一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，包括內(nèi)部中空并設(shè)有一個(gè)內(nèi)齒牙的齒輪及穿過該齒輪的內(nèi)部空間的帶有軸鍵的驅(qū)動軸；內(nèi)齒牙與軸鍵在軸旋轉(zhuǎn)空間內(nèi)同軸，且軸向位置重合；齒輪的一側(cè)表面設(shè)有凸起，驅(qū)動軸沿徑向設(shè)有通孔，一根拉伸彈簧穿過驅(qū)動軸上的該通孔與齒輪上的凸起相連接。本發(fā)明的接力裝置，通過驅(qū)動軸與齒輪相對角度變化，實(shí)現(xiàn)了雙向離合器的效果，解決了在接力驅(qū)動過程中齒輪齒條進(jìn)入嚙合、脫離嚙合以及雙驅(qū)動不同步造成的碰撞和干涉問題，保證了雙驅(qū)動狀態(tài)下接力過程的平穩(wěn)運(yùn)行。
【專利說明】
-種單拉伸彈黃式離合器接力裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種單拉伸彈黃式離合器接力裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在壓水堆核電站運(yùn)行期間，反應(yīng)堆停堆換料操作過程需要將新/乏燃料組件在反 應(yīng)堆廠房和燃料廠房之間往復(fù)運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)穆窂街行枰獢y帶燃料組件穿過燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道， 從一個(gè)廠房運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)廠房。Ξ代核電站由于雙層安全殼的設(shè)計(jì)，燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道的長度 與二代W及二代改進(jìn)型核電站相比有了很大的增加，運(yùn)輸路徑的加長對燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的傳 動系統(tǒng)提出了更高的要求。
[0003] 在實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)輸核燃料組件的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問 題：
[0004] 選擇雙齒輪單齒條式接力驅(qū)動，需要解決齒輪齒條進(jìn)入曬合瞬間的剛性沖擊問 題，否則會發(fā)生撞齒使設(shè)備受損。
[0005] 選擇雙齒輪單齒條式接力驅(qū)動，還需要解決齒輪齒條進(jìn)入雙驅(qū)動狀態(tài)之后，由于 雙驅(qū)動不同步造成的追齒問題W及尾齒脫離問題。
[0006] 由于燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在廠房的終端位置（即待傾翻位置)時(shí)實(shí)現(xiàn)傾翻架和承載器的 提升，故必須嚴(yán)格保證小車位置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種單拉伸彈黃式離合器接力裝置，解 決了在反應(yīng)堆停堆換料操作過程中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的齒輪齒條進(jìn)入曬合、脫離曬合W及雙驅(qū)動不 同步造成的碰撞和干設(shè)問題，保證雙驅(qū)動狀態(tài)下接力過程的平穩(wěn)性;結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和 安裝。
[000引為達(dá)到W上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種單拉伸彈黃式離合器接力 裝置，包括齒輪及驅(qū)動軸，齒輪的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)并設(shè)有一個(gè)內(nèi)齒牙，驅(qū)動軸上具有軸鍵， 驅(qū)動軸穿過齒輪的內(nèi)部空間，使內(nèi)齒牙與軸鍵在軸旋轉(zhuǎn)空間內(nèi)同軸，且軸向位置重合;齒輪 的一側(cè)表面上設(shè)有凸起，驅(qū)動軸沿徑向設(shè)有通孔，一根拉伸彈黃穿過驅(qū)動軸上的通孔與齒 輪上的凸起相連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述凸起結(jié)合驅(qū)動軸上的通孔來控制拉伸彈黃的初始形狀與形變。
[0010] 進(jìn)一步，驅(qū)動軸上設(shè)有環(huán)形槽，在齒輪與驅(qū)動軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時(shí)，拉伸彈黃在環(huán)形 槽內(nèi)產(chǎn)生拉伸變形，不產(chǎn)生軸向移動。
[0011] 進(jìn)一步，所述拉伸彈黃的外側(cè)設(shè)有彈黃蓋板，該彈黃蓋板通過連接件固定在所述 齒輪上。
[0012] 進(jìn)一步，所述齒輪和彈黃蓋板通過軸承座于驅(qū)動軸上。
[0013] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：
[0014] (1)本發(fā)明通過在齒輪上設(shè)有內(nèi)齒牙，驅(qū)動軸上設(shè)有軸鍵，當(dāng)齒輪空載狀態(tài)下，內(nèi) 齒牙的位置與軸鍵的位置相對應(yīng)，即在軸向上的位置相重合。由此，本發(fā)明利用驅(qū)動軸與齒 輪相對角度的變化，達(dá)到等效的雙向離合器的效果，解決了在接力驅(qū)動過程中由于齒輪齒 條進(jìn)入曬合、脫離曬合W及雙驅(qū)動不同步造成的碰撞和干設(shè)問題，保證了雙驅(qū)動狀態(tài)下接 力過程的平穩(wěn)過渡、接合狀態(tài)的穩(wěn)定；
[0015] (2)本發(fā)明在驅(qū)動軸上穿設(shè)拉伸彈黃，并將拉伸彈黃的兩端與齒輪上的凸起相連 接，使輪齒接觸瞬間由剛性沖擊變?yōu)槿嵝詻_擊，避免接觸瞬間齒輪受損，保證齒輪的完整 性；
[0016] (3)拉伸彈黃在空載狀態(tài)下保持有預(yù)緊力，能夠使齒輪恢復(fù)原位，為再次曬合做好 準(zhǔn)備；
[0017] (4)整體結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和安裝。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明一種單拉伸彈黃式離合器接力裝置的正視圖；
[0019] 圖2為驅(qū)動軸相對于齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)軸鍵與內(nèi)齒牙的位置示意圖；
[0020] 圖3為驅(qū)動軸相對于齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)軸鍵與內(nèi)齒牙的位置示意圖；
[0021] 圖4為本發(fā)明離合器接力裝置安裝在燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置下部傳動機(jī)構(gòu)上的主視圖；
[0022] 圖5為圖4的俯視圖；
[0023] 圖6為圖4左視圖的剖面圖；
[0024] 圖7為利用本發(fā)明離合器接力裝置進(jìn)行雙驅(qū)動接力過程中齒條與另一側(cè)齒輪接觸 前的示意圖；
[0025] 圖8、圖9為齒條與齒輪接觸瞬間受力卡死的兩個(gè)極限位置示意圖；
[0026] 圖10為齒條與齒輪接觸時(shí)要避開曬合死區(qū)時(shí)的位置示意圖。
[0027] 圖中；
[0028] 1-驅(qū)動軸 2-齒輪 3-拉伸彈黃 4-內(nèi)齒牙
[0029] 5-軸鍵 6-彈黃蓋板 7、8-軸承 9-凸起
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0031] 如圖1、6所示，是本發(fā)明單拉伸彈黃式離合器接力裝置，包括驅(qū)動軸1和齒輪2。齒 輪2內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)并設(shè)有內(nèi)齒牙4,驅(qū)動軸1上設(shè)有軸鍵5,驅(qū)動軸1穿過齒輪2的內(nèi)部空間。 在空載狀態(tài)下，保持軸鍵5與內(nèi)齒牙4的位置相對應(yīng)，即軸向上兩者重合，徑向上對立于驅(qū)動 軸1的兩端。齒輪2的一側(cè)面上設(shè)有凸起9,優(yōu)選為圓柱形，驅(qū)動軸1沿徑向設(shè)置一個(gè)通孔，一 根拉伸彈黃3穿過該通孔，其兩端的圓鉤環(huán)固定于齒輪2的凸起9上。為保護(hù)拉伸彈黃3的安 全性，拉伸彈黃3的外側(cè)設(shè)有一個(gè)具有中空結(jié)構(gòu)的彈黃蓋板6,該彈黃蓋板6套在驅(qū)動軸1上， 且與齒輪通過螺栓連接，兩者形成一個(gè)剛性整體，該剛性整體的兩端通過軸承7和軸承8座 于驅(qū)動軸1上。驅(qū)動軸1上設(shè)有環(huán)形槽，當(dāng)齒輪2與驅(qū)動軸1發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時(shí)，拉伸彈黃3在環(huán) 形槽9內(nèi)只產(chǎn)生拉伸變形，不會產(chǎn)生軸向移動。
[0032] 在空載狀態(tài)下，拉伸彈黃3處于筆直狀態(tài)，且拉伸彈黃3、內(nèi)齒牙4、軸鍵5位于同一 徑向面上。由此，齒輪在空載狀態(tài)下，驅(qū)動軸1與齒輪2之間具有雙向旋轉(zhuǎn)自由度，雙向旋轉(zhuǎn) 自由度的角度相同且小于180°，自由度的大小由內(nèi)齒牙4自身的形狀角度決定。在負(fù)載狀態(tài) 下，齒輪依靠軸鍵與內(nèi)齒牙配合傳動。
[0033] 如圖2所示，若驅(qū)動軸1相對于齒輪2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則拉伸彈黃3在環(huán)形槽內(nèi)產(chǎn)生瞬 時(shí)針方向的拉伸，從而拉伸彈黃提供給齒輪的復(fù)位力將為逆時(shí)針方向。如圖3所示，若驅(qū)動 軸1相對于齒輪2順I(yè)時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則拉伸彈黃3在環(huán)形槽內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的拉伸，從而拉伸彈 黃3提供給齒輪2的復(fù)位力將為順時(shí)針方向。
[0034] 本發(fā)明將離合器接力裝置安裝于燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的下部傳動機(jī)構(gòu)之上，即反應(yīng)堆廠 房和燃料廠房兩側(cè)分別安裝，如圖4、圖5和圖6所示，傳動機(jī)構(gòu)經(jīng)聯(lián)軸器、傘齒輪、驅(qū)動軸1將 電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞齒輪。齒輪2與運(yùn)輸小車上的齒條相曬合，驅(qū)動小車進(jìn)退，如圖7所示。在接力 驅(qū)動過程中，絕大部分情況下齒條是在一個(gè)齒輪的驅(qū)動下運(yùn)動，只有在運(yùn)輸小車即將通過 燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道(雙向）時(shí)，才存在一根齒條同時(shí)與兩個(gè)齒輪接觸的情況。在空載時(shí)，拉伸彈黃 3保持有預(yù)緊力，能夠使齒輪2空載時(shí)可靠復(fù)位。在負(fù)載時(shí)，可利用電控系統(tǒng)對驅(qū)動軸1位置 的控制，使齒輪2空載時(shí)復(fù)位在一個(gè)目標(biāo)角度范圍內(nèi)，在該角度范圍內(nèi)齒輪2與齒條的曬合 不會產(chǎn)生死點(diǎn)。
[0035] 本發(fā)明離合器接力裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)運(yùn)裝置工作過程可W基本上分為四個(gè)狀態(tài)，具體 如下：
[0036] (1)齒輪齒條接觸瞬間
[0037] 如圖7所示，驅(qū)動軸1轉(zhuǎn)動，通過該側(cè)齒輪驅(qū)動齒條前進(jìn)，至接觸另一側(cè)齒輪輪齒的 瞬間，在運(yùn)輸小車通過燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道時(shí)，右側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，通過該側(cè)齒輪驅(qū)動齒條前進(jìn)，至 接觸左側(cè)齒輪輪齒，齒條需要同時(shí)與兩側(cè)的齒輪接觸。齒輪齒條接觸瞬間，當(dāng)接觸作用力指 向齒輪中屯、軸線時(shí)，即出現(xiàn)受力卡死現(xiàn)象，本實(shí)施例中受力卡死的兩個(gè)極限位置，如圖8和 圖9所示，圖8中輪齒右側(cè)棱邊接觸情況，圖9輪齒左側(cè)棱邊接觸情況，在齒條與左側(cè)齒輪接 觸時(shí)，可通過控制驅(qū)動軸的停止角度來控制空載齒輪(本實(shí)施例為左齒輪）的停止角度，使 空載齒輪保持在圖4所示的設(shè)定位置，即可使輪齒與齒條的接觸避開曬合死區(qū)。本實(shí)施例中 圖10中齒輪每24°具備21.13°的非曬合死角和2.87°的曬合死角，齒輪停止位置與設(shè)定位置 的偏差只要不超過±10.565°，均可成功避開曬合死區(qū)。
[0038] (2)進(jìn)入完全曬合過程
[0039] 如圖7所示，當(dāng)齒條和左側(cè)齒輪的初始接觸避開了曬合死區(qū)之后，為了讓二者進(jìn)入 良好的曬合狀態(tài)，需要有一個(gè)自適應(yīng)過程，即齒條推動齒輪轉(zhuǎn)動，在此自適應(yīng)過程中，要求 僅左側(cè)齒輪被驅(qū)動，左側(cè)齒輪內(nèi)部的驅(qū)動軸靜止。齒條在右側(cè)齒輪的驅(qū)動下向左側(cè)齒輪前 進(jìn)，在接觸后左側(cè)齒輪將在齒條的帶動下做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)離合器的拉伸彈黃提供的旋 轉(zhuǎn)自由度保證了曬合過程的順利進(jìn)行。本實(shí)施例中離合器接力裝置提供順時(shí)針、逆時(shí)針方 向上共計(jì)300°的旋轉(zhuǎn)自由度軸鍵作為基準(zhǔn)點(diǎn)，在逆時(shí)針方向上從軸鍵到輪齒牙的夾角 為％，巧謹(jǐn)即為離合器在逆時(shí)針方向上的超越空間；在順時(shí)針方向上從軸鍵到輪齒牙的 夾角為巧p、=300°-巧g，巧曬即為離合器在順時(shí)針方向上的超越空間。
[0040] 根據(jù)離合器的方向特性，結(jié)合齒條的前進(jìn)方向，選擇合適的離合器設(shè)置，提供相應(yīng) 方向的旋轉(zhuǎn)自由度。當(dāng)齒輪在齒條的帶動下相對于空載時(shí)的位置旋轉(zhuǎn)了 100°時(shí)，可視為進(jìn) 入完全曬合狀態(tài)，此時(shí)左側(cè)齒輪的驅(qū)動軸啟動，右側(cè)的驅(qū)動軸依舊維持原有轉(zhuǎn)速，進(jìn)入雙驅(qū) 動狀態(tài)。
[0041 ] (3)雙驅(qū)動過程
[0042] 進(jìn)入雙驅(qū)動過程后，左側(cè)驅(qū)動軸開始啟動進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速高于右側(cè)驅(qū)動軸， 在此過程中，保持右側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動右側(cè)齒輪、右側(cè)齒輪驅(qū)動齒條、齒條驅(qū)動左側(cè)齒輪，左側(cè) 離合器的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)自由度巧1減小，直至變?yōu)?。在一個(gè)短暫的過渡時(shí)間后，由于左側(cè)驅(qū)動 軸轉(zhuǎn)速高于右側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，完成驅(qū)動狀態(tài)的切換，即：
[0043] 右側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動右側(cè)齒輪、右側(cè)齒輪驅(qū)動齒條、齒條驅(qū)動左側(cè)齒輪^
[0044] 左側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動左側(cè)齒輪，左側(cè)齒輪驅(qū)動齒條，齒條驅(qū)動右側(cè)齒輪；
[0045] 當(dāng)左側(cè)離合器的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)自由度巧^變?yōu)?時(shí)，左側(cè)齒輪由齒條驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)樽髠?cè) 齒輪驅(qū)動。之后過程中，保持左側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動左側(cè)齒輪、左側(cè)齒輪驅(qū)動齒條、齒條驅(qū)動右側(cè) 齒輪的狀態(tài)。同時(shí)，右側(cè)離合器的巧t由0°不斷增大，夢順由300°不斷減小，直至齒條脫離右 側(cè)齒輪。
[0046] (4)齒條脫離齒輪^下一次準(zhǔn)備進(jìn)入曬合
[0047] 當(dāng)齒條脫離右側(cè)齒輪后，右側(cè)驅(qū)動軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，至設(shè)定位置后停止。在此過程中， 由于拉伸彈黃的作用力，齒輪將相對于驅(qū)動軸做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，完成復(fù)位。當(dāng)驅(qū)動軸靜止后， 復(fù)位后的離合器為齒條從左向右的再次曬合做好準(zhǔn)備。
[004引綜上所述，驅(qū)動軸1轉(zhuǎn)動一定的角度，軸鍵5與齒輪2的內(nèi)齒牙4在一定相對位置下 發(fā)生連接，利用驅(qū)動軸1與齒輪2相對角度的變化，達(dá)到等效的雙向離合器的效果，解決了齒 輪齒條進(jìn)入曬合、脫離曬合W及雙電機(jī)的不同步造成的碰撞和干設(shè)問題，保證了接力過程 的平穩(wěn)進(jìn)行;拉伸彈黃3可W在空載后帶動齒輪2復(fù)位，為下一次齒輪齒條進(jìn)入曬合做好初 始位置準(zhǔn)備。
[0049]本發(fā)明的一種單拉伸彈黃式離合器接力裝置并不限于上述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域 技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，包括齒輪(2)及驅(qū)動軸（I)，其特征是：齒輪(2) 的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)并設(shè)有一個(gè)內(nèi)齒牙(4)，驅(qū)動軸（1)上具有軸鍵(5)，驅(qū)動軸（1)穿過齒輪 (2)的內(nèi)部空間，使內(nèi)齒牙(4)與軸鍵(5)在驅(qū)動軸（1)的旋轉(zhuǎn)空間內(nèi)同軸，且軸向位置重合； 齒輪(2)的一側(cè)表面上設(shè)有凸起(9)，驅(qū)動軸（1)徑向設(shè)有通孔，一根拉伸彈簧(3)穿過驅(qū)動 軸（1)上的通孔與齒輪(2)上的凸起(9)相連接。2. 如權(quán)利要求1所述的一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，其特征是:所述凸起(9)結(jié) 合驅(qū)動軸(1)上的通孔來控制拉伸彈簧(3)的初始形狀與形變。3. 如權(quán)利要求2所述的一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，其特征是:所述驅(qū)動軸（1) 上設(shè)有環(huán)形槽，在齒輪(2)與驅(qū)動軸（1)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時(shí)，拉伸彈簧(3)在環(huán)形槽內(nèi)產(chǎn)生拉伸 變形，不產(chǎn)生軸向移動。4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，其特征是:所述拉 伸彈簧(3)的外側(cè)設(shè)有彈簧蓋板(6)，該彈簧蓋板(6)通過連接件固定在所述齒輪(2)上。5. 如權(quán)利要求4所述的一種單拉伸彈簧式離合器接力裝置，其特征是:所述齒輪(2)和 彈簧蓋板(6)均通過軸承(7、8)座于驅(qū)動軸(1)上。
【文檔編號】F16D43/02GK105927680SQ201610404413
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】李建奇, 楊仲元, 王曉江, 吳明, 金青, 謝亮, 唐興貴, 孫占, 張鑫, 李均, 王燕, 劉慧芳, 孫福江, 繆嶺
【申請人】中國核電工程有限公司