[发明专利]节能安全联轴器

说明书

本发明创造为一种机械式的节能和过载保护装置，属于机械传动技术领域。

本发明创造的节能安全联轴器安装于鼠笼式异步交流电动机和工作机或减速器之间，取代普通的联轴器，实现工作机的软起动。本联轴器适用于带负载起动的机器，如鼓风机、水泵、皮带运输机、刮板运输机、搅拌机、起重机的行走机构、氧鱼池的增氧机、锅炉炉排传动、矿粉烧结机、轧钢厂的运输辊道机以及电动车、船等。

现代机器很多是满载起动的，例如鼓风机和离心式水泵，起动时力矩很大，而起动后稳定运转时所需力矩又相对较小。为了便于起动和避免起动电流过大而烧毁电机，一般采用比稳定运转所需的功率大得多的电动机，因而造成鼓风机和水泵等长期运转中的“大马拉小车”的现象。又如皮带运输机和烧结机在使用中由于某种原因而满载停车，当再次起动时，就需要卸掉载荷，为了避免费时费工，往往选配功率大得多的电动机，因而也造成长期运转中的“大马拉小车”的现象。这些情况都降低了电路功率因数，增加电能消耗，造成能源浪费。对于起重机的运行机构，起动时的惯性阻力矩很大，为了便于起动，一般采用比鼠笼式交流电机昂贵的绕线式交流电机，并配备起动电阻箱，使设备复杂，成本提高，且易出故障。许多机器在工作时往往由于意外过载而损坏重要的零部件，甚至烧毁电机，造成巨大损失，目前虽有安全联轴器能保护机器的重要零部件在过载时不致损坏，但安全联轴器本身却不可避免地受到损坏。

为此，本发明创造提供一种节能安全联轴器，该联轴器未将被联两轴固接，而是通过其壳体内放置的钢球在工作时所产生的摩擦力来传递扭矩，因而可使电动机在任何情况下都近似于空载起动，可使电机起动功耗和起动发热量降低65%左右，并可实现工作机的匀加速起动。由于将满载起动转变为空载起动，因而可选配与工作机稳定运转功率相同或近似的电动机，由此避免了目前为了起动而使用功率较大鼠笼电动机配功率较小工作机的不合理现象，从而既提高了电路功率因数、节约能耗，又可降低设备费用。由于该联轴器传递的扭矩可以调节，因而又可以实现过载安全保护，且不损坏任何零件。

本发明创造是通过下述方式实现的：

图1～图3是本发明创造的联轴器的工作原理图。

图1为联轴器处于静止状态;图2处于起动状态;图3为同步运转状态。

本发明创造的节能安全联轴器主要由转子21、叶片3、壳体35和钢球19组成。其中：转子21与电机轴相联，壳体35与减速器输入轴或工作机输入轴相联，叶片位于壳体和转子之间，叶片3对称安装在转子21上，叶片数目最低为2个，叶片3将转子与壳体所围的空间等分成与叶片数目相同的空腔，钢球19按叶片所分隔的空腔数等分后，分装在这些空腔中。

本发明创造的节能安全联轴器的工作过程如下：

当电动机起动时，通过电机轴带动转子21，从而使安装在转子21上的叶片3旋转，叶片3推动各空腔里的钢球19沿壳体35的内圆柱面滑动，此时作用在电机轴上的阻力矩仅为钢球与壳体滑动摩擦力矩，因此，近似于空载起动。随着电机转速的升高，钢球在离心力的作用下紧贴壳体内壁，钢球与壳体的摩擦力矩逐渐增大，壳体逐渐被带动（呈等加速起动），直至壳体与转子达到同步运转状态，此时转子与壳体不存在转速差。由于扭矩是通过钢球与壳体的摩擦传递的，故钢球19的填装量直接影响传递力矩的大小，因此，可以通过调节钢球填装量的办法来控制过载极限力矩，从而达到过载安全保护的目的。一般，钢球的直径在4mm以上，钢球的填装量最大为转子与壳体间空腔体积的90%。

为适应不同需要，本发明创造的节能安全联轴器可以有不同形式，以下结合附图，对三种形式的联轴器进行描述：

图4是节能安全联轴器的基本型，是图5的D-D剖视图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是带制动轮型的节能安全联轴器。

图7是带皮带轮型的节能安全联轴器。