一种行星曲面滚轮几何滑差式机械阻尼器的制作方法

1.本发明主要涉及阻尼器领域，具体是一种行星曲面滚轮几何滑差式机械阻尼器。


背景技术：

2.大型旋转设备的主轴背隙是影响设备精度、造成部件损耗的其中一个原因。目前主要采用磁粉离合器或者电磁刹车、气动刹车、碟片式刹车机构等来产生反向阻尼消除主轴背隙。以上所述的装置，虽能在应用中起到一定的阻尼效果，但都存在明显的应用缺陷。典型缺陷包括阻尼力矩不稳定，摩擦损耗大，热敏感较高等，温度一旦上升到某个临界值，便会出现阻尼失效。如锯机工作时(以环境温度30℃，主轴输入转速150r/min为例)，磁粉离合器、电磁刹车系统部件表面温度可达120℃以上，高温导致材料磁性减弱造成系统失效，从而造成锯片和元器件的损坏。并且以上消隙方式和装置普遍使用寿命不高，增加了用户使用成本。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种行星曲面滚轮几何滑差式机械阻尼器。
4.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
5.一种行星曲面滚轮几何滑差式机械阻尼器，包括定盘与传动输入轴，所述传动输入轴为使用设备的输出轴，所述传动输入轴与定盘同轴设置，所述传动输入轴上设置转动组件，所述定盘与转动组件之间设置行星组件。
6.所述转动组件包括主动盘以及从动盘，所述主动盘与传动输入轴键连接，所述主动盘与从动盘之间设置若干传动销轴，所述从动盘底部与定盘顶部之间均设置与行星组件相适应的沟槽。
7.所述行星组件包括保持架与若干行星曲面滚轮，所述行星曲面滚轮通过保持轴承与保持架转动连接，所述行星曲面滚轮的曲面与沟槽侧面相抵触。
8.所述主动盘与定盘之间通过推力轴承转动连接，所述推力轴承的外侧输入轴与定盘之间设置油封。
9.所述从动盘与主动盘之间设置压紧装置，所述压紧装置使得所述从动盘与主动盘之间的压紧力可调。
10.所述压紧装置为弹簧系统、液压装置或者气压装置中的一种。
11.所述压紧装置包括多组碟簧、压紧力调整螺栓以及压紧力调整螺母，所述压紧力调整螺栓贯穿主动盘与从动盘，所述碟簧设置在压紧力调整螺栓头部与主动盘底面之间，所述压紧力调整螺母设置在从动盘顶面上且与压紧力调整螺栓相配合。
12.对比现有技术，本发明的有益效果是：
13.本发明设计了独特的多轮行星曲面滚轮几何滑差摩擦阻尼结构，该结构采用盘式压紧结构压紧多组行星曲面滚轮，由此产生均匀可调的滚动摩擦阻力。该方式运转力矩稳
定可调，可靠性高，热稳定性好，部件损耗小，可长期稳定运行。该结构独特的结构特性，使得结构零部件形状简单，容易加工得到，装配要求不高，调整便利，可以通过调整定盘、动盘和行星曲面滚轮间的摩擦曲面角度、配合形状等配合条件，获得适应不同应用需求的阻尼力矩。同时由于本系统零件之间的运转啮合大部分为转动啮合，且有足够大的啮合面积与啮合强度，通过选用适合的零件材料和热处理方式，可使零件获得较高的表面耐磨特性和疲劳强度，在获得足够的阻尼力矩的同时，整个系统由于几何滑差摩擦的工作方式所产生的温升并不高，增强了系统运转稳定性。本系统结构零件磨损小，即使出现磨损，通过定盘、动盘压紧三组行星曲面滚轮的三点夹紧方式和自动压力补偿装置施加压力，可始终有效的保持系统啮合力的稳定，如此系统运转的阻尼稳定性极高，使用寿命也极高。
附图说明
14.附图1是本发明实施例1剖面结构示意图；
15.附图2是本发明实施例1结构示意图；
16.附图3是本发明实施例2结构示意图；
17.附图4是本发明实施例2去除密封壳体后结构示意图；
18.附图中所示标号：1、定盘；2、推力轴承；3、主动盘；4、传动销轴；5、保持架；6、保持轴承；7、行星曲面滚轮；8、挡圈；9、碟簧；10、压紧力调整螺栓；11、从动盘；12、油封；13、压紧力调整螺母；15、传动输入轴；16、密封壳体；17、密封盘；18、密封圈。
具体实施方式
19.结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
20.实施例1：
21.如图1-2所示，本实施例提供一种行星曲面滚轮几何滑差式机械阻尼器。以圆锯机为例，本装置用于消除圆锯机主轴传动背隙。本装置包括定盘1与传动输入轴15，所述定盘1通过盘底螺栓安装在圆锯机的机壳上，且定盘1中心的通孔与圆锯机的主轴同轴，所述输入轴15即为圆锯机的主轴。
22.所述传动输入轴15上设置转动组件，所述定盘1与转动组件之间设置行星组件。圆锯机的主轴(输入轴15)带动转动组件转动，从而使行星组件在定盘1与转动组件之间转动，通过行星组件与定盘1、转动组件之间的摩擦起到阻尼效果消除圆锯机的主轴背隙。
23.具体的，所述转动组件包括主动盘3以及从动盘11，所述主动盘3与传动输入轴15键连接从而传递输入轴15输入的转矩。所述主动盘3与定盘1之间通过推力轴承2转动连接，主动盘3外侧设置挡圈8对推力轴承2进行限位。所述推力轴承2的外侧输入轴15与定盘1之间设置油封12。所述主动盘3与从动盘11之间设置若干传动销轴4，通过所述传动销轴4将输入转矩传递给从动盘11。所述从动盘11底部与定盘1顶部之间均开设与行星组件相适应的沟槽。所述行星组件包括保持架5与若干行星曲面滚轮7，所述行星曲面滚轮7的一侧面为锥形，锥形面与沟槽内侧面轮廓相对应。所述行星曲面滚轮7通过保持轴承6与保持架5转动连接，所述保持架5与定盘1同轴设置。本实施例中所述行星曲面滚轮7设置三个，三组保持轴
承6将三个所述行星曲面滚轮7固定于保持架5上的三个均布固定位置，并跟随保持架5一起旋转。所述行星曲面滚轮7的曲面与沟槽侧面相抵触。当所述传动输入轴15带动主动盘3转动时，从动盘11通过传动销轴4被带动旋转，由于摩擦力的作用，所述动盘11会带动三个行星曲面滚轮7在定盘1与从动盘11之间的沟槽内转动。
24.所述从动盘11与主动盘3之间设置压紧装置，所述压紧装置使得所述从动盘11与主动盘3之间的压紧力可调，通过调整压紧装置的压紧力，可将行星曲面滚轮7抱紧固定在定盘1与动盘11的沟槽中。所述压紧装置为弹簧系统、液压装置或者气压装置中的一种，本实施例中采用多组呈圆周状态均布的弹簧系统作为压紧装置。具体的，所述压紧装置包括多组碟簧9、压紧力调整螺栓10以及压紧力调整螺母13，所述压紧力调整螺栓10贯穿主动盘3与从动盘11，所述碟簧9设置在压紧力调整螺栓10头部与主动盘3底面之间，所述压紧力调整螺母13设置在从动盘11顶面上且与压紧力调整螺栓10相配合。通过旋紧压紧力调整螺母13，可使主动盘11与所述定盘1之间形成挤压配合状态，将三个行星曲面滚轮7抱紧固定在所述定盘1和所述动盘11的沟槽中，使行星曲面滚轮7的曲面与沟槽面紧密贴合，随着输入轴15的转动，使得行星曲面滚轮7在沟槽内转动。
25.本装置的阻尼力矩来自于行星曲面滚轮7与定盘1。所述动盘11在相对旋转运动时，由于沟槽与行星曲面滚轮7的接触面几何形状导致各个位置的线速度不同，从而产生几何滑动产生摩擦阻尼效应。如图1所示，图中动盘11的沟槽截面中，定义沟槽的四个位置点a、b、c、d，四个位置在装置运转的过程中，每个点的线速度都是不同的。ad两点之间的面、bc两点之间的面中每个点的线速度也均不相同，由于这种线速度的不同，行星曲面滚轮7在与定盘1、动盘11的旋转运动啮合过程中必然会产生几何滑动导致的相对摩擦，由此将输入的机械能转化为装置零件的内摩擦能，以热的形式释放出来，最终起到消除主轴背隙的作用。
26.本装置在使用时，根据时间其运行程序如下，首先所述输入轴15将转矩输入到本装置内，与输入轴15通过键连接的主动盘3随着输入轴15转动而转动，同时主动盘3利用传动销轴4将转矩传递到从动盘11使从动盘11随着输入轴15转动；在所述碟簧9的压紧力下，所述从动盘11与定盘1之间的沟槽内所述行星曲面滚轮7被抱紧，随着从动盘11的转动，所述行星曲面滚轮7在摩擦力的作用下、在保持架5的限位下绕输入轴15转动，同时行星曲面滚轮7自转与沟槽面摩擦，将动能转化为热能释放，起到消除主轴背隙的效果。
27.值得一提的是，当自然冷却不能满足要求时，本装置可加入循环油冷却系统对装置进行冷却。
28.本装置中各部件运行时，行星曲面滚轮7与沟槽的啮合为旋转滚动啮合，由此产生的摩擦阻尼均匀平稳，各部件受力分布均匀，表面压强较低。工件通过材料的选取和热处理，表面疲劳强度和耐磨度完全可以长期运行，当需要不同转矩的阻尼时，只需要调节调节螺母13，调节碟簧9对动盘11的压力大小即可微调行星曲面滚轮与定盘、主动盘的结合紧密程度，从而改变摩擦力度，实现调节装置阻尼转矩大小的目的。
29.本实施例中，本装置能够消除因圆锯机主机齿轮箱有背隙而导致的锯片锯齿异常磨损，有效的提高锯片的切削效率，明显延长锯片的使用寿命，提高圆锯机的切削综合效能。
30.实施例2：
31.如图3-4所示，针对实施例1，本实施例中所述压紧装置略有不同，本实施例中采用
液压或者气压的方式对从动盘11进行压紧。具体的，所述定盘1上安装密封壳体16，密封壳体16将各部件覆盖。所述从动盘顶部设置密封盘17，所述密封盘17与输入轴15之间通过轴承连接，所述密封盘17与密封壳体16内壁之间设置若干密封圈18作为密封。所述密封壳体16与密封盘17顶部之间形成压力腔，密封壳体16顶部开设容许液压或气压通过的通孔，通过向压力腔内通过压力油或者高压空气，对密封盘17施加压力，从而对从动盘11施压使从动盘11与动盘1对行星曲面滚轮7抱紧。
32.更为具体的，所述密封壳体16侧面可开设冷却油口，通过冷却油口将冷却油循环导入沟槽内，将行星曲面滚轮7与沟槽摩擦的热量快速带走，进一步保障系统的稳定运行，提高设备的使用寿命。