CN104006088B - 一种主动散热式高弹性联轴器 - Google Patents

Abstract

一种主动散热式高弹性联轴器，它主要由弹性体组件、联接法兰、轴套及内齿圈组成，所述内齿圈的每个齿部铸造成空芯结构，齿形与空芯部份一次性铸造成型，所述的空芯为对应于每个齿的所处位置和形状而设置在内齿圈外圆周面上的条形槽构成；所述内齿圈的外圆周面上、位于两两条形槽之间设置有一上下联通的腰形散热孔，孔的位置偏向内齿圈大端面即与原动机连接端；所述内齿圈的端面靠近齿部铸造成型有与两端大平面之间的齿端铸造台肩；所述的条形槽中间横向设置有连接短筋条；本发明通过铸造和硫化成型的工艺手段来实现各项设计结构，能确保结构精度达到要求，同时大幅度减少材料消耗，减轻了产品重量，提高了高弹联轴器的机械效率，节约了制造成本和社会资源。

Description

一种主动散热式高弹性联轴器

技术领域

本发明涉及的是一种与原动机、工作机分别相连接而传递扭矩，同时吸收部分机械震动的高弹性联轴器，主要适用于工业、船舶等领域的动力传动系统和辅助传动系统，属于机械传动系统技术领域。

背景技术

高弹性联轴器主要由弹性体组件、联接法兰、轴套及内齿圈等零部件组成。现有的高弹性联轴器在工作过程中，由于机械能转化成热能，弹性体组件的温度会不断上升，橡胶体的物理性能是随温度升高而逐步降低的，因此高弹性联轴器的技术状况应以：在满足轴系正常工作的条件下，弹性体的热平衡温度尽量低，从而实现更长的工作寿命。现有的高弹性联轴器因其工作效果好、结构简单、安装使用方便，在动力传动系统中得到广泛的应用，其缺点是联轴器内齿圈的全封闭结构和弹性体的被动散热，使得橡胶弹性体在运转过程中散热效果差，热平衡温度相对高，当温度过高时，橡胶弹性体的强度和寿命会明显下降，从而严重影响联轴器的正常传扭和使用寿命，具体的内齿圈结构见图1、2所示，所述联轴器总成中的弹性体是完全封闭在内齿圈内，现有技术中的弹性体端面圆周方向无凹凸状，其产生的热量需要通过内齿圈散发出去，所以内齿圈的散热能力明显影响着高弹性联轴器的热平衡温度，也最终影响到联轴器总成的传递能力和使用寿命；图1、2所示的内齿圈，由于外形为封闭式结构，散热效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在保持原动机、工作机连接方式不变的情况下，能满足最充分的散热效果，保证在工作过程中保持热平衡，提高传递能力、延长轴系的使用寿命和维护周期的主动散热式高弹性联轴器。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，本发明所述的主动散热式高弹性联轴器，它主要由弹性体组件、联接法兰、轴套及内齿圈组成，所述内齿圈的每个齿部铸造成空芯结构，齿形与空芯部份一次性铸造成型，所述的空芯为对应于每个齿的所处位置和形状而设置在内齿圈外圆周面上的条形槽构成；

所述内齿圈的外圆周面上、位于两两条形槽之间设置有一上下联通的腰形散热孔，孔的位置偏向内齿圈大端面即与原动机连接端。

本发明所述内齿圈的端面靠近齿部铸造成型有与两端大平面之间的齿端铸造台肩；所述的条形槽中间横向设置有连接短筋条。

所述内齿圈与原动机连接的安装面设置有一铸造成型由穿透性通孔构成的窗口，该窗口内侧与齿端铸造台肩连通。

本发明所述弹性体组件的端面设置有散热片，散热片与弹性体在硫化过程中一并成型，且所述散热片沿弹性体圆周方向均匀分布成五片。

本发明所述的内齿圈齿顶、齿槽、齿端及安装连接平面以及弹性体组件端面设计有特殊散热结构，包括增加了散热面积，增强了空气流通，增添了排热路径及排热孔，并采用直接铸造、硫化成型的结构方式，降低了材料消耗，减轻了产品重量，从而提高了传递能力，节约了材料成本和社会资源。

本发明在保持原动机、工作机连接方式不变的情况下，能满足最充分的散热效果，保证在工作过程中保持热平衡，提高传递能力、延长轴系的使用寿命和维护周期。

附图说明

图1是现有内齿圈结构示意图。

图2是图1的侧视结构示意图。

图3是本发明所述内齿圈结构示意图。

图4是图3的侧视结构示意图。

图5是本发明所述的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图3-5所示，本发明所述的主动散热式高弹性联轴器，它主要由弹性体组件1、联接法兰2、轴套3及内齿圈4组成，所述内齿圈4的每个齿部铸造成空芯结构，齿形与空芯部份一次性铸造成型，其中所述的空芯为对应于每个齿的所处位置和形状而设置在内齿圈4外圆周面上的条形槽5构成，从而保证了成型精度，增加了散热面积；同时联轴器旋转工作时弧形外齿能拨动空气强制流通，提高散热性能。

所述内齿圈4的外圆周面上、位于两两条形槽5之间设置有一上下联通的腰形散热孔6，孔的位置偏向内齿圈4大端面即与原动机连接端；该腰形散热孔铸造成型，将齿根圆与齿圈外壁直接接通，使用时确保高弹橡胶体直接从此通孔排热；同时联轴器旋转工作时能使包围的空气产生涡流，提高散热性能。

图中所示，所述内齿圈4的端面靠近齿部铸造成型有与两端大平面之间的齿端铸造台肩7，铸造成型的齿部端面无需后续加工，从而减少了材料损耗，方便了制造加工。

所述的条形槽5中间横向设置有连接短筋条8，以加强条形槽5对应齿条的强度。

本发明所述内齿圈4与原动机连接的安装面设置有一铸造成型由穿透性通孔构成的窗口9，该窗口9内侧与齿端铸造台肩7连通；所述窗口形状根据受力分析采用非规则结构，同时窗口内侧与齿端铸造台肩连通，从而保证使用时内部热量通过铸造台肩间隙传输到窗口直接散发出去，同时窗口直接铸造成型，降低了材料消耗。

弹性体组件的端面设置有散热片10，散热片与弹性体在硫化过程中一并成型，且所述散热片沿弹性体圆周方向均匀分布成五片；在联轴器旋转工作时，散热片将使弹性体端面的空气加速流通，从而加快散热速度。

实施例：图3所示为本发明的内齿圈结构，本发明所述内齿圈的材料为铸造铝合金，材料牌号通常可选ZL101A或ZL401，其作为高弹性联轴器中的重要传扭件，通过与柴油机或发电机等原动机连接，将原动机输出的扭矩传输到齿轮箱等工作机组。

图3-4所示，本发明是在内齿圈的齿部镂空，它是将内齿圈齿部铸造成空芯，同时齿部与镂空部位直接铸造成型，保证了齿部精度，也减少了材料消耗，降低了重量，增大了散热面积。同时由于沿圆周的齿部镂空，形成外圆周面上的弧形外齿，当联轴器旋转工作时，弧形外齿拨动空气进行强制流通，将高弹橡胶体产生的热量主动通过空气散发，使联轴器的散热性大大提高。

图中所示，本发明在内齿圈的齿槽部增设一腰形通孔（铸孔），考虑到结构和散热要求，通孔沿齿向方向铸成腰子形，同时位置在靠近原动机连接一端，该孔与齿圈内腔直接接通，利于弹性体齿部热量直接通过该孔排出。通过每个齿槽开孔，大大减少了材料消耗，降低了重量。同时由于沿圆周的腰型铸孔也能在联轴器旋转工作时，使包围的空气产生涡流，从而将高弹橡胶体产生的热量通过空气涡流散发，使联轴器的散热性大大提高。

图中所示，本发明将内齿圈的端面靠近齿部直接铸造成型有齿端台肩，该齿端台肩为保持与大端平面有一台肩，是在齿部端面直接铸造成型，不再加工，既减少了材料消耗，又避免了齿端面的断续加工。

本发明还设置有安装面窗口，它是指在内齿圈与原动机连接面设计一铸造窗口，并与齿端台肩铸造贯通。该窗口铸造成型，可以采用非规则形状，避开了受力点方向，保证满足强度要求。该窗口沿圆周方向分段布置，大幅度减少了材料消耗，减轻了整体重量，同时将高弹内部热量通过端面台肩传递到该窗口直接排出，从而实现降低高弹工作的热平衡温度的目的，提高了传递能力和使用寿命。

图5所示的弹性体组件（元件），其端面增设了散热片，在联轴器旋转工作时，散热片将使弹性体端面的空气加速流通，从而实现加快散热速度，降低弹性体热平衡温度的目的。图5中还包括内齿圈一边相连的原动机主机飞轮11，另一边通过法兰2连接的轴套3，并通过轴套相连有工作机轴。另在所述高弹性联轴器的外面设置有工作机罩壳12和相连的主机飞轮罩壳13。

Claims (4)

1.一种主动散热式高弹性联轴器，它主要由弹性体组件、联接法兰、轴套及内齿圈组成，其特征在于所述内齿圈的每个齿部铸造成空芯结构，齿形与空芯部分一次性铸造成型，所述的空芯为对应于每个齿的所处位置和形状而设置在内齿圈外圆周面上的条形槽构成；所述内齿圈的外圆周面上、位于两两条形槽之间设置有一上下联通的腰形散热孔，孔的位置偏向内齿圈大端面即与原动机连接端。

2.根据权利要求1所述的主动散热式高弹性联轴器，其特征在于所述内齿圈的端面靠近齿部铸造成型有与两端大平面之间的齿端铸造台肩；所述的条形槽中间横向设置有连接短筋条。

3.根据权利要求1或2所述的主动散热式高弹性联轴器，其特征在于所述内齿圈与原动机连接的安装面设置有一铸造成型由穿透性通孔构成的窗口，该窗口内侧与齿端铸造台肩连通。

4.根据权利要求1所述的主动散热式高弹性联轴器，其特征在于弹性体组件的端面设置有散热片，散热片与弹性体在硫化过程中一并成型，且所述散热片沿弹性体圆周方向均匀分布成五片。