一种凸轮缓冲器制造技术

本发明专利技术涉及动力传输领域，具体地涉及一种用于动力输入端与接收端之间、防止输入端过冲引起接收端力矩值过冲的凸轮缓冲器，包括主板、电机联轴器组件、滚子花键组件以及输出凸轮组件，本发明专利技术通过精确设计的输出凸轮缓冲面，将动力输入端运动停止的响应时间放宽至0.2s，有效避免了力矩过冲。

A Cam Buffer

The invention relates to the field of power transmission, in particular to a cam buffer used between the power input end and the receiving end to prevent the input end from overshooting which causes the torque value of the receiving end to overshoot, including a motherboard, a motor coupling component, a roller spline component and an output cam component. The response of the power input end to stop motion is provided by an accurately designed output cam buffer surface. The time is relaxed to 0.2s, which effectively avoids the moment overshoot.

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮缓冲器
本专利技术涉及动力传输领域，更具体地涉及一种用于动力输入端与接收端之间、防止输入端过冲引起接收端力矩值过冲的凸轮缓冲器。
技术介绍
针形类阀门，如针阀、截止阀等在做寿命试验时，一方面对关闭力矩要求较高，关闭力矩相对于设计值的误差要小于10％。另一方面寿命测试次数较高，普遍都在三千次以上。阀门在关闭过程中，阀杆中的力矩在阀头与阀座接触之后便会急剧增加，对于金属阀头阀座，若到达关闭力矩之后继续转动阀杆1°，阀杆中力矩将超过关闭力矩的10％。寿命试验装置的转速为20r/min，即阀杆转动1°的时间为8ms，驱动装置若直接驱动阀杆，从接收阀杆力矩到达设定值的信号至停止转动，这一段时间只有几毫秒，这对驱动装置的停止响应速度要求相当高。比较可行的办法是在驱动装置和测试阀之间加上缓冲器。现有的能起到轴上缓冲作用的机械装置有三种：(1)弹性体部件缓冲。这种装置是通过在输入和输出轴之间加弹簧、橡胶等弹性部件避免刚性连接，起到缓冲作用。虽然结构简单，造价低，寿命长。但是对于要求需要精确停止力矩的场合，是不适用的。如果驱动端不能快速停止，要达到10％的误差精度，则需要弹性体的刚度系数尽可能小，这显然不适用于较大力矩场合，在结构尺寸上也会比较大。(2)滚珠力矩限制器。即弹簧将滚珠压在输出端零件凹槽内，当输出端力矩变大时，滚珠便脱离凹槽爬上斜坡，导致弹簧压缩量变大，滚珠对输出端零件的切向推力增大，推力增大到峰值然后减小，滚珠越过高点到达下一个凹槽内。该种结构滚珠与滚珠凹槽、滚珠推板之间都是滑动摩擦，零件磨损快，寿命不是很高。摩擦面之间的摩擦系数波动较大，力矩精度不高。该种结构在峰值力矩段持续时间很短，不能用于停止保持力矩。(3)摩擦盘力矩限制器。通过弹簧将摩擦片直接压在输出端零件上，输出力矩最大只能达到摩擦片与输出端零件之间最大静摩擦力矩，输出端受到工作阻力矩继续增大，则摩擦片与输出端零件发生滑动。该种方式结构较简单，寿命不高，输出力矩精度低，重复性差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种凸轮缓冲器，包括主板、电机联轴器组件、滚子花键组件以及输出凸轮组件。所述电机联轴器组件包括连接在所述主板上的轴承座，设置在轴承座上用于接收和输送力矩的电机联轴器；所述滚子花键组件包括连接在所述电机联轴器上的花键轴，设置在花键轴下端连接滚子架，以及设置在所述滚子架和电机联轴器组件之间的弹簧；所述输出凸轮组件包括连接在所述主板上的轴承座，设置在轴承座上的输出凸轮。所述滚子架底端设置有滚子，所述输出凸轮上有缓冲曲面。当输出凸轮输运动受阻时，所述滚子从最低位置滚上所述缓冲曲面，所述滚子在所述缓冲面上滚动期间，所述滚子对所述输出凸轮施加的压力在所述输出凸轮径向方向的分量保持不变，从而保障输出凸轮的输出力矩也保持不变。优选地，所述电机联轴器上设置有调节螺母，所述调节螺母相邻位置设置有盖板，所述调节螺母可在所述电机联轴器上轴向移动，从而改变所述弹簧的压缩状态，所述弹簧将压力传递至滚子，进而调节输出凸轮的输出力矩。优选地，所述滚子架的底部设置有用于承载所述滚子的凸起。优选地，所述滚子为滚动轴承。优选地，所述输出凸轮为圆柱凸轮，所述圆柱凸轮在其一端有波形圆周面。优选地，所述波形圆周面包含所述缓冲曲面。优选地，还包括设置在所述花键轴与所述滚子架之间的花键套及涨紧套。优选地，所述花键套嵌套在所述花键轴上，所述涨紧套嵌套在所述花键套上。优选地，所述涨紧套通过压板将所述花键套和所述滚子架刚性连接在一起。优选地，所述电机联轴器与所述轴承座之间为滚动配合，所述输出凸轮与所述轴承座为滚动配合。本专利技术的有益效果在于：1、输出力矩精度好、重复性好。关闭力矩相比于设定值误差小于10％；2、工作寿命长，相对运动部件之间采用滚动摩擦，零部件接触面硬度都在HRC58以上，有很好的精度保持性。3、输出力矩方便可调，缓冲工作力矩从2NM到60NM全覆盖；4、缓冲效果好，有效降低与之配套的电控系统对硬件的要求，从而降低设备成本。附图说明图1为本专利技术等轴结构示意图；图2为本专利技术分解透视图，图3为本专利技术的电机联轴器组件分解透视图；图4为本专利技术的滚子花键组件分解透视图；图5为本专利技术的输出凸轮组件分解透视图；图6为本专利技术的输出凸轮的结构示意图；具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。本专利技术包括相向设置的方形单件主板82a、82b，以及设置在主板上的电机联轴器组件Ⅰ、滚子花键组件Ⅱ、输出凸轮组件Ⅲ，主板82a、82b相向设置，内侧面设置有位于两端处的矩形槽72、76，槽中有通孔90。电机联轴器组件Ⅰ包括连接在主板上的轴承座110，和设置在轴承座中心孔100中的电机联轴器130，轴承座110被置于槽72中，螺钉86穿过孔90，进入轴承座110两侧的螺钉孔124中，将轴承座110紧固在主板上。电机联轴器130大致为圆筒形，一端设置有螺纹132，其上端连接驱动电机，下端连接调节螺母112，调节螺母112将在后面的描述中进行详细的说明。电机联轴器130与轴承座110滚动配合，优选地，轴承座110中心孔100中设置有轴承104。轴承104从电机联轴器130的下端套入，止于凸台134，并通过一个相邻的挡圈106保持在电机联轴器130上。一个较大的档圈108连接在轴承座110的底部，将轴承104限定在孔100中。具体地，轴承座110的中心孔100的外围设置有螺钉孔126，螺钉116穿过挡圈108上的孔122进入孔126中。滚子花键组件Ⅱ包括连一个接在电机联轴器130上的花键轴220，详见附图4。花键轴220的上端扁位211进入电机联轴器下端的定位孔102中，下端延伸至一滚子架200，滚子架200有向内收拢的锥形内孔250，环形的底部有延伸的凸起234，凸起234被加工成“叉”形，有凹槽236，凸起234用于承载滚子238。在本专利技术的一个优选方案中，滚子238为滚珠轴承208，并通过滚子轴224限定在凸起234上。滚子轴224穿过滚珠轴承208，两端分别置于凹槽236中，滚珠轴承208的两侧设置有垫片201、203，垫片201止于滚子轴端部的凸台228，垫片203通过挡圈216保持在滚子轴224上，挡圈216位于滚子轴端部的卡槽226中。花键轴220与滚子架200之间还包括花键套222和涨紧套218，花键套222为圆柱形，套于花键轴220上。涨紧套218大致为锥形，有与滚子架锥形内孔250相配合的锥形外表面215，涨紧套218置于花键套222和滚子架200之间，并通过相邻的压板210限定在滚子架200中。具体地，螺钉214穿过压板210上的孔242进入滚子架上的螺钉孔232中。在螺钉214拧紧过程中，压板210挤压涨紧套218，迫使涨紧套218沿锥形内孔250向下运动，从而将花键套222与滚子架200紧固在一起，当花键轴220旋转时，带动滚子架200旋转。花键轴220的外围设置有弹簧204，弹簧204被限定在弹簧座子212的盲孔217中，螺钉206先后插入弹簧座子212上的孔240进入滚子架上的螺钉孔230，将弹簧座子212紧固在滚子架200上。弹簧204的上端则被限定在压板202的盲孔205中，压板202相邻调节螺母112。弹簧204的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮缓冲器，包括主板(82a、82b)、电机联轴器组件(Ⅰ)、滚子花键组件(Ⅱ)以及输出凸轮组件(Ⅲ)。所述电机联轴器组件(Ⅰ)包括连接在所述主板上的轴承座(110)，设置在轴承座上用于接收和输送力矩的电机联轴器(102)；所述滚子花键组件(Ⅱ)包括连接在所述电机联轴器(102)上的花键轴(220)，设置在花键轴(220)下端连接滚子架(200)，以及设置在所述滚子架(200)和电机联轴器组件之间的弹簧(204)；所述输出凸轮组件(Ⅲ)包括连接在所述主板上的轴承座(320)，设置在轴承座(320)上的输出凸轮(318)。其特征在于，所述滚子架(200)底端设置有滚子(208)，所述输出凸轮(318)上有缓冲曲面(322)。当输出凸轮(318)运动受阻时，所述滚子(208)从最低位置滚上所述缓冲曲面(322)，所述滚子(208)在所述缓冲面(322)上滚动期间，所述滚子(208)对所述输出凸轮(318)施加的压力在所述输出凸轮(318)的径向方向的分量保持不变，从而保障输出凸轮(318)的输出力矩也保持不变。

【技术特征摘要】
1.一种凸轮缓冲器，包括主板(82a、82b)、电机联轴器组件(Ⅰ)、滚子花键组件(Ⅱ)以及输出凸轮组件(Ⅲ)。所述电机联轴器组件(Ⅰ)包括连接在所述主板上的轴承座(110)，设置在轴承座上用于接收和输送力矩的电机联轴器(102)；所述滚子花键组件(Ⅱ)包括连接在所述电机联轴器(102)上的花键轴(220)，设置在花键轴(220)下端连接滚子架(200)，以及设置在所述滚子架(200)和电机联轴器组件之间的弹簧(204)；所述输出凸轮组件(Ⅲ)包括连接在所述主板上的轴承座(320)，设置在轴承座(320)上的输出凸轮(318)。其特征在于，所述滚子架(200)底端设置有滚子(208)，所述输出凸轮(318)上有缓冲曲面(322)。当输出凸轮(318)运动受阻时，所述滚子(208)从最低位置滚上所述缓冲曲面(322)，所述滚子(208)在所述缓冲面(322)上滚动期间，所述滚子(208)对所述输出凸轮(318)施加的压力在所述输出凸轮(318)的径向方向的分量保持不变，从而保障输出凸轮(318)的输出力矩也保持不变。2.根据权利要求1所述的凸轮缓冲器，其特征在于：所述电机联轴器(102)上设置有调节螺母(112)，所述调节螺母(112)相邻位置设置有压板(202)，所述调节螺母(112)可在所述电机联轴器(102)上轴向移...

【专利技术属性】
技术研发人员：余金林，
申请(专利权)人：深圳市飞托克实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44