摩擦圈的側壓力無須太大，且必須略小於復位彈簧對摩擦圈的復位力，換句話說，就是側壓力不能影響復位彈簧的正常工作， 否則，摩擦圈就不能收放自如了，這將影響離合器的可靠性。離合器工作前的狀態是摩擦圈在復位彈簧的作用下，緊套在凸輪上，而摩擦圈與外圈留有間隙，外圈又與從動軸連成一體，側壓機構以一定的側壓力壓住摩擦圈。顯然，這時的從動軸與離合器(含主動軸)是沒有任何接觸的，保持主動軸不動時，從動軸可以作任意方向的自由轉動，或者說，當從動軸主動地作任意方向的轉動時，主動軸可靜止不動。主動軸啟動(逆時針轉動)的瞬間，凸輪先動起來，在側壓力的作用下，摩擦圈會滯後一個Δ t的時間接著動起來，在這個Δ t的時間裡，二者的斜角迅即楔緊，摩擦圈克服彈簧的套緊力向外擴張，瞬間填補其與外圈的間隙，並死死地與外圈漲緊，在摩擦圈外徑與外圈內壁之間產生強大的摩擦力，從而使從動軸隨著主動軸一起轉動。為增加摩擦力，在摩擦圈的外徑表面進行了滾花加工。主動軸停轉時，凸輪與摩擦圈二者的「楔緊」現象失去了支撐，凸輪會產生一個微小的迴轉，「楔緊」現象消失，在復位彈簧的作用下，摩擦圈向內收攏，套住凸輪，同時，摩擦圈與外圈之間的間隙重新出現，離合器恢復到工作前的狀態。主動軸反轉(順時針轉動)時，凸輪與摩擦圈的小凸臺接觸，因「楔緊」現象不可能發生，摩擦圈不能向外擴張，其與外圈之間的間隙不能得到填補，凸輪便只能帶動摩擦圈一起空轉，從動軸也不可能轉動起來。經多次試用證明，該離合器接合與分離均十分可靠，運轉正常，其工作特性如下(1)主動軸逆時針轉動時，離合器接合，從動軸馬上迅速可靠地轉動；(2)主動軸停轉時，離合器可迅即分離，從動軸停止轉動；[0030](3)主動軸順時針轉動時，離合器不接合，從動軸不轉動；(4)主動軸靜止不動時，從動軸可或正向或反向地自由轉動，不受任何制約；( 5 )在離合器接合和分離的工作中，主動軸不產生軸向移動。
權利要求1.單向凸輪摩擦離合器，其特徵在於包括主動軸和從動軸，從動軸軸端設有內孔，從動軸通過內孔套設在主動軸上，從動軸和主動軸之間設有離合機構，離合機構包括設在主動軸和從動軸之間的凸輪、摩擦圈和復位彈簧；凸輪套設在主動軸上並與主動軸固定連接， 摩擦圈套設在凸輪上，凸輪上設有凸起，所述凸起的一凸起邊呈15 20°的小斜角，另一凸起邊呈90°角；摩擦圈內設有與凸輪上的凸起配合的凹槽，摩擦圈由二塊摩擦片圍合而成，復位彈簧位於摩擦圈和從動軸之間。
2.根據權利要求1所述的單向凸輪摩擦離合器，其特徵在於主動軸上設有對摩擦圈施以預壓力的側壓機構。
3.根據權利要求2所述的單向凸輪摩擦離合器，其特徵在於所述側壓機構包括連接在主動軸上的壓片、側壓座、側壓圈、0型圈和側壓圈座；側壓機構位於主動軸和摩擦圈之間，側壓圈和0型圈設在側壓圈座上，側壓圈與摩擦圈的一側面接觸，0型圈與側壓座接觸； 在側壓圈和側壓圈座之間設有一圈鋼球；壓片設在主動軸的端部並與摩擦圈的另一個側面接觸，主動軸的端部還設有對壓片施壓的壓緊螺母。
4.根據權利要求3所述的單向凸輪摩擦離合器，其特徵在於壓緊螺母上設有將壓緊螺母鎖定的緊定螺釘。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的單向凸輪摩擦離合器，其特徵在於復位彈簧和從動軸之間設有外圈，外圈通過螺釘與從動軸連接。
專利摘要一種單向凸輪摩擦離合器，包括主動軸和從動軸，從動軸軸端設有內孔，從動軸通過內孔套設在主動軸上，從動軸和主動軸之間設有離合機構，離合機構包括設在主動軸和從動軸之間的凸輪、摩擦圈和復位彈簧；凸輪套設在主動軸上並與主動軸固定連接，摩擦圈套設在凸輪上，凸輪上設有凸起，所述凸起的一凸起邊呈15～20°的小斜角，另一凸起邊呈90°角；摩擦圈內設有與凸輪上的凸起配合的凹槽，摩擦圈由二塊摩擦片圍合而成，復位彈簧位於摩擦圈和從動軸之間。本實用新型使用時，當主動軸作某一方向的轉動，能可靠地帶動從動軸旋轉，當主動軸作另一方向的轉動，從動軸不作轉動；而當主動軸靜止不轉動，從動軸可不受約束地作任意方向的自由轉動。
文檔編號F16D41/06GK202176631SQ20112028384
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者餘汪洋, 李嶸 申請人:餘汪洋, 李嶸