CN101788024B - 一种传动膜盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及透平行业、高精密机床、泵及要求高转速、高扭矩、高质量的机械传动装置领域，具体是一种传动膜盘。该传动膜盘为套筒状的传动膜盘连接过渡区域一端设有传动膜盘盘面区域、另一端设有膜盘法兰构成的一体结构；所述传动膜盘采用单膜盘单曲面结构，传动膜盘盘面区域的外侧面为曲面，传动膜盘盘面区域的里侧面为平面。本发明可以解决进口传动膜盘价格昂贵及加工困难等问题，它具有与国外传动膜盘相同的性能，易于加工，成本较低。

Description

一种传动膜盘
技术领域
本发明涉及透平行业、高精密机床、泵及要求高转速、高扭矩、高质量的机械传动装置领域，具体是一种传动膜盘。
背景技术
膜盘联轴器属于联轴器的一种，用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。但膜盘联轴器又有别于其它联轴器，膜盘联轴器是一种集高钢度、高强度同时具有高弹性于一身的特殊高技术机械产品，在传递大功率、高转速的同时可补偿轴系的轴向、径向及角位移。虽然叠片联轴器也能补偿轴系的轴向、径向及角位移，国内也已经生产出这种联轴器。但此种联轴器无法满足大型轴系高速、高功率、高精度，无需润滑、使用寿命长的要求，而且易磨损，需经常更换，其性能无法与膜盘联轴器相比。目前，世界上能生产膜盘联轴器的厂家只有三家：德国BHS、日本EKK、美国Cop-flex。国内目前还没有厂家能研发生产膜盘联轴器，而且进口膜盘联轴器的价格相当昂贵，对于特殊用途的膜盘联轴器国外又不卖给我们，比如直升机、潜艇等；在国内，只有少数领域的一小部分机械在使用膜盘联轴器。膜盘联轴器因它特有的性能及诸多优点，可以补偿机械零件加工中的不足以及装配误差，使机械在自身不足的情况下，还可以良好的运转，也可以使精密机械更好的运转，减小噪音及震动，增加使用寿命。这就急需我国研发生产出自己的膜盘联轴器。
在膜盘联轴器上安装有传动膜盘，世界上能做传动膜盘的厂家只有德国BHS及日本EKK。BHS为双膜盘单曲面，采用分别加工出两个单膜盘单曲面，中间焊接而成为双膜盘，它的曲面为双曲线形式，这种加工方式费时，而且还需要特殊的焊接方式--电子束焊接，即浪费时间又不易加工，成本很高；EKK为单膜盘双曲面，曲面形式也为双曲线形式，膜盘的盘面需要双面加工，从工艺上就不易实现，而且加工困难，成本也很高。
发明内容
为解决进口传动膜盘价格昂贵及加工困难等问题，本发明提供一种传动膜盘，它具有与国外传动膜盘相同的性能，易于加工，成本较低。
本发明的技术方案如下：
一种传动膜盘，该传动膜盘为套筒状的传动膜盘连接过渡区域一端设有传动膜盘盘面区域、另一端设有膜盘法兰构成的一体结构；所述传动膜盘采用单膜盘单曲面结构，传动膜盘盘面区域的外侧面为曲面，传动膜盘盘面区域的里侧面为平面。
所述曲面的曲线函数关系式为y＝k/xn+b，k、b、n为常数，其中：k的取值范围为2.03×10-6-2.12×10-6，b的取值范围为0.03-0.06，n的取值为1-5。
所述的传动膜盘，在传动膜盘盘面区域的边缘处开有传动膜盘连接孔II。
所述的传动膜盘，在膜盘法兰上开有传动膜盘连接孔I。
本发明具有如下优点：
1、本发明传动膜盘可轴向拉伸、压缩。
2、本发明传动膜盘可径向偏转。
3、本发明传动膜盘可通过径向偏转实现角偏转。
4、本发明传动膜盘无需要润滑或维护。
5、本发明传动膜盘在整个使用寿命内都能保持它们的柔性特性。
6、本发明传动膜盘具有100％可再现的、高的动平衡性能。
7、国外膜盘联轴器有双膜盘单曲面，单膜盘双曲面两种，本发明膜盘联轴器为单膜盘单曲面，加工及生产则更为方便，更节省。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的一个实施例示意图。
图3-图5为本发明的工作原理图；其中，图3为膜盘联轴器补偿轴向拉伸变形原理图；图4为膜盘联轴器补偿轴向压缩变形原理图；图5为膜盘联轴器补偿径向偏转及角偏转变形原理图。
图中，1传动膜盘盘面区域；2传动膜盘连接过渡区域；3传动膜盘连接孔 I；4传动膜盘连接孔II；5膜盘法兰；6曲面；7平面；8驱动轴盘；9传动膜盘；10中间套筒；11被驱动端轴盘。
具体实施方式
如图1所示，本发明传动膜盘主要包括传动膜盘盘面区域1、传动膜盘连接过渡区域2、传动膜盘连接孔I3、传动膜盘连接孔II4、膜盘法兰5等，具体结构如下：
该传动膜盘为套筒状的传动膜盘连接过渡区域(筒形)2一端设有传动膜盘盘面区域1、另一端设有膜盘法兰5构成的一体结构，在传动膜盘盘面区域1的边缘处开有传动膜盘连接孔II4，在膜盘法兰5上开有传动膜盘连接孔I3。
本发明中，传动膜盘采用单膜盘单曲面结构，即：传动膜盘盘面区域1的外侧面为曲面6，传动膜盘盘面区域1的里侧面为平面7。
经用ANSYS受力分析，得出盘面的曲线形状图，曲面6的曲线为特殊曲线，其函数关系式为y＝k/xn+b，k、b、n为常数，其中：k的取值范围为2.03×10-6-2.12×10-6，b的取值范围为0.03-0.06，n≤5(根据功率、转速及补偿值的不同，n的取值为1-5)。本发明通过上述取值系数的不同，极易加工，节约成本，而且性能不变。在整个使用寿命内，盘面都可以保持它的柔性，而且具有可再现的、高的动平衡性能，在传递大功率、高转速的同时可补偿轴系的轴向、径向及角位移。
如图2所示，本发明主要安装于膜盘联轴器上，由膜盘联轴器连接两传动装置的轴端，用来传递扭矩并吸收轴向、径向及角度位移。膜盘联轴器主要包括：驱动轴盘8、传动膜盘9、中间套筒10、被驱动端轴盘11，具体结构如下：
中间套筒10两端分别连接一个传动膜盘9的膜盘法兰端，两个传动膜盘9的传动膜盘盘面区域1分别连接驱动轴盘8和被驱动端轴盘11。
扭矩是通过机身装配的螺栓由驱动轴盘8传送到一个传动膜盘9边缘，由传动膜盘9轮廓外形到传动膜盘盘面区域1、再到传动膜盘连接过渡区域2，通过螺栓由传动膜盘2传递到中间套筒10，再由中间套筒10传递到另一传动膜盘9的传动膜盘连接过渡区域2处，传动膜盘连接过渡区域2到传动膜盘盘面区域1、再到传动膜盘9轮廓外形，再由传动膜盘9的边缘传送到被驱动端轴盘11，完成扭矩传递。
如图3所示，在膜盘联轴器处于拉伸状态时，传动膜盘9用于补偿轴向拉伸变形。
如图4所示，在膜盘联轴器处于压缩状态时，传动膜盘9用于补偿轴向压缩变形。
如图5所示，在膜盘联轴器处于径向偏转及角偏转状态时，传动膜盘9用于补偿径向偏转及角偏转变形。

Claims (3)

1.一种传动膜盘，其特征在于：该传动膜盘为套筒状的传动膜盘连接过渡区域(2)一端设有传动膜盘盘面区域(1)、另一端设有膜盘法兰(5)构成的一体结构；所述传动膜盘采用单膜盘单曲面结构，传动膜盘盘面区域(1)的外侧面为曲面(6)，传动膜盘盘面区域(1)的里侧面为平面(7)；
所述曲面(6)的曲线函数关系式为y＝k/xn+b，k、b、n为常数，其中：k的取值范围为2.03×10-6-2.12×10-6，b的取值范围为0.03-0.06，n的取值为1-5。
2.按照权利要求1所述的传动膜盘，其特征在于：在传动膜盘盘面区域(1)的边缘处开有传动膜盘连接孔II(4)。
3.按照权利要求1所述的传动膜盘，其特征在于：在膜盘法兰(5)上开有传动膜盘连接孔I(3)。
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