张力维持装置

摘要

本发明公开了一种张力维持装置，包括同一齿轮轴上套装的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮固定在一齿轮轴上，并与钢丝绳导轮的齿轮传动系统连接，所述齿轮轴两端装配有转动轴承；所述第二齿轮通过单向轴承套设在齿轮轴上，第二齿轮与单向轴承之间设有衬套，第二齿轮与电动机驱动滚筒的齿轮传动系统连接；所述第二齿轮的两侧端面上固设有静摩擦盘，所述静摩擦盘对应压紧有动摩擦盘，所述动摩擦盘与单向轴承的外圈周向固定套接。本发明采用纯机械式结构实现起吊钢丝绳的张紧力恒定，结构简单、设计巧妙，摩擦盘采用湿态纸基摩擦材料，有很高的可靠性，并能够保证较长寿命，张紧力大小可通过摩擦盘的压紧力调节。

权利要求

1.张力维持装置，其特征在于：包括同一齿轮轴上套装的第一齿轮(2)和第二齿轮(6)；

所述第一齿轮(2)固定在齿轮轴(11)上，并与钢丝绳导轮(14)的齿轮传动系统连接，所述齿轮轴(11)两端装配有转动轴承(1)；

所述第二齿轮(6)通过单向轴承(9)套设在齿轮轴(11)上，第二齿轮(6)与单向轴承(9)之间设有衬套(5)，第二齿轮(6)与电动机(12)驱动滚筒的齿轮传动系统连接；

所述第二齿轮(6)的两侧端面上固设有静摩擦盘(10)，所述静摩擦盘(10)对应压紧有动摩擦盘(7)，所述动摩擦盘(7)和静摩擦盘(10)采用湿态纸基摩擦材料，所述动摩擦盘(7)与单向轴承(9)的外圈周向固定套接；

所述单向轴承(9)的内圈固定套接在齿轮轴(11)上，外圈套有轴承套(15)，所述第二齿轮(6)通过衬套(5)套装在轴承套(15)上，所述动摩擦盘(7)通过花键连接与轴承套(15)实现周向固定套接；

所述动摩擦盘(7)通过碟形弹簧组件(8)从第二齿轮(6)的两侧端面压紧静摩擦盘(10)，所述碟形弹簧组件(8)套装在轴承套(15)上，一端与固设在轴承套上的挡圈(4)接触，另一端压紧挤压动摩擦盘背面，实现动摩擦盘与静摩擦盘之间的预加载。

2.根据权利要求1所述的张力维持装置，所述静摩擦盘(10)固定嵌装于第二齿轮(6)的两侧端面上。

3.根据权利要求1中任一项所述的张力维持装置，所述单向轴承(9)为单向滚针轴承。

说明书

张力维持装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种应用于绞车、汽车吊以及其他各类绳索传动机械设备上的张力维持装置。

背景技术

[0002] 在起吊设备中，电动机驱动一个起吊装置(滚筒)，通过滚筒旋转把重物吊起或放下，而起吊钢绳则通过一个导轮与被吊物体连接，在钢丝绳收放的过程中，根据起吊情况的不同，需要保证钢丝绳在收放时保持一定的张紧力，避免钢丝绳在卷扬滚筒上形成乱绳。

[0003] 传统起吊设备中的张力维持装置，需要通过电路与液压系统配合对主动滚筒牵引力大小的变化做出相应的反馈来保证钢丝绳的张力恒定，这种张力维持装置的结构过于复杂，在设备的整体布置设计上有一定的困难，后期维护麻烦，同时也大大的提升了设备的使用成本。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题是：针对现有的张力维持装置存在的结构复杂、应用困难、成本高缺陷，提供一种新型的纯机械式张力维持装置，可行性和可靠性高，控制精度高、使用寿命长。

[0005] 本发明采用如下技术方案实现：一种张力维持装置，包括同一齿轮轴上套装的第一齿轮2和第二齿轮6；

[0006] 所述第一齿轮2固定在齿轮轴11上，并与钢丝绳导轮14的齿轮传动系统连接，所述齿轮轴11两端装配有转动轴承1；

[0007] 所述第二齿轮6通过单向轴承9套设在齿轮轴11上，第二齿轮6与单向轴承9之间设有衬套5，第二齿轮6与电动机12驱动滚筒的齿轮传动系统连接；

[0008] 所述第二齿轮6的两侧端面上固设有静摩擦盘10，所述静摩擦盘10对应压紧有动摩擦盘7，所述动摩擦盘7与单向轴承9的外圈周向固定套接。

[0009] 进一步的，所述单向轴承9的内圈固定套接在齿轮轴11上，外圈套有轴承套15，所述第二齿轮6通过衬套5套装在轴承套15上，所述动摩擦盘7通过花键连接与轴承套15实现周向固定套接。

[0010] 进一步的，所述动摩擦盘7通过碟形弹簧组件8从第二齿轮6的两侧端面压紧静摩擦盘10，所述碟形弹簧组件8套装在轴承套15上，一端与固设在轴承套上的挡圈4接触，另一端压紧挤压动摩擦盘背面，实现动摩擦盘与静摩擦盘之间的预加载。

[0011] 进一步的，所述静摩擦盘10固定嵌装于第二齿轮6的两侧端面上。

[0012] 在本发明中，所述单向轴承9为单向滚针轴承。

[0013] 在本发明中，所述动摩擦盘7和静摩擦盘10采用湿态纸基摩擦材料。

[0014] 本发明通过碟形弹簧对嵌有摩擦材料的第二齿轮6施加预载荷固定其周向自由度，再利用单向滚针轴承能够单方向锁死的功能实现一个方向的力矩传递。当第二齿轮6的输入力矩大于动、静摩擦盘预载荷所能产生的最大力矩时，静摩擦盘相对动摩擦盘开始打滑，此时，第一齿轮2的输出力矩保持恒定，与动、静摩擦盘预载荷所能产生的最大转矩相等，从而实现张紧维持功能。

[0015] 静摩擦盘是将纸基摩擦材料直接嵌装在输出齿轮，此装置所使用的湿态纸基摩擦材料摩擦、磨损性能良好，因此装置有良好的可靠性并能够保证较长寿命。

[0016] 本发明具有如下有益效果：

[0017] 本发明为纯机械式结构，设计巧妙，结构简单，摩擦盘采用的湿态纸基摩擦材料，摩擦、磨损性非常好，能够保证长时间的工作，有很高的可靠性，并能够保证较长寿命，可通过调节零件相对位置、改变碟形弹簧组件参数来调节摩擦盘预加载摩擦力矩大小，即调节钢丝绳张紧力大小。

[0018] 以下结合附图对本发明作进一步的详述，但不限于附图所示。

附图说明

[0019] 图1为张力维持装置的装配示意图。

[0020] 图2为连接至起吊设备上的张力维持装置机构示意图。

[0021] 图3为张力维持装置的工作原理图。

[0022] 图中标号：1－转动轴承，2－第一齿轮，3－垫片，4－挡圈，5－衬套，6－第二齿轮，7－动摩擦盘，8－碟形弹簧组件，9－单向轴承，10－静摩擦盘，11-齿轮轴，12-电动机，13-滚筒，14-钢丝绳导轮，15-轴承套。

具体实施方式

[0023] 实施例

[0024] 参见图1，张力维持装置包括第一齿轮2、第二齿轮6、动摩擦盘7、单向轴承9、静摩擦盘10、齿轮轴11。

[0025] 第一齿轮2固定在一齿轮轴11上，第一齿轮2与齿轮轴11可通过键连接或者一体成型，齿轮轴11两端装配有转动轴承1，第二齿轮6通过单向轴承9套设在齿轮轴11上，单向轴承9的内圈固定套接在齿轮轴11上，外圈套有轴承套15，第二齿轮6通过衬套5套装在轴承套15上，第二齿轮6的两侧端面上固设有静摩擦盘10，静摩擦盘10固定嵌装于第二齿轮6的两侧端面上，静摩擦 盘10对应压紧有动摩擦盘7，动摩擦盘7通过花键连接与轴承套15实现周向固定套接。

[0026] 具体的，动摩擦盘7通过碟形弹簧组件8从第二齿轮6的两侧端面压紧静摩擦盘10，碟形弹簧组件8套装在轴承套15上，一端与固设在轴承套上的挡圈4接触，另一端压紧动摩擦盘背面，碟形弹簧组件8与动、静摩擦盘装在同一轴(轴承套)上，通过压紧碟形弹簧，给动、静摩擦盘施加一定的压紧力，使得动、静摩擦盘之间保持一定摩擦力矩，实现动摩擦盘与静摩擦盘之间的预加载。在第二齿轮6的挡圈4与第一齿轮2之间设有垫片3。

[0027] 本发明在装配时，通过调整碟形弹簧的压缩量，通过压紧动、静摩擦盘给第二齿轮6施加一定的载荷，当第二齿轮6传递的力矩小于预加载荷所能产生的最大摩擦力矩时，可带动第一齿轮2正常传动，当第二齿轮6传递的力矩大于预加载荷所能产生最大摩擦力矩时，动、静摩擦盘之间开始打滑，第一齿轮2的输出力矩恒定，与动、静摩擦盘预加载荷所产生的最大摩擦力矩相等。

[0028] 在具体应用中，单向轴承9为单向滚针轴承，可进一步缩减装配结构。

[0029] 在本实施例中，动摩擦盘7和静摩擦盘10采用湿态纸基摩擦材料，由于摩擦材料的特殊性，摩擦材料应在润滑油的工作环境下工作。

[0030] 上述张力维持装置装配好后，工作状态如下：

[0031] 由于单向轴承的存在，第二齿轮6相对第一齿轮2可一个方向(假设为逆时针)自由旋转，即是，当第一齿轮2不转时，因为单向轴承的作用，第二齿轮6可以逆时针自由转动，此时不传递力矩。

[0032] 给第二齿轮6相对第一齿轮2另一个方向(顺时针方向)转动时，第一齿轮2施加另一个方向(顺时针)转矩，第二齿轮6克服动、静摩擦盘之间的摩擦力矩， 通过衬套5与轴承套15相对转动，动、静摩擦盘之间产生相对滑动，第二齿轮6与第一齿轮2相对转动时克服的动、静摩擦盘之间的摩擦力矩即为第二齿轮2传递的张力力矩，动、静摩擦盘之间的摩擦力矩恒定时，张力恒定。

[0033] 结合参见图2，图1中的第二齿轮6与电动机12驱动滚筒13的齿轮传动系统连接；第一齿轮2与钢丝绳导轮14的齿轮传动系统连接；

[0034] 结合参见图3，第一齿轮2由于单向轴承限制不能顺时针转动，而第二齿轮6是通过一个滑动的衬套与单向轴承连接，可以反向转动，所以，当第二齿轮6相对第一齿轮2顺时针转动时，第二齿轮6只要克服动、静摩擦盘之间的摩擦力矩就可以转动的。当转动力矩超过设定摩擦力矩，第二齿轮6与第一齿轮2之间产生相对转动，动、静摩擦盘之间相对滑动，且相对滑动的力矩为一定值(设定值M＝X N.m),X值是可以通过碟形弹簧组件的压缩量进行调节。

[0035] 电动机12驱动滚筒13，通过滚筒13旋转把重物吊起或放下，而起吊钢绳则通过钢丝绳导轮14与被吊物体连接。

[0036] 工作过程中，第二齿轮6与电动机驱动滚筒13的轴上的齿轮连接，第一齿轮2与钢绳导轮轴上的齿轮啮合，其目的是为了保证钢绳在空载收放时保持一定的张紧力。

[0037] 当第二齿轮6相对第一齿轮2逆时针转动时(与单向轴承能转动的方向一致)，能自由转动，在起吊设备起吊重物时，不需要考虑钢丝绳的张紧问题。

[0038] 当第二齿轮6相对第一齿轮2顺时针转动时，当第二齿轮6转动力矩大于设置的摩擦力矩(设定值M＝X N.m)时就可以转动，第二齿轮6克服的动、静摩擦盘之间的摩擦力矩就是第一齿轮2输出的旋转力矩，即钢丝绳导轮14的张紧力矩，动、静摩擦盘之间的摩擦力恒定，则钢丝绳导轮14对钢丝绳产生的张 紧力恒定，这样就能使钢丝绳收放时保持一定的张紧力。

[0039] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。