传送带受力分析摩擦力

产品概述：

       KHX7-24矿用本安型限位开关由机械触点和防护外壳组成，其主要原理是通过行程开关触点的通断来实现电路的切换，行程开关的触点动作时，有干接点信号输出。

KHX7-24矿用本安型限位开关适用于中等速度的转臂式限位开关，既适用于机床等使用，又适用于工程机械等使用的限位开关，确切讲是一种包括转臂、凸轮、凸轮复位机构，开关芯操动机构和开关芯的限位开关。

工程机械如混凝土机械，工业电梯，传送带等，一般讲运动都较低，即运动直线性偏差可达5～15毫米，甚至更大，或者传送物即作为撞块使用，因此所使用的转臂式限位开关除应有适当动作灵敏度和重复精度外，还应能适应撞块动作精糙的情况，安装要求也应适当放宽，即限位开关应具有较小的“动作转角”及较大的“超行程转角”与“全行程转角”，或者说有较小的“动作压下”，较大的“超行程压下”及“全压下”。现有的转臂式微型限位开关的“动作转角”较小，“全转角”也较小，故动作灵敏度与重复精度虽较高，但其适应粗糙运动的能力较差，安装要求较高，因此基本上不适于工程机构、工业电梯、传送带等使用，以国产典型产品LX19系列与JLXK1系列的限位开关为例，系列中的转臂式限位开关θ动作＝±(13°～30°)，θ全≤±45°，这二系列限位开关在工程机械中应用时，经常产生虚假动作或转臂折断现象，从而使机械失控，其性能与可靠性不足是十分明显的。目前国内引进的西德西门子公司的3SE3系列限位开关产品，其相应参数已改进为θ全≤70°，可见主要改进是全转角有所增大，综合性能有所提高，但对于工程机械而言，仍嫌适用性不足。较理想的参数约为θ动作≤±(13°～30°)，θ全≤±90°，对于机床行业以外的大量的运动粗糙，按装精度低的许多场合，现有的转臂式微型限位开关的适用性与可靠性显然是无法满足的。

造成现有转臂式微型限位开关的上述弊病的原因，在于现有开关的凸轮形状设计不当，致使大转角时，凸轮无法正常自动复位。在现有技术中其凸轮横截面为矩形或弓形，附

图1提供了现有矩形凸轮的形状及工作情况，其中图1(A)为原始位置，图中1为凸轮复位弹簧，2为凸轮复位顶桿，3为凸轮，4为操动顶桿，5为超行程保护弹簧，6为开关芯，件1，2组成凸轮复位机构，件4，5组成开关芯操动机构，0为凸轮转动中心，转臂与凸轮直接固定联接，件1弹簧力比件5弹簧力制作得大得多，也比开关芯自身的复位力大复多，因此可以认为开关芯及其操动机构作用于凸轮上的弹簧力与力矩可以忽略不计，而只需考虑凸轮复位机构对凸轮的作用力和力矩。图1(B)为凸轮在外驱动力作用下转动时的情况。由图1(B)可见在凸轮(3)转动时，凸轮(3)的复位力臂为ao′，该值随凸轮转角增大逐渐变小，当凸轮转到极限位置时，复位力臂ao′已相当小，虽仍有凸轮复位弹簧力存在，但复位力矩已无法使凸轮复原位，见图1(c)。由图1(c)可见，凸轮的极限转角(即转臂可能产生的最大转角)是凸轮长宽比的反正切值，故θ极＜90°，这里谈的还仅是理想状态，实际上由于制造误差与摩擦力的影响，开关的实际全转角是不可能达到前述的极限位置的。通过前述可知，欲提高凸轮的极限转角可采用增加凸轮长宽比等办法来实现，但实际上由于受到体积、结构、工艺、价格等因素的制约，用这种方式所增加的限位开关的全转角是很有限的。图1(D)为现有的弓形凸轮的形状，而这种弓形凸轮也有类似的弊病。

本实用新型的目的是克服现有技术所存在的弊病，提供一种有较高工作灵敏度和重复精度，同时又有较大全转角的限位开关，以较高的综合性能满足各行业技术进步的需要。

本实用新型是在包括转臂，凸轮复位装置，形状芯操动机构及开关芯等组成的系统中置入改进后凸轮，这种凸轮在外驱动力作用下能重现现有形状的高灵敏度等优点，同时可在更大的转角下使凸轮的复位力臂和力矩足够大，具体讲其凸轮横截面有如下特征凸轮上有四个顶点a、b、c、d，连接其两个相邻顶点间的直线和连接另外两个顶点间的直线平行，而且连接两个顶点间的直线长度大于连接另两个顶点间的直线的长度。

采用这种形状的凸轮在原始位置时复位装置与凸轮的二个顶点相接触成稳定平衡状态，当凸轮在转臂带动下转动时，凸轮总与复位装置呈点接触，形成不稳定平衡状态，其复位力矩总是指向原始状态，并当凸轮转角达90°时复回力矩仍足够大且仍指向原始位置，由此产生大转角自动回位的功能。

限位开关的凸轮的横截面为一梯形或为一准梯形。

限位开关的横截面为一半园形切去两个底角或者一弓形切去两个底角所形成的形状。

，凸轮的底角α应为45°～80°。

实践证明凸轮的四个顶点倒以园角，所成的限位开关有最佳的性能。

如果将凸轮转动轴线移出凸轮的形心外侧或移出凸轮截面之外，其全转角将更大。

本实用新型的优点在于1.设置了具有先进合理运动学关系的机构，较好处理了各种影响因素。因此，具有大全转角，高灵敏，高精度和体积小等高的综合性能，参数均已接近理论最佳值。

可在现有生产条件下进行，产品有较高的技术继承性，故具有良好的推广条件。

实施例及不同实施例中的凸轮形状，其中图5(A)作为摘要附图。

附图2为的实施例结构图，其中图2(A)为正视图，图2(B)为俯视图。

附图3为准梯形截面的凸轮，操动机构及复位机构的示意图。

附图4为半园形(或弓形)并切去二底角的凸轮。

附图5为另一种准梯形截面的凸轮，操动机构及复位机构的示意图。

附图6为复位机构与操动机构均位于凸轮同一侧的实例。

附图5提供采用梯形横截面凸轮转动时情况，本图凸轮转角为±90°，由图5(C)可见在凸轮转角达90°时，凸轮的复位力臂o′d仍大于零，且力矩仍指向使凸轮复原位的方向，其值也足够大，因此凸轮仍可正常自动复位。通过对附图5的力学分析可知，当凸轮处于图5(A)时，作用于凸轮的各种力与力矩均相互平衡，凸轮处于平衡状态。当凸轮转动时，凸轮复位顶捍(2)与凸轮(3)的接触点为(a)，随着凸轮转动力臂ao′变小，且接触点由a变到d，力臂由ao′变为do′，且do′也随凸轮转动而渐变小，但do′永远大于零，与此同时，凸轮复位弹簧也被压缩，在整个凸轮转动的过程中，复位力矩与凸轮转角间的函数关系较复杂，但凸轮复位力矩的值总是足够大，且恒指向凸轮复位方向。同时由于与复位弹簧作用于凸轮的力及力矩相比较，开关芯及开关芯操动顶桿等作用于凸轮上的弹簧反力及反力矩是很小的，在力学分析中完全可以忽略不考虑，仅需考虑存在运动。因此，当转臂的外驱动力解除后，凸轮即会在凸轮复位弹簧力的作用下，可靠地回复到原始位置，开关芯及操动机构也同样回复到原始状态。若凸轮向相反方向转动，受力及运动情况似上述。

通过以上分析还可推出如下结论；弓形或半园形切角截面凸轮也有相同的效果。同样，如果复位装置，操动机构与凸轮的相互关系，呈附图6所示，即“同侧布局方式”其凸轮转动时的力学分析与前述基本上一致。

包括转臂、凸轮，开关芯操动机构与凸轮复位机构，开关芯操动机构和凸轮复位机构均与凸轮相接触，其特征在于凸轮上有四个顶点，其中二个相邻顶点的连线与另外二个相邻顶点的连线平行，且前二个顶点连线长度大于后二个顶点连线的长度。

特征在于凸轮的横截面形状为一梯形或准梯形。

特征在于凸轮横截面形状为一半园或弓形切去二个底角后所形成的形状。

在于底角α满足α＝80°～45°。

在于凸轮(3)的四个顶点a、b、c、d均倒园角。

在于凸轮的旋转轴线位于凸轮(3)的形心或形心外侧。

既有较高灵敏度和较高重复精度、又具有较大全转角的转臂式微型限位开关。本实用新型是在现有的限位开关中用一经改造得更合理的凸轮来实现前述功能，其凸轮特征是凸轮上有四个顶点，其中两个相邻顶点的连线与另外两个相邻顶点的连线平行，且前两个顶点的连线长度大于原两个顶点的连线长度。本实用新型既能满足目前机床行业的需要更能适用于工程机械，传送带及其他具有粗糙运动机械的需要。

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