[发明专利]一种簧片串联式大型储能涡卷弹簧

说明书

技术领域

本发明属于储能与机械制造领域，特别涉及一种簧片串联式大型储能涡卷弹簧，应用于大型机械弹性储能装置中。

背景技术

平面涡卷弹簧应用于动力驱动和储能领域。目前的平面涡卷弹簧的结构，簧片形状呈阿基米德螺线，外端固定在涡簧箱体内壁上，内端固定在心轴上，簧片截面呈矩形。常见的平面涡卷弹簧是由一组簧片(单根簧片或者多根簧片)在一个平面内盘绕而成，相对于截面的厚度，簧片的宽度不能过大，从而限制了簧片的刚度。用于大型储能平面涡簧的储能量需要尽可能的大，因而，在簧片的截面结构尺寸不变的前提下，可以在涡簧箱里并列安装多组簧片。与单组涡簧一样，多组簧片的内端并列固定在心轴上，外端并列固定在涡簧箱体内壁上。平面涡簧这样的制作安装方法，可以在心轴强度安全的前提下，尽可能多的安装簧片，增大平面涡簧的储能量。

由于多组簧片的结构尺寸非常大，在制作、安装和维护时的难度很大，这种安装方法，在增大了储能量的同时，也增加了涡簧的安装和维护的难度。

发明内容

本发明针对上述缺陷公开了一种簧片串联式大型储能涡卷弹簧，它的结构如下：1-N个结构相同的单组涡簧的心轴均设置花键槽，大型涡簧心轴的中间轴端设置1-N个花键，单组涡簧的心轴的每个花键槽与大型涡簧心轴的中间轴端设置1-N个花键对应的装配在一起，从而，大型涡簧心轴与1-N个单组涡簧装配在一起；大型涡簧心轴与大型涡簧箱体装配在一起，每个单组涡簧的外壁通过螺钉与大型涡簧箱体装配在一起，第N单组涡簧的心轴压紧轴套，第1单组涡簧的心轴与锁紧螺母紧密安装在一起，大型涡簧心轴的右端制作有轴肩。

所述1-N个单组涡簧的结构如下：涡簧片的内端固定在单组涡簧心轴上，外端固定在外壁上，外壁设置有螺纹孔。

所述大型涡簧箱体的左右两端分别通过螺钉固定涡簧箱左端盖和涡簧箱右端盖。

本发明的有益效果为：1)简化具有多组簧片的大型储能涡簧的制作安装过程，从而提高多组并列簧片的大型储能涡簧的安装、调试、保养和维护的效率，节约大量人力和物力。2)增加了大型涡簧的储能量。

附图说明

图1为大型涡簧轴向剖面

图2为大型涡簧径向剖面

图3为大型涡簧心轴示意图

图4单组涡簧结构图

图中标号：1-外壁，2-涡簧片，3-心轴，4-锁紧螺母，5-涡簧箱左端盖，6-大型涡簧箱体，7-螺钉，8-大型涡簧心轴，9-涡簧箱右端盖，10-轴套，11-轴肩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明；

如图1、图2、图3所示，一种簧片串联式大型储能涡卷弹簧的结构如下：1-N个结构相同的单组涡簧的心轴(3)均设置花键槽，均设置花键槽(心轴3为中空的心轴，沿其轴线制作一个通孔，孔壁上制作花键槽)，大型涡簧心轴8的中间轴端设置1-N个花键，单组涡簧的心轴的每个花键槽与大型涡簧心轴的中间轴端设置1-N个花键对应的装配在一起，从而，大型涡簧心轴8与1-N个单组涡簧装配在一起；大型涡簧心轴8与大型涡簧箱体6装配在一起，每个单组涡簧的外壁1通过螺钉7与大型涡簧箱体6装配在一起，第N单组涡簧的心轴3压紧轴套10(轴套10起到定位和调整距离的作用)，定位在轴肩11的一侧，在涡簧心轴8的左端制作螺纹，通过螺纹与锁紧螺母4的配合，将第1单组涡簧的心轴3与锁紧螺母4紧密安装在一起，锁紧螺母4向右压紧1-N个单组涡簧，涡簧心轴8的右端制作有轴肩11，大型涡簧箱体6的左右两端分别通过螺钉固定涡簧箱左端盖5和涡簧箱右端盖9。

如图4所示，1-N个单组涡簧的结构如下：涡簧片2的内端固定在单组涡簧心轴3上，外端固定在外壁1上，外壁1设置有多个螺纹孔(螺钉7与螺纹孔装配在一起)。

本发明的工作过程为：大型涡簧箱体6固定不动，当受到顺时针方向的输入扭矩时，大型涡簧心轴8旋转，通过大型涡簧心轴8上的花键与心轴3上的花键槽作用，带动涡簧片2顺时针旋紧。由于1-N个单组涡簧的心轴3串联安装在大型涡簧的心轴8上，外壁1固定在大型涡簧箱体6上，所以大型涡簧箱内的多个单组涡簧同时旋紧储能；

当大型涡簧释放能量时，多个单组涡簧同时逆时针旋转，释放弹性势能，驱动大型涡簧心轴8逆时针旋转，输出扭矩。