CN101038014A - 高弹性橡胶合金联轴器 - Google Patents

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Abstract

一种高弹性橡胶合金联轴器，包括输入轴法兰盘(1)、弹性体(3)、输出联接盘(5)和输出联接套(7)。输入轴法兰盘(1)的内啮合圆弧梯形齿面与弹性体(3)外啮合圆弧梯形齿面并沿轴向呈锥度滑动配合，弹性体(3)与输出联接盘(5)高强度粘接为一个整体。弹性体(3)为一种新型工程复合材料，其两轴向端面内凹弧度半径R为40～60mm，内嵌有钢丝环(4)，使扭振强度增强，并将扭转角控制在适度范围内，能自适应调节补偿轴系安装不对中误差，大大降低动力传递过程中的非平衡力矩。本联轴器具有减振、降噪、安全、可靠、高效、节能、使用寿命长、安装简便等优点，可应用于机械、舰船、车辆、石油、水利和国防武器等装备动力传动系统。

Description

高弹性橡胶合金联轴器
技术领域
本发明属机械工程中的机械传动领域，特别是涉及一种的高弹性橡胶合金联轴器。
背景技术
很长时期以来，机械传动系统中的船舶推进系统、机车、挖掘机、起重机、重型汽车、压缩机、发电机组等各类动力装置因输出扭矩的不均匀性而造成轴系扭转振动的主要因素。德国伏尔康公司的弹性联轴器的弹性体在较长时间的使用后，容易存在橡胶的弹性疲劳破坏，弹性体的扭振强度降低，承受的最大扭矩降低，从而不仅在扭转方向的高弹性下降，而且在轴向、径向和角度方向的弹性下降，不能较好的补偿轴系传动机构的因为安装和运转过程中产生的不对中误差，并且弹性体吸收性变化受到使用环境影响，需要频繁的更换弹性联轴器。
发明内容
本发明的目的就是设计一种具有高的扭振强度，高的橡胶粘结强度，使用寿命长的高弹性橡胶合金联轴器。
本发明所涉及的一种高弹性橡胶合金联轴器，包括输入轴法兰盘1、弹性体3、输出联接盘5和输出联接套7；其特征为：输入轴法兰盘1的内啮合圆弧梯形齿面与弹性体3外啮合圆弧梯形齿面并沿轴向呈锥度α为3°～8°的滑动配合。弹性体3与输出联接盘5高强度粘接为一个整体。输入轴法兰盘1的圆周上开有一组孔2。弹性体3两轴向端面的半径为R为40～60mm。在弹性体3体内嵌有钢丝环4，钢丝环4的截面直径4～8mm。输出联接盘5通过圆周上一组螺钉6与联接法兰7相联。弹性体3用重量百分比2％～8％纳米级ZnOw改性增强的高分子工程复合材料，材料模压精密成型硫化压力10～25MPa、温度150～180℃、时间40～80min。输入轴法兰盘1由铝合金材料模压成型；在输出联接盘5的圆周外表面分别加工有螺旋角为β左旋和右旋螺纹，涂覆特种胶粘剂后，与弹性体3模压硫化精密成型，使弹性体3、内嵌钢丝环4和输出联接盘5高强度粘结成为一个整体。在联接法兰7开有键槽孔8，联接法兰7内径D尺寸大小可以是一组变化的尺寸。
本发明所涉及的高弹性橡胶合金联轴器，使扭振强度增强，并将扭转角控制在适度范围内，能自适应调节补偿轴系安装不对中误差，大大降低动力传递过程中的非平衡力矩，具有减振、降噪、安全、可靠、高效、节能、使用寿命长、安装简便等优点。
附图说明
图1是高弹性橡胶合金联轴器的结构示意图。
图2是高弹性橡胶合金联轴器A-A截面图。
图3是输入轴法兰盘的结构示意图。
图4是输出联接盘的结构示意图。
图5是高弹性橡胶合金联轴器的应用结构示意图。
图中1.输入轴法兰盘，2.孔，3.弹性体，4.钢丝环，5.输出联接盘，6.螺钉，7.输出联接套，8.键槽孔，9.输入轴，10.联接法兰，11.输出轴
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
本发明所涉及的一种高弹性橡胶合金联轴器，如图1所示包括输入轴法兰盘1、弹性体3、输出联接盘5和输出联接套7。弹性体3轴向两端面的半径R尺寸采用为40～60mm，可以防止其在受到长期交变载荷下产生疲劳失效。输入轴法兰盘1的内啮合圆弧梯形齿面与弹性体3外啮合圆弧梯形齿面并沿轴向呈锥度α为3°～8°的滑动配合，可以补偿轴向窜动、消除传动间隙、减振降噪，同时安装撤卸简便。如图2所示输入轴法兰盘1的圆周上开有一组孔2用于输入端的联接法兰相联。输出联接盘5通过圆周上一组螺钉6与输出联接套7相联。如图1所示在输出联接套7开有键槽孔8用于联接输出轴。
如图4所示输出联接盘5的圆周外表面分别开有螺旋角为β左旋和右旋螺纹。采用这样的螺旋结构，弹性体3在硫化成型时更加容易与输入轴法兰盘1和输出联接盘5粘结成一个整体，当弹性体3受到输入轴法兰盘1和输出联接盘5传递的扭矩时，弹性体3与输入轴法兰盘1和输出联接盘5的可以牢固的粘结在一起，不容易脱落。
如图1和图2所示弹性体3体内嵌有钢丝环4。钢丝环4是在直径为3～5mm的钢丝上缠绕直径为1～2mm的细钢丝，最后形成的一股直径为4～8mm的钢丝，再将该股钢丝弯成一个圆圈环内嵌在弹性体3内。当输入轴法兰盘1和输出联接盘5受到扭矩时，因为钢丝的弹性可以增强弹性体3的扭振强度，使扭振强度增强，并将扭转角控制在适度范围内，能自适应调节补偿轴系安装不对中误差，防止在轴向、径向和角度方向的弹性下降，大大降低动力传递过程中的非平衡力矩。
输入轴法兰盘1由铝合金材料模压成型。弹性体3、内嵌钢丝环4和输出联接盘5高强度粘结成为一个整体的工艺是采用在输出联接盘5的圆周外表面涂覆胶粘剂，弹性体3的材料是重量百分比2％～8％纳米级ZnOw改性增强的高分子工程复合材料，通过材料模压精密成型硫化压力10～25MPa、温度150～180℃、时间40～80min，所制备出的高弹性橡胶合金联轴器弹性体材料的物化性能和吸收性能超过了美军标准，使用寿命长。
实施例
高弹性橡胶合金联轴器弹性体3的硫化过程，弹性体3的材料采用重量百分比3％的纳米级ZnOw改性增强的高分子工程复合材料，放在开放式机X(S)K-230中进行胶炼。在输出联接盘5的圆周外表面分别加工有螺旋角为β左旋和右旋螺纹，涂覆特种胶粘剂后，将输出联接盘5和钢丝环4放在硫化模具中，再用挤压模具将胶炼得到的原料挤压到硫化模具中，最后将这套装配好的硫化模具放在数字化平板硫化设备中，设定好硫化温度180℃，硫化时间70分钟，硫化压力46kkg。
如图5所示，高弹性橡胶合金联轴器通过输出联接套7与输入轴9相联，联接法兰10与输出轴11相联，输出联接套7和联接法兰10的内径尺寸可以分别适应不同轴径的输出轴11和输入轴9。输入轴法兰盘1的内啮合圆弧梯形齿面与弹性体3外啮合圆弧梯形齿面并沿轴向呈锥度α为3°的滑动配合，因为输入轴法兰盘1的内孔面和输出联接盘5的外孔面螺旋结构，使硫化成型后的弹性体3输入轴法兰盘1、输出联接盘5粘结的更加牢固。钢丝环内嵌在弹性体3内，弹性体3的扭振强度得到增强。
表1高弹性橡胶合金联轴器弹性体材料的物
  项目            本工件              美国军用标准
  变形载荷   1.6N/mm2   2.1N/mm2   1.6N/mm2   2.1N/mm2
  挠度   0.0925mm   0.1023mm   0.1016mm   0.1142mm
  抗压强度   238N/mm2   105N/mm2
  抗拉强度   54N/mm2   21N/mm2
  外径收缩   0.0482-0.0603mm   0.0508-0.0635mm
表2高弹性橡胶合金联轴器弹性体材料的吸收性(收缩率)
  时间   液体   温度   本工件   美国军标
  70hrs   ASTM#30il   100℃   +2.9％   +4.0％
  70hrs   ASTM#30il   38℃   ＜+1％   ＜+1％
  70hrs   ASTM#30il   22℃   忽略   忽略
  70hrs   HO   100℃   +1.8％   +2.6％
  70hrs   HO   38℃   忽略   忽略

Claims (4)

1、一种高弹性橡胶合金联轴器，包括输入轴法兰盘(1)、弹性体(3)、输出联接盘(5)和输出联接套(7)；其特征为：输入轴法兰盘(1)的内啮合圆弧梯形齿面与弹性体(3)外啮合圆弧梯形齿面并沿轴向呈锥度α为3°～8°的滑动配合；弹性体(3)与输出联接盘(5)高强度粘接为一个整体；输入轴法兰盘(1)的圆周上开有一组孔(2)；弹性体(3)两轴向端面的半径为R为40～60mm；在弹性体(3)体内嵌有钢丝环(4)，钢丝环(4)的截面直径4～8mm；输出联接盘(5)通过圆周上一组螺钉(6)与联接法兰(7)相联。
2、根据权利要求1所述的高弹性橡胶合金联轴器，其特征是：弹性体(3)用重量百分比2％～8％纳米级ZnOw改性增强的高分子工程复合材料，材料模压精密成型硫化压力10～25MPa、温度150～180℃、时间40～80min。
3、根据权利要求1所述的高弹性橡胶合金联轴器，其特征是：输入轴法兰盘(1)由铝合金材料模压成型；在输出联接盘(5)的圆周外表面分别加工有螺旋角为β左旋和右旋螺纹，涂覆特种胶粘剂后，与弹性体(3)模压硫化精密成型，使弹性体(3)、内嵌钢丝环(4)和输出联接盘(5)高强度粘结成为一个整体。
4、根据权利要求1所述的高弹性橡胶合金联轴器，其特征是：在联接法兰(7)开有键槽孔(8)；联接法兰(7)内径D尺寸大小为一组变化的尺寸。
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