CN103821834A - 一种钢丝绳环弹性联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳环弹性联轴器，包括圆盘形且相对平行的左半联轴器和右半联轴器，其特征在于，还包括设置在左半联轴器和右半联轴器之间的钢丝绳环弹性装置，所述钢丝绳环弹性装置中包括有多个钢丝绳环，各个钢丝绳环所在的平面均和左半联轴器或右半联轴器侧表面平行，且各个钢丝绳均具有一个和左半联轴器相连的部分以及一个和右半联轴器相连的部分。本发明的联轴器，其不仅能传递较大的扭矩，还能有效的进行隔振减振和吸收冲击，同时还能补偿主从动轴系间的静、动态位移；具有变刚度变阻尼的非线性迟滞特性，很好的宽频带减振性能、抗冲击性能且各方向的静、动态位移补偿能力优良，同时还具有结构简单、可靠性高、寿命长等优点。

Description

一种钢丝绳环弹性联轴器

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳环弹性联轴器，特别适用于以内燃机为动力的船舶动力传动轴系、军用车辆（坦克和装甲车）传动轴系、风力发电机传动轴系、工程车辆传动轴系、小轿车传动轴系等大、中、小扭矩及运动传递系统的缓冲、隔振和减振，具有很好的宽频带扭振减振、抗冲击特性，并具有轴向、径向和周向三向的静、动态位移补偿能力。 

 

背景技术

目前市场上的弹性联轴器多采用橡胶材料作为弹性元件，其弊端是在高温下容易老化、在低温下容易脆化、抗冲击特性弱等。而少数用钢丝绳作为弹性元件的联轴器一般采用钢丝绳直接拉伸压缩或通过交叉缠绕组合拉伸压缩的方式，不能充分发挥钢丝绳的性能优势，且结构相对复杂。两头焊接钢丝绳环具有很好的迟滞非线性特性，吸振能力强，静、动态变形能力大，目前已被应用在隔振器领域，可以作为弹性联轴器的弹性阻尼元件。

 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种钢丝绳环弹性联轴器，使得该联轴器不仅能传递较大的扭矩，还能有效的进行隔振减振和吸收冲击，同时还能补偿主从动轴系间的静、动态位移。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种钢丝绳环弹性联轴器，包括圆盘形且相对平行的左半联轴器和右半联轴器，其特征在于，还包括设置在左半联轴器和右半联轴器之间的钢丝绳环弹性装置，所述钢丝绳环弹性装置中包括有多个钢丝绳环，各个钢丝绳环所在的平面均和左半联轴器或右半联轴器侧表面平行，且各个钢丝绳均具有一个和左半联轴器相连的部分以及一个和右半联轴器相连的部分。

作为优化，所述钢丝绳环弹性装置包括偶数个形状一致的卡盘，卡盘截面呈扇环形且绕轴心（轴心指左半联轴器和右半联轴器的轴心线）均匀间隔排布在同一个环形带上，任意相邻的两个卡盘各自通过一个外形匹配的过渡板分别固定连接在左半联轴器和右半联轴器上，每个卡盘的两个侧面都开有多个轴向均布的直槽，所述钢丝绳环分别安装在每相邻的两个卡盘的每对直槽中并与卡盘的直槽内壁相切，钢丝绳环通过插入卡盘直槽内的止动块被限位在卡盘直槽内；止动块通过两根从卡盘表面垂直插入卡盘的固定销来固定（所述固定销也可以是螺栓或铆钉的结构）。

这样，本发明以钢丝绳环作为弹性阻尼元件，采用钢丝绳环同时受拉和受压的组合承载方式。在载荷作用下，当钢丝绳环的各股钢丝绳或钢丝所受载荷小于其间最大静摩擦力时，联轴器刚度较大，受力变形基本为线性；在载荷逐渐增大的过程中，钢丝绳环各股之间和每股钢丝之间摩擦力逐渐增大，当钢丝绳各股之间和每股钢丝之间的摩擦力增大到大于最大静摩擦力后，对应股间和丝间的接触部位开始滑移，联轴器表现出显著的刚度软化。在卸载变形阶段，钢丝绳股间和丝间的摩擦力由大变小到反向增加，此阶段钢丝绳股间和丝间的反向摩擦力增大到大于最大静摩擦力，对应股间和丝间的接触部位开始滑动，联轴器刚度显著下降。该联轴器的阻尼特性与钢丝绳环变形有关：当联轴器振幅足够大时，钢丝绳各股和各丝之间发生干摩擦，此时干摩擦阻尼大；在小振幅时，各股钢丝绳不发生滑移，所以不产生干摩擦阻尼。另外不同结构参数的联轴器耗散面积不一样，也就是阻尼系数不一样，刚度特性也不一样。随着变形量的增加，联轴器的钢丝绳环刚度变小，具有软化特性，故而同时兼备减小振动和缓解冲击的能力。一方面可以隔离振动；另一方面，在振动区时隔振器相当硬，保证了设备的稳定性。随着振幅的增大，联轴器的钢丝绳环刚度逐渐变软，使其固有频率远离激振频率，从而避免系统共振，同时它的固有阻尼又使联轴器可以吸收和耗散大量的宽频振动。因此，本发明具有变刚度变阻尼的非线性迟滞特性，很好的宽频带减振、抗冲击性能和各方向的静、动态位移补偿能力，并且结构简单、可靠性高、寿命长。

作为进一步优化，所述卡盘、过渡板和左半联轴器或者右半联轴器之间采用紧固螺钉固定连接。使其连接更加紧密可靠，整体性更好。

作为优化，所述左半联轴器为一圆盘或法兰盘，圆盘边缘均布有多个螺栓孔用来与主动端法兰盘或发动机飞轮相连。这样可以方便左半联轴器的安装使用连接。

作为优化，右半联轴器的前端为一圆盘，圆盘直径和卡盘的扇形外径相同；右半联轴器与从动端连接方式为法兰连接、花键连接或者平键连接。这样可以方便右半联轴器的安装使用连接。

综上所述，本发明的联轴器，其不仅能传递较大的扭矩，还能有效的进行隔振减振和吸收冲击，同时还能补偿主从动轴系间的静、动态位移；具有变刚度变阻尼的非线性迟滞特性，很好的宽频带减振性能、抗冲击性能且各方向的静、动态位移补偿能力优良，同时还具有结构简单、可靠性高、寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明钢丝绳环弹性联轴器的结构示意图。

图2为本发明钢丝绳环弹性联轴器的正视图。

图3为图2的折线剖视图。

图4为图3中的A向视图。

图5为钢丝绳环弹性装置和过渡板的结构示意图。

图6为图5的剖视图。

图7为钢丝绳环示意图。

图中：1-左半联轴器、2-钢丝绳环弹性装置、3-过渡板、4-右半联轴器、5-紧固螺钉、6-卡盘、7-钢丝绳环、8-止动块、9-固定销。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时，如图1-图7所示，本发明的一种钢丝绳环弹性联轴器，包括左半联轴器1、右半联轴器4、钢丝绳环弹性装置2、过渡板3、紧固螺钉5。其中钢丝绳环弹性装置2由卡盘6、钢丝绳环7、止动块8和固定销9组成。

钢丝绳环弹性装置2中的卡盘6端面为扇形，其内外径大小可根据联轴器传递功率和钢丝绳环大小来确定，两个侧面成一夹角，夹角范围根据需要确定，卡盘上开有均布的三个螺钉孔用于连接左、右半联轴器，端面附近开有2个销孔用于安装固定销9；卡盘两两间隔对称均布在同一平面内，并且保证卡盘扇形平面的圆心在对称轴上；每个卡盘的两个侧面都开有多个轴向均布的直槽，相邻两卡盘通过多个轴向均布的钢丝绳环7相连接；钢丝绳环7安装在两个相邻卡盘的直槽中并与卡盘的直槽内壁相切，通过插入卡盘直槽内的止动块8固定在两卡盘之间；止动块8通过两根垂直插入卡盘的固定销9来固定也可以通过螺栓或铆钉来固定。卡盘6和钢丝绳环7依次首尾相连成环状，组成钢丝绳环弹性装置2。其中，左半联轴器1为一圆盘或法兰盘，圆盘边缘均布有多个螺栓孔用来与主动端法兰盘或发动机飞轮相连；过渡板3的两个端面和卡盘6的扇形端面相同，厚度由轴向位移补偿量的大小来确定；左半联轴器1和过渡板3上均开有和卡盘6相对应的螺钉孔，三者通过紧固螺钉固定连接。其中，右半联轴器4的前端为一圆盘，圆盘直径和卡盘6的扇形外径相同；过渡板3的两个端面和卡盘6的扇形端面相同，厚度由轴向位移补偿量的大小来确定；右半联轴器4和过渡板3上均开有和卡盘6相对应的螺钉孔，三者通过紧固螺钉固定连接；右半联轴器4与从动端连接方式可以根据需要采用法兰连接、花键连接、平键连接等。

具体实施时，可以根据传递扭矩的大小和轴系振动的强度改变均布卡盘的数目、卡盘内外径大小和卡盘两侧面的夹角，从而得到性能不同的钢丝绳环弹性联轴器。具体实施时可以根据传递扭矩的大小和轴系振动的强度改变卡盘两侧面轴向均布的直槽个数和钢丝绳环个数，从而得到性能不同的钢丝绳环弹性联轴器。具体实施时可以根据传递扭矩的大小和轴系振动的强度改变钢丝绳的直径或者改变钢丝绳环的大小，从而得到不同性能的钢丝绳环弹性联轴器。具体实施时弹性元件钢丝绳环7可以是采用不锈钢钢丝绳或普通钢丝绳首尾焊接成的圆环，如图7所示。

更加具体地说，本实施例的联轴器安装时，可以是首先安装钢丝绳环弹性装置2。本实施例采用4个卡盘均匀对称布置，卡盘的厚度为35mm，端面扇形的内直径为100mm，外直径为240mm，两侧面的夹角为60°且延长线过扇形圆心，卡盘的两个端面等距分布3个宽5mm的直槽，每个直槽间距为5mm，直槽深度为14mm，卡盘上有3个直径6mm的螺钉孔用于连接过渡板3和左、右半联轴器1、4，端面附近开有2个直径4mm的销孔用于安装固定销。本实施例采用的钢丝绳环7外径为70mm，钢丝绳直径为5mm。止动块8为一小矩形块，长20mm、宽9mm、厚5mm，中间开有2个直径4mm的销孔。固定销9直径为4mm，长度和卡盘厚度一致，为35mm。具体实施方式为：4个卡盘6两两间隔对称均布在同一平面内，并且保证卡盘扇形平面的圆心在对称轴上，将3个钢丝绳环7卡进相邻两个卡盘的直槽内使之与直槽内壁相切，并保证钢丝绳环的焊斑留在卡盘的直槽内由于焊接使焊斑附近性能发生改变，然后将6个止动块8压进直槽内使钢丝绳环贴紧直槽内壁，将4根固定销9打进卡盘和止动块的销孔之中过盈配合防止止动块在直槽内壁转动。采用同样的方法安装其他3组钢丝绳环，使4个卡盘通过12个钢丝绳环连接成环状，完成钢丝绳环弹性装置2的安装。

左半联轴器1为一直径为300mm厚度为20mm的圆盘，圆盘边缘均布有4个M10的螺栓孔用来与主动端法兰盘或发动机飞轮相连；过渡板3的两个端面和卡盘6的扇形端面相同，厚度为10mm；左半联轴器1和过渡板3上均开有和卡盘6相对应的螺钉孔，三者通过紧固螺钉5固定连接。 

右半联轴器4与从动端的连接方式有多种，本实施例采用花键连接，还可根据需要采用法兰连接、平键连接等。右半联轴器4的内部有一直径52mm的通孔，前端为一圆盘，圆盘直径和卡盘6的扇形外径相同为240mm，厚度为10mm；后端为一凸台，凸台直径为80mm，长60mm，凸台内部开有花键孔，用来与从动端花键轴相连。过渡板3的两个端面和卡盘6的扇形端面相同，厚度为10mm；右半联轴器4和过渡板3上均开有和卡盘6相对应的螺钉孔，三者通过紧固螺钉5固定连接。

以上只是本发明的其中一种实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。由于钢丝绳环具有很好的变刚度、变阻尼非线性特性，加上本发明利用了钢丝绳环同时受拉和受压的组合承载方式，增强了联轴器的扭矩传递能力和抗冲击、吸振性能。另外，本联轴器具有轴向、径向和周向的静、动态位移补偿能力，并且结构简单，具有很好的实用性。

Claims (5)

1.一种钢丝绳环弹性联轴器，包括圆盘形且相对平行的左半联轴器和右半联轴器，其特征在于，还包括设置在左半联轴器和右半联轴器之间的钢丝绳环弹性装置，所述钢丝绳环弹性装置中包括有多个钢丝绳环，各个钢丝绳环所在的平面均和左半联轴器或右半联轴器侧表面平行，且各个钢丝绳均具有一个和左半联轴器相连的部分以及一个和右半联轴器相连的部分。

2.如权利要求1所述的钢丝绳环弹性联轴器，其特征在于，所述钢丝绳环弹性装置包括偶数个形状一致的卡盘，卡盘截面呈扇环形且绕轴心均匀间隔排布在同一个环形带上，任意相邻的两个卡盘各自通过一个外形匹配的过渡板分别固定连接在左半联轴器和右半联轴器上，每个卡盘的两个侧面都开有多个轴向均布的直槽，所述钢丝绳环分别安装在每相邻的两个卡盘的每对直槽中并与卡盘的直槽内壁相切，钢丝绳环通过插入卡盘直槽内的止动块被限位在卡盘直槽内内；止动块通过两根从卡盘表面垂直插入卡盘的固定销来固定。

3.如权利要求2所述的钢丝绳环弹性联轴器，其特征在于，所述卡盘、过渡板和左半联轴器或者右半联轴器之间采用紧固螺钉固定连接。

4.如权利要求1所述的钢丝绳环弹性联轴器，其特征在于，所述左半联轴器为一圆盘或法兰盘，圆盘边缘均布有多个螺栓孔用来与主动端法兰盘或发动机飞轮相连。

5.如权利要求1所述的钢丝绳环弹性联轴器，其特征在于，右半联轴器的前端为一圆盘，圆盘直径和卡盘的扇形外径相同；右半联轴器与从动端连接方式为法兰连接、花键连接或者平键连接。

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