CN104533977A - 大扭矩联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大扭矩联轴器，包括传动轴、对称设置于传动轴两端的轮毂和法兰，所述轮毂的外径大于传动轴的外径，且所述轮毂固定连接在传动轴上；所述传动轴两端的轮毂分别用多个空间连杆与法兰连接。该大扭矩联轴器不仅能够传递大扭矩，而且传递大扭矩时的对中性好、调节偏差能力佳。

Description

大扭矩联轴器

技术领域

本发明涉及一种联轴器，特别是涉及一种大扭矩联轴器。

背景技术

风电增速箱是风力发电机组的核心部件，由于风力发电机组安装在高山、荒野、海滩、岛屿等风口处，受无规律的变向、变负荷风力作用及强阵风冲击，其可靠性和使用寿命的要求比一般机械要高出许多。由于风电机组载荷情况复杂多变，风电齿轮箱运行时工况十分复杂。风电行业是新兴行业，行业起步和技术研究时间均较晚，相关技术理论都还不完善，基础数据资料缺乏，国内外没有特别成熟的大功率风电齿轮箱产品。加载试验是齿轮箱研究开发和质量检测的必要手段，大功率加载试验台几乎成为制约大功率风电齿轮箱研发的瓶颈。对于大功率风电齿轮箱试验台的研发将有助于国内兆瓦级风电齿轮箱的研究开发和产品质量的提高。出于对风电齿轮箱的可靠度和寿命的严格要求，对齿轮箱进行加载试验测试是风电齿轮箱开发、设计和生产的重要环节。风电齿轮箱加载试验台可实现对风电齿轮箱的驱动和加载，完成齿轮箱的各种试验，模拟齿轮箱在风力发电时的工作状态。随着风电机组单机容量的快速增长，风电齿轮箱及其试验台的额定功率也快速增长，因此对风电齿轮箱试验台的要求更加严格，试验台的开发难度也进一步提高。这对试验台上连接电机主轴和齿轮箱高速轴的联轴器提出了更高的要求，要求联轴器能够传递大扭矩、对中性好且具有一定调节偏差的能力。但是现有联轴器尚不能达到这些要求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能够传递大扭矩的联轴器。

本发明的第二个目的是提供一种对中性好且具有调节偏差能力的大扭矩联轴器。

为此，本发明的技术方案如下：

一种大扭矩联轴器，包括传动轴、对称设置于传动轴两端的轮毂和法兰，所述轮毂的外径大于传动轴的外径，且所述轮毂固定连接在传动轴上；所述传动轴两端的轮毂分别用多个空间连杆与法兰连接。

所述轮毂优选焊接在所述传动轴上。

所述多个空间连杆均为一端在所述大扭矩联轴器的轴向上与所述法兰相连，另一端在所述大扭矩联轴器的径向上与所述轮毂相连。

所述空间连杆与所述法兰连接端的孔中安装有关节轴承。

所述空间连杆与所述法兰的接触面之间设有锥形弹性垫。

所述空间连杆与所述轮毂的接触面之间设有圆柱形弹性垫。

所述法兰靠近所述轮毂侧沿圆周方向设有多个弹性支撑物。

所述多个弹性支撑物均为圆锥体，且其顶端处与所述轮毂相接触。

所述多个弹性支撑物均为底部延伸有螺杆的圆锥体，所述法兰上设有供所述多个弹性支撑物的螺杆穿过的多个小孔，所述螺杆穿过小孔后均用拧紧螺母和防松螺母固定；所述圆锥体顶端与所述轮毂相接触。

所述空间连杆与所述法兰、轮毂的连接方式均为螺栓连接。

所述空间连杆与法兰连接处的螺栓头部与空间连杆之间装有垫片；所述空间连杆与轮毂连接处的螺栓头部与空间连杆之间依次装有金属垫片和橡胶垫片。

该大扭矩联轴器可用于风电齿轮箱加载试验台传动，使用时，将传动轴两端的法兰分别与电机主轴上的扭矩测量装置的法兰和风电齿轮箱的高速轴上的扭矩测量装置的法兰相连接。具有如下优点：

1)能够在轴向上在电机主轴和齿轮箱高速轴相距较远的情况下传递大扭矩，这样就可以在轴向方向上让电机主轴和齿轮箱高速轴相距较远，以便给安装其他调整和测量装置留出足够的空间；

2)空间连杆与法兰连接端的孔中安装有关节轴承，能够自动补偿电机主轴和齿轮箱高速轴的角位移和径向位移偏差；

3)法兰上分布的一圈弹性支承物能够在轴向柔性支撑轮毂，自动补偿电机主轴和齿轮箱高速轴的轴线偏差引起法兰的偏转而产生的轴向长度偏差；

4)电机主轴和齿轮箱高速轴均是连接在该大扭矩联轴器两端的法兰上，而法兰与轮毂的连接是通过一圈空间连杆，并非刚性联接，浮动性很好，这样能够适应电机主轴和风电齿轮箱高速轴轴线存在一定范围的相对位移；

5)传动轴和两侧轮毂通过焊接连接，可以减小传动轴部分的壁厚，加大连接部分轮毂的壁厚，这样既能满足强度要求，又能比采用整体式减少重量、降低加工费用。

6)空间连杆采用金属垫片和橡胶垫片相结合的螺栓连接形式，既保证了连接可靠性又防止了空间连杆连接部分应力过大。

附图说明

图1为本发明大扭矩联轴器的主视局部剖面图；

图2为本发明大扭矩联轴器的C点局部放大图；

图3为本发明大扭矩联轴器的A向视图；

图4为本发明大扭矩联轴器的B向视图；

图5为本发明大扭矩联轴器的空间结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1～5所示，一种大扭矩联轴器，包括传动轴6、对称设置于传动轴6两端的轮毂7和法兰1，轮毂7的外径大于传动轴6的外径，且轮毂7固定连接在传动轴6上；传动轴6两端的轮毂7分别用多个空间连杆14与法兰1连接。

在本发明的一个实施例中，轮毂7焊接在传动轴6上，传动轴6一端连接轮毂7和法兰1的空间连杆14有六个。

空间连杆14的一端在大扭矩联轴器的轴向上与法兰1相连，另一端在大扭矩联轴器的径向上与轮毂7相连。

空间连杆14与法兰1连接端的孔中安装有关节轴承9。

空间连杆14与法兰的接触面之间设有锥形弹性垫8、与轮毂7的接触面之间设有圆柱形弹性垫5。

在本发明的一种实施例中，空间连杆14与法兰1、轮毂7的连接方式均为螺栓3连接。具体结构为：在空间连杆14与法兰1的连接处，螺栓3的头部向法兰1方向依次连接有垫片10、空间连杆14和锥形弹性垫8，此处空间连杆14的孔中安装有关节轴承9；空间连杆14与轮毂7连接处，螺栓3的头部向轮毂7方向依次连接有金属垫片2、橡胶垫片4、空间连杆14和圆柱形弹性垫5。

法兰1靠近轮毂7侧沿圆周方向设有多个弹性支撑物11。此多个弹性支撑物11的结构相同。在本发明的一个实施例中，弹性支撑物11均为圆锥体，且其顶端处与轮毂7相接触。此处给出一种形状为圆锥体的弹性支撑物11与法兰1的连接方式：法兰1对应弹性支撑物处均留有预留孔，预留孔结构为依次连接的两个不同半径的圆柱形孔，其中内侧，即靠近轮毂7侧，圆柱形孔半径较小；外侧圆柱形孔设有内螺纹；弹性支撑物顶端从该预留孔中穿过，其底部半径大于内侧圆柱形孔的半径且其底部嵌入外侧圆柱形孔内部，外加一个与外侧圆柱形孔内螺纹匹配的螺杆即可实现该弹性支撑物11的固定。

在本发明的另一实施例中弹性支撑物11为底部延伸有螺杆的圆锥体，法兰1上对称设有供弹性支撑物11的螺杆穿过的小孔，螺杆穿过小孔后均用拧紧螺母12和防松螺母13固定，且圆锥体11的顶端与轮毂7相接触。

该大扭矩联轴器能应用于风电齿轮箱加载试验台传动，使用时，将传动轴两端的法兰分别与电机主轴上的扭矩测量装置的法兰和风电齿轮箱的高速轴上的扭矩测量装置的法兰相连接，电机主轴上的扭矩传递到法兰1上，继而通过空间连杆14传递在轮毂7上，轮毂7与传动轴6焊接为一体，从而使电机主轴上的扭矩传递到传动轴6的另一端，同时传递至另一端的轮毂7上，再经由此端的空间连杆14传递至对应法兰1上，继而传递至风电齿轮箱的高速轴上的扭矩测量装置，实现电机主轴到风电齿轮箱的扭矩传递。

该大扭矩联轴器不仅能够传递大扭矩，且其对中性能佳，具有调节偏差的能力。

Claims (10)

1.一种大扭矩联轴器，包括传动轴(6)、对称设置于传动轴(6)两端的轮毂(7)和法兰(1)，其特征在于：所述轮毂(7)的外径大于传动轴(6)的外径，且所述轮毂(7)固定连接在传动轴(6)上；所述传动轴(6)两端的轮毂(7)分别用多个空间连杆(14)与法兰(1)连接。

2.如权利要求1所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述多个空间连杆(14)均为一端在所述大扭矩联轴器的轴向上与所述法兰(1)相连，另一端在所述大扭矩联轴器的径向上与所述轮毂(7)相连。

3.如权利要求2所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述空间连杆(14)与所述法兰(1)连接端的孔中安装有关节轴承(9)。

4.如权利要求2所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述空间连杆(14)与所述法兰(1)的接触面之间设有锥形弹性垫(8)。

5.如权利要求2所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述空间连杆(14)与所述轮毂(7)的接触面之间设有圆柱形弹性垫(5)。

6.如权利要求1所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述法兰(1)靠近所述轮毂(7)侧沿圆周方向设有多个弹性支撑物(11)。

7.如权利要求6所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述多个弹性支撑物(11)均为圆锥体，且其顶端处与所述轮毂(7)相接触。

8.如权利要求6所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述多个弹性支撑物(11)均为底部延伸有螺杆的圆锥体，所述法兰(1)上设有供所述多个弹性支撑物(11)的螺杆穿过的多个小孔，所述螺杆穿过小孔后均用拧紧螺母(12)和防松螺母(13)固定；所述圆锥体顶端与所述轮毂(7)相接触。

9.如权利要求2所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述空间连杆(14)与所述法兰(1)、轮毂(7)的连接方式均为螺栓(3)连接。

10.如权利要求9所述大扭矩联轴器，其特征在于：所述空间连杆(14)与法兰(1)连接处的螺栓(3)头部与空间连杆(14)之间装有垫片(10)；所述空间连杆(14)与轮毂(7)连接处的螺栓(3)头部与空间连杆(14)之间依次装有金属垫片(2)和橡胶垫片(4)。