一种驱动轮总成的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种驱动轮总成，在驱动轮的两端面分别开设第一凹槽和第二凹槽，主轴的内端穿设于驱动轮中，该主轴内端的端部焊接法兰盘，法兰盘与第一凹槽的槽底贴合，且法兰盘上焊接定位环，在第二凹槽的槽底贴装有夹紧板，该夹紧板套装于主轴上，夹紧板通过按圆周均匀分布的螺栓与驱动轮及法兰盘固定连接；主轴的外端伸出驱动轮外，主轴的外端通过两组并排设置的轴承与轴承室相支承，每组轴承由圆锥滚子轴承和深沟球轴承组成。本实用新型在驱动轮外齿两侧设置钢制挡板，有效提高了高分子材料驱动轮的刚性和承载能力，保证了高分子材料驱动轮内部材料的稳定性；经现场大批量使用并采集的数据分析得出：主轴轴向最大受力提高了3倍以上。
【专利说明】
一种驱动轮总成
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光伏清洁系统，特别涉及大型地面光伏电站清洁系统的驱动轮及主轴组件。
【背景技术】
[0002]光伏组件自动化清洁设备是一款以大型地面光伏电站的光伏组件清洁为工作任务的设备，该设备以轻型卡车为载体，将设备各部件整合在轻型卡车底盘上，设备工作时轻型卡车需要以不高于1.5km/h的时速低速运行，且该设备主要是在西北戈壁沙漠地区野外运行。
[0003]为了适应使用环境，一般采用三角后履带总成换装轻型卡车的后轮。驱动轮主轴组件为整个履带轮总成提供动力，履带轮总成运动时驱动轮将承受极大的圆周切向力，同时整个车载底盘在转弯时，履带轮总成的主轴除承受车载底盘的总质量以外，还需承受转弯时所带来的很大的轴向力。因此，合理的驱动轮主轴组件结构是履带轮总成可靠运行的第一保证。采用一对角接触球轴承背对背安装、双圆螺母锁紧结构的三角后履带其能承受的轴向力矩安全系数较小，在实际应用过程中需严格控制主轴轴向受力，车载底盘在转弯时须控制转弯半径不能小于12米，在有些狭窄的场地使用时有一定的局限性。
[0004]传统设计采用双圆螺母并紧+圆螺母用止动垫圈的方式装配调试较难，且受限于圆螺母、止动垫圈的材质、加工精度等影响，在实际使用中存在以下问题:1、圆螺母尺寸精度差，丝牙间隙过大，螺母丝牙和螺母端面垂直度差，导致锁紧力不均匀，轴承受力不均且锁紧效果不好，主轴易松动；2、圆螺母厚度不够，丝牙倒角不标准，牙数偏少，锁紧力不够；
3、止动垫圈厚度不够，止动效果不好，易折断。以上问题导致主轴在使用过程中受到轴向冲击力反复作用时容易松动的故障。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能有效提高承载能力的大型地面光伏电站清洁系统驱动轮及主轴组件。
[0006]本实用新型的技术方案如下:一种驱动轮及主轴组件，包括驱动轮和主轴，驱动轮的外圆设有按圆周均匀分布的外齿，其特征在于:在每个外齿的中部开有过孔，所述驱动轮的两端面贴装有圆环形的钢制挡板，长螺栓穿过两块钢制挡板上的装配孔及外齿上的过孔，将两块钢制挡板和驱动轮固定连接在一起;在驱动轮的两端面分别开设第一凹槽和第二凹槽，所述主轴的内端穿设于驱动轮中，该主轴内端的端部焊接法兰盘，法兰盘与第一凹槽的槽底贴合，且法兰盘上焊接定位环，在所述第二凹槽的槽底贴装有夹紧板，该夹紧板套装于主轴上，夹紧板通过按圆周均匀分布的螺栓与驱动轮及法兰盘固定连接;所述主轴的外端伸出驱动轮外，主轴的外端通过两组并排设置的轴承与轴承室相支承，每组轴承由圆锥滚子轴承和深沟球轴承组成，同组中圆锥滚子轴承与深沟球轴承之间由隔圈隔开，两个深沟球轴承位于两个圆锥滚子轴承之间，并且两个圆锥滚子轴承背向设置。
[0007]采用以上技术方案，由于与驱动轮外齿啮合的履带内齿为橡胶制品，为保证啮合传动不会损伤橡胶履带内齿，驱动轮须用高分子材料制作，高分子材料强度及刚性又达不到重载要求。因此，驱动轮两侧有钢制挡板;驱动轮两侧钢制挡板和外齿之间用圆周上均匀分布的长螺栓连接并用螺母锁紧，这样两侧钢制挡板之间便连接成一个刚性体，将高分子材料制成的驱动轮包裹在内，有效提高了驱动轮的刚性和承载能力，保证了高分子材料驱动轮内部材料的稳定性。
[0008]主轴组件由主轴、法兰盘、定位环三部分构成，由圆钢、钢板、无缝钢管经粗加工后双层满焊，再整体调质后精加工而成，该组合结构既能满足主轴组件的高刚性、高承载能力的要求，又能节省材料，降低生产成本。主轴组件通过定位环和法兰盘与车载底盘后桥轮毂连接，车载底盘后桥动力将通过主轴传递到驱动轮，再由驱动轮外齿传递给橡胶履带，因此上述主轴组件结构满足了其与驱动轮之间连接刚性好、可靠性高的要求;主轴组件的法兰盘和钢制夹板通过螺栓连接成了一个很好的空间刚性体，能同时提高主轴的承载能力。
[0009]受限于车载底盘后桥轮毂安装螺栓孔距尺寸，不能采用加大轴承室直径选用重型轴承来改善主轴受力，而轴承室轴向尺寸足够大，因此，选用两组轴承每组两个布置方案，既解决了主轴轴承受力问题，又没有额外增加空间需求。圆锥滚子轴承承受轴向力，其径向受力与深沟球轴承一起分担。
[0010]所述夹紧板朝着第一凹槽的方向由主轴上的台阶面限位，这样主轴法兰盘内侧与夹紧板内侧之间的距离刚好比驱动轮两个凹槽中间的厚略小一点，多颗螺栓锁紧时，定位台阶面对夹紧板的位置有一个限制，可以保证驱动轮受压变形较小，但是锁紧也足够。
[0011]为了简化结构，方便加工制作及装配，确保外界水分、灰尘不能进入轴承室，所述轴承室为两端敞口的直筒结构，并由无缝钢管制成，轴承室的内端口由内端盖密封，该内端盖套装于主轴上，轴承室的外端口由外端盖密封，外端盖和内端盖均通过螺钉与轴承室相固定。
[0012]在所述内端盖与主轴之间设有羊毛毡密封圈，该羊毛毡密封圈固定嵌装于内端盖的内孔凹槽中。以上结构保证主轴内侧密封可靠，外界水、尘土等不能进入主轴内。
[0013]所述主轴的外端头穿过外端盖，在外端盖与主轴之间设置垫板，该垫板紧贴最外面的一个圆锥滚子轴承，且垫板由牙腹锁紧螺母锁紧在主轴上。主轴受力特点如下:两侧各两个轴承并排布置，圆锥滚子轴承安装方向为背对背，轴向力通过内侧圆锥滚子轴承轴承内圈传递到外圈—通过内侧圆锥滚子轴承外圈经轴承隔圈传递到内侧深沟球轴承外圈—通过内侧深沟球轴承外圈传递到轴承室定位台阶—通过定位台阶传递到外侧深沟球轴承外圈—通过外侧深沟球轴承外圈经轴承隔圈传递到外侧圆锥滚子轴承外圈—通过外侧圆锥滚子轴承外圈传递到内圈—通过外侧圆锥滚子内圈经垫板传递到牙腹锁紧螺母。
[0014]在所述外端盖与垫板之间设有羊毛毡密封圈，该羊毛毡密封圈固定嵌装于外端盖的内孔凹槽中，这样保证主轴内侧密封可靠，外界水、尘土等不能进入主轴内。
[0015]在所述牙腹锁紧螺母上开设3个按圆周均匀分布的锁紧孔，锁紧孔的中心线与牙腹锁紧螺母的径向具有30°的夹角，各锁紧孔中嵌装锁紧销和锁紧螺钉，所述锁紧螺钉将锁紧销顶紧在主轴上。采用牙腹锁紧螺母替代普通圆螺母的方式，牙腹锁紧螺母是高精度机床主轴锁紧用螺母，其精度等级为H6级，与主轴螺纹配合间隙只有3-5丝，材质为42CrMo，整体调质，端面垂直度精度高，锁紧力足够，锁紧后轴承的受力均匀，能承受的理论轴向力达到46吨。圆周均布多颗锁紧螺钉，锁紧螺钉与径向呈30°夹角，刚好与螺纹牙型角相等，因此锁紧螺钉锁紧可靠，松脱力理论达到1.6吨;锁紧螺钉为12.9级高强度螺钉，锁紧螺钉前端镶嵌锡青铜锁紧销，锁紧销为整体压入牙腹螺母圆周锁紧孔之后与牙腹螺母内丝一起精加工而成，因此丝牙一致性得到充分保障，锁紧时锁紧螺钉推动锁紧销前进，锁紧销前端丝牙与主轴上丝牙紧紧咬合，从而达到锁紧效果。使用锡青铜锁紧销丝牙咬合锁紧的方式不会对主轴丝牙造成任何细微的损伤，锁紧力不会影响牙腹锁紧螺母锁紧时对轴承端面压力的任何变化，因此其锁紧力可控，锁紧可靠，不易松动。
[0016]作为优选，所述牙腹锁紧螺母的外端面由压板压紧，该压板通过圆周上均匀分布的螺栓与主轴相固定。
[0017]有益效果:本实用新型在驱动轮外齿两侧设置钢制挡板，有效提高了高分子材料驱动轮的刚性和承载能力，保证了高分子材料驱动轮内部材料的稳定性;钢制整体焊接结构的主轴组件能充分满足低速重载三角履带的高刚性、高承载能力要求，又节省了材料，降低了生产成本;经现场大批量使用并采集的数据分析得出:主轴内部轴承布置方式的改善、牙腹锁紧螺母的应用将主轴轴向最大受力提高了 3倍以上，车载底盘在使用履带轮总成之后的最小转弯半径由12米降低到了底盘自身的极限一一最小转弯半径8米;连续运行3个检修周期30个工作日240个工作时，没有发现主轴锁紧部分有任何松动现象，可靠性大幅度提尚O
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图2为图1的左视图。
[0020]图3为图1的B部放大图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0022]如图1、图2所示，驱动轮I由高分子材料制成，该驱动轮I的外圆一体形成有按圆周均匀分布的外齿la，外齿Ia为优选仿真齿形，数目根据实际需要确定，在每个外齿Ia的中部均开有过孔。驱动轮I的两端面贴装有圆环形的钢制挡板3，钢制挡板3上对应外齿Ia过孔的位置开有装配孔，长螺栓穿过两块钢制挡板3上的装配孔及外齿Ia上的过孔，将两块钢制挡板3和驱动轮I固定连接在一起。
[0023]如图1、图2所示，在驱动轮I的两端面对称开设有圆形凹槽，其中一个为第一凹槽Ib，另一个为第二凹槽Ic，两个凹槽槽底的中部通过驱动轮I中心开设的通孔贯通。两个凹槽的直径略小于钢制挡板3的内径，使凹槽的槽口能够敞露。主轴组件由主轴2、法兰盘4和定位环5三部分组成，由圆钢、钢板、无缝钢管经粗加工后双层满焊，再整体调质后精加工而成。主轴2的内端穿设于驱动轮I中心的通孔中，该主轴2内端的端部设置法兰盘4，法兰盘4与第一凹槽Ib的槽底贴合，且法兰盘4上焊接定位环5，定位环5位于第一凹槽Ib中。在主轴2的轴身上套装夹紧板6，夹紧板6为钢板，该夹紧板6与第二凹槽Ic的槽底贴合，夹紧板6通过按圆周均匀分布的螺栓与驱动轮I及法兰盘4固定连接，并且夹紧板6朝着第一凹槽Ib的方向由主轴2上的台阶面限位。
[0024]如图1所示，主轴2的外端伸出驱动轮I外，主轴2的外端通过两组并排设置的轴承与轴承室8相支承，轴承室8为两端敞口的直筒结构，并由无缝钢管制成。轴承室8的内端口由内端盖10密封，该内端盖10套装于主轴2上，内端盖10通过螺钉与轴承室8相固定。在内端盖10与主轴2之间设有羊毛毡密封圈12，该羊毛毡密封圈12固定嵌装于内端盖10的内孔凹槽中。轴承室8的外端口由外端盖11密封，主轴2的外端头穿过外端盖11，外端盖11通过螺钉与轴承室8相固定。
[0025]如图1所示，每组轴承由圆锥滚子轴承7和深沟球轴承7，组成，同组中圆锥滚子轴承7与深沟球轴承7 ’之间由隔圈9隔开，两个深沟球轴承7 ’位于两个圆锥滚子轴承7之间，并且两个圆锥滚子轴承7背向设置。在外端盖11与主轴2之间设置垫板13，该垫板13紧贴最外面的一个圆锥滚子轴承7，且垫板13由牙腹锁紧螺母14锁紧在主轴2上。在外端盖11与垫板13之间设有羊毛毡密封圈，该羊毛毡密封圈固定嵌装于外端盖11的内孔凹槽中。
[0026]如图1、图3所示，在牙腹锁紧螺母14上开设3个按圆周均匀分布的锁紧孔，锁紧孔的中心线与牙腹锁紧螺母14的径向具有30°的夹角，各锁紧孔中嵌装锁紧销15和锁紧螺钉16，锁紧螺钉16将锁紧销15顶紧在主轴2上。牙腹锁紧螺母14的外端面由压板17压紧，该压板17通过圆周上均匀分布的螺栓与主轴2相固定。
【主权项】
1.一种驱动轮总成，包括驱动轮(I)和主轴(2)，驱动轮(I)的外圆设有按圆周均匀分布的外齿(Ia)，其特征在于:在每个外齿(Ia)的中部开有过孔，所述驱动轮(I)的两端面贴装有圆环形的钢制挡板(3)，长螺栓穿过两块钢制挡板(3)上的装配孔及外齿(Ia)上的过孔，将两块钢制挡板(3)和驱动轮(I)固定连接在一起;在驱动轮(I)的两端面分别开设第一凹槽(Ib)和第二凹槽(Ic)，所述主轴(2)的内端穿设于驱动轮(I)中，该主轴(2)内端的端部焊接法兰盘(4)，法兰盘(4)与第一凹槽(Ib)的槽底贴合，且法兰盘(4)上焊接定位环(5)，在所述第二凹槽(Ic)的槽底贴装有夹紧板(6)，该夹紧板(6)套装于主轴(2)上，夹紧板(6)通过按圆周均匀分布的螺栓与驱动轮(I)及法兰盘(4)固定连接;所述主轴(2)的外端伸出驱动轮(I)外，主轴(2)的外端通过两组并排设置的轴承与轴承室(8)相支承，每组轴承由圆锥滚子轴承(7)和深沟球轴承(7’)组成，同组中圆锥滚子轴承(7)与深沟球轴承(7’)之间由隔圈(9)隔开，两个深沟球轴承(7’)位于两个圆锥滚子轴承(7)之间，并且两个圆锥滚子轴承(7)背向设置。2.根据权利要求1所述的驱动轮总成，其特征在于:所述夹紧板(6)朝着第一凹槽(Ib)的方向由主轴(2)上的台阶面限位。3.根据权利要求1或2所述的驱动轮总成，其特征在于:所述轴承室(8)为两端敞口的直筒结构，并由无缝钢管制成，轴承室(8)的内端口由内端盖(10)密封，该内端盖(10)套装于主轴(2)上，轴承室(8)的外端口由外端盖(11)密封，外端盖(11)和内端盖(10)均通过螺钉与轴承室(8)相固定。4.根据权利要求3所述的驱动轮总成，其特征在于:在所述内端盖(10)与主轴(2)之间设有羊毛毡密封圈(12)，该羊毛毡密封圈(12)固定嵌装于内端盖(10)的内孔凹槽中。5.根据权利要求3所述的驱动轮总成，其特征在于:所述主轴(2)的外端头穿过外端盖(11)，在外端盖(11)与主轴(2)之间设置垫板(13)，该垫板(13)紧贴最外面的一个圆锥滚子轴承(7)，且垫板(13)由牙腹锁紧螺母(14)锁紧在主轴(2)上。6.根据权利要求5所述的驱动轮总成，其特征在于:在所述外端盖(11)与垫板(13)之间设有羊毛毡密封圈，该羊毛毡密封圈固定嵌装于外端盖(11)的内孔凹槽中。7.根据权利要求5或6所述的驱动轮总成，其特征在于:在所述牙腹锁紧螺母(14)上开设3个按圆周均匀分布的锁紧孔，锁紧孔的中心线与牙腹锁紧螺母(14)的径向具有30°的夹角，各锁紧孔中嵌装锁紧销(15)和锁紧螺钉(16)，所述锁紧螺钉(16)将锁紧销(15)顶紧在主轴(2)上。8.根据权利要求7所述的驱动轮总成，其特征在于:所述牙腹锁紧螺母(14)的外端面由压板(17)压紧，该压板(17)通过圆周上均匀分布的螺栓与主轴(2)相固定。
【文档编号】B62D55/12GK205632707SQ201521089134
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月24日
【发明人】徐斌, 魏宇平, 但国军, 张永伟, 刘攀峰
【申请人】重庆太初新能源有限公司