[发明专利]多级过载防护的剪断销式机械过载保护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械过载保护结构，具体为多级过载防护的剪断销式机械过载保护结构（以下简称多级过载防护结构），适合于各种动载荷或静载荷工况下有过载保护需求的条件使用，也适用于未知载荷的工况下剪断销最佳剪断直径的选择和判定。

背景技术

众所周知，机械传动的过载可能会引起非常严重的后果，轻者可能导致部件变形，卡死断裂，重者可能会引起重大事故，甚至机毁人亡。而众多机械传动的过载防护型式中，剪断销式机械过载保护结构由于其结构简单可靠、维修方便、费用低廉等诸多优点，应用十分的广泛。但是，这种剪断销式机械过载保护结构有一个很大的局限性，一般仅可用于静载荷工况下，即一旦工作载荷变动较大或者载荷未知，该结构就基本不适用了。毕竟，载荷变动较大的工况下，剪断销正常设置时会被频繁的剪断，严重时可能会让设备无法正常运转，如果不想频繁更换剪断销，就只能加大剪断销的剪断直径，可是这样就失去了过载防护的效果，给设备带来了一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是解决动载荷工况下剪断销式过载保护结构无法使用的问题，此外也可通过本发明实现未知载荷工况下剪断销剪断直径的选择和判定。同时，本发明为一种结构形式，是可实现双级防护、三级防护、四级防护以及更多级防护的多级过载防护结构，主要包括位移传感器及控制单元、主动轮、从动轮以及各级剪断销等零部件。

所述的主动轮与从动轮齿形轮廓完全一致，并排安装后经过剪断销实现载荷的传递。当载荷过载时，剪断销会被剪断，同时主动轮会继续转动而从动轮维持不动，二者因此会产生一定角度的错位位移偏差，从而触发位移传感器发出信号到控制单元，最终控制单元可根据过载防护等级的设定来控制设备继续运行或者停机维护。

所述的各级剪断销其剪断直径不同，从最初级防护至最高级防护其剪断直径逐次递增，每当低级的剪断销被剪断后，位移传感器都会发出信号到控制单元，此时可根据情况选择停机维护还是继续运行。如一直选择继续运行，则最终可以运行至最高级防护的剪断销也被剪断，这时会触发位移传感器发出停机信号到控制单元，从而控制设备停止运行。

所述的多级过载防护结构，其更换剪断销极为便利，任何防护阶段均可自如更换剪断销，即不管是处于初级防护状态，还是最高级防护状态，无须转动主动轮与从动轮即可更换已经被剪断的各级剪断销。

所述的主动轮与从动轮配合，既可以为主动轴与从动轴模式，也可以为同轴模式。

所述的主动轮设有数个剪断销安装孔，具体数量根据防护等级的数量而确定，一般安装孔数量与防护等级一致，即n级过载防护其安装孔数量为n，成圆周均布于主动轮上。譬如双级过载防护结构其主动轮安装孔数为2，对称分布；三级过载防护结构其主动轮安装孔数为3，120°间隔均布；四级过载防护结构其主动轮安装孔数为4，90°间隔均布；五级过载防护结构其主动轮安装孔数为5，72°间隔均布；以此类推。

所述的从动轮设有多个剪断销安装孔和数个大小不一的剪断销安装滑孔，具体数量根据防护等级的数量而确定，一般n级防护其安装孔数量就是（0+1+2+3+…+n-2+n）共计n组，其滑孔数为n-1，按规律成圆周均布。譬如说四级防护，其剪断销安装孔数量为0+1+2+4=7个，分4、2、1、0四组按90°间隔均布；其剪断销安装滑孔数量为3，最大的安装滑孔为单独一组，最小的安装滑孔位于安装孔数2的位置，安装孔数4的位置无安装滑孔，分别配合上述剪断销安装孔0、1、2、4四组成圆周均布。

所述的位移传感器及控制单元设置于主动轮与从动轮外围，其控制单元设置有位移传感器信号接收转换电路，可以根据设定实现报警、停机等防护功能。当主动轮与从动轮不同步转动时，位移传感器会被触发，并且根据主动轮与从动轮错位的位移大小发出不同的信号到控制单元，最终通过控制单元来实现报警、停机等防护功能。

本发明结构简单，工作可靠，维修便利，生产和维护成本极低，彻底解决了技术背景中剪断销式机械过载保护结构无法适用于动载荷或者未知载荷的技术难题。

附图说明

附图1为多级过载防护结构的同轴模式结构图；

图2为多级过载防护结构的主动轴与从动轴模式结构图（以下附图如无特殊说明均依据此模式为基准而绘制）；

图3为双级过载防护结构主动轮与从动轮结构图；

图4为三级过载防护结构主动轮与从动轮结构图；

图5为四级过载防护结构主动轮与从动轮结构图；

图6为五级过载防护结构主动轮与从动轮结构图；

图7为六级过载防护结构主动轮与从动轮结构图；