CN104948611B - 一种单向超越膜片联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向超越膜片联轴器，包括半联轴器、膜片组和单向超越离合器，单向超越离合器包括外环和内环，法兰设置在单向超越离合器的一端面处，法兰轴设置在单向超越离合器的另一端面处，法兰采用多个螺栓与外环一端面螺纹连接，法兰轴通过键与内环的内孔连接，半联轴器分别设置在法兰和法兰轴外侧，半联轴器与法兰之间、半联轴器与法兰轴之间分别设置有膜片组。本发明的单向超越膜片联轴器可实现联结主、从动两轴在机械中传递动力和运动的同步转动，并且具有传递转矩或超越的自动离合切换功能，同时还可防逆转。并且在高速运行时可以实现非接触，无磨损、减少发热，使用寿命长，拆卸方便，维护简单，多功能，低成本，经济实用。

Description

一种单向超越膜片联轴器

技术领域

本发明涉及机械传动装置技术领域，特别是指一种单向超越膜片联轴器。

背景技术

机械技术发展与创新，随着机械产品的不断发展，对通用零部件传动联结件的性能和功能也提出更高的要求，为了适应各种机械传动多功能和安装方式的需求，目前联轴器和超越离合器品种类别繁多，但是刚性联轴器由于不能适应两轴间不同轴度及角度偏差、转动惯量大等原因，现很少使用。挠性联轴器特别是金属弹性元件膜片联轴器，兼有作为轴系中的弹性元件而起调节频率、减振、补偿两轴相对位移、偏角、缓冲和减振安全作用。目前，超越离合器有滚柱式和楔块式超越离合器，特别是非接触式楔块式超越离合器更具有特点，能传递较大的转矩，逆止可靠，解脱轻便，可实现非接触式无磨损运行，减少发热，提高寿命。

随着机械产品向高速、高效、高精度方向发展，要求传动联结件多功能，结构简单、紧凑，方便安装，拆卸，传统结构传动联结件还不能适应发展要求。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种单向超越膜片联轴器，能实现联结两轴、又能超越(或传递转矩)和防止逆转。

本发明采用的技术方案为：

一种单向超越膜片联轴器，包括半联轴器、膜片组和单向超越离合器，单向超越离合器包括外环、内环和楔块组件，内环设置在外环内，外环与内环之间构成滚道，滚道内设置有楔块组件，法兰设置在单向超越离合器的一端面处，法兰轴设置在单向超越离合器的另一端面处，法兰采用多个螺栓与外环一端面螺纹连接，法兰轴通过键与内环的内孔连接，半联轴器分别设置在法兰和法兰轴外侧，半联轴器与法兰之间、半联轴器与法兰轴之间分别设置有膜片组。

所述膜片组由数片不锈钢薄板膜片叠集组合构成。

所述楔块组件外设置有迷宫式密封。

靠近所述法兰一侧的迷宫式密封内侧设置有固定挡环，靠近所述法兰轴一侧的迷宫式密封内侧设置有挡环，迷宫式密封外侧设置有孔挡。

所述楔块组件包括楔块、滚柱、扭簧、挡销、止动销和轭板，轭板为两个，并列设置在所述外环和所述内环之间，由挡销和止动销固定；楔块和滚柱通过两端的圆柱小轴分别插装入两轭板相应的轴孔中，并可以在两轭板轴孔中自由转动，楔块组件与内环由固定挡环连接在一起；扭簧套在楔块的圆柱上，一端插入楔块端面的小孔中，另一端靠在挡销上，用于提供初始摩擦力，并使楔块动作一致。

所述楔块两侧为分别不同心的经硬化处理的小圆弧半径、大偏心距的耐磨弧形工作面，两个耐磨弧形工作面分别与内环的外径和外环的内径相接触。

所述滚柱的数量至少为3个，均匀分布在所述滚道内，相邻两滚柱间设有楔块，楔块使楔块组件在滚道之间具有良好同心度。

本发明的有益效果：

1.本发明的单向超越膜片联轴器是根据市场需求、用户的要求而研制开发的，解决了传动系统中同时安装联轴器和超越离合器不同轴、别劲发热、多故障、安装位置紧张、影响传递效果的问题。

2.在矿山开发大功率、大倾角上运带式输送机等传输送机械使用量迅速增加，但多发事故造成传递机械故障和破坏、飞车重大事故。为了安全，在传动系统中装有联轴器和超越离合器，可以防止逆转或倒退，另在双驱动及多驱动中可起到动力转换装置的作用。

3.本发明的单向超越膜片联轴器实现联结主、从动两轴在机械中传递动力和运动的同步转动，并且具有传递转矩或超越的自动离合切换功能，同时还可防逆转。高速运行时实现非接触无磨损、减少发热，提高使用寿命。结构紧凑，巧妙地将机械传动的二器合二为一、融为一体。离合器不但具有自行离合功能，同时又起到了中间轴型膜片联轴器的中间轴的作用。有利保证安装同轴度，能够补偿径向、角向和轴向偏差，缓冲减振。装拆方便，可以实施中间拆卸、维护方便、经济实用，特别适合在机械传动中使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的单向超越膜片联轴器的示意全剖视图；

图2为本发明实施例所述的单向超越膜片联轴器中的楔块组件结构图；

图3为本发明实施例所述的单向超越膜片联轴器在高温风机传动系统中的应用示意图；

图4为本发明实施例所述的单向超越膜片联轴器在能源回收系统中的应用示意图。

图中，1.半联轴器，2.膜片组，3.垫圈，4.法兰，5.外环，6.内环，7.楔块组件，71.楔块，72.滚柱，73.扭簧，74.挡销，75.止动销，76.轭板，8.法兰轴，9.孔挡，10.迷宫式密封，11.挡环，12.油杯，13.固定挡环，14.轴挡，15.辅电机，16.减速机，17.单向超越膜片联轴器，18.风机，19.联轴器，20.主电机，21.涡轮机，22.泵，23.电机

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1～图2示，本实施例提供一种单向超越膜片联轴器，包括半联轴器1、膜片组2和单向超越离合器，单向超越离合器包括外环5和内环6，法兰4设置在单向超越离合器的一端面处，法兰轴8设置在单向超越离合器的另一端面处，法兰4采用多个螺栓与外环5一端面螺纹连接，法兰轴8通过键与内环6的内孔连接，用轴挡14防止轴向位移，半联轴器1分别设置在法兰4和法兰轴8外侧，半联轴器1与法兰4之间、半联轴器1与法兰轴8之间分别设置有膜片组2。半联轴器1通过六角头铰制孔用螺栓分别与法兰4和法兰轴8连接，用螺母锁紧，可以补偿径向、角向和轴向偏差，减振缓冲，顺(逆)时针同转特性完全相同，零回转间隙。外环5和内环6均为空心圆柱形，结构简单，有利加工，根据要求可以加工成各种尺寸的孔径，精度容易控制。

膜片组2由数片不锈钢薄板膜片叠集组合构成。靠膜片弹性变形来补偿所联结两轴相对位移，补偿径向、角向和轴向偏差。膜片组2外设置有垫圈3。

单向超越离合器的内环6设置在外环5内，外环5与内环6之间构成滚道，滚道内设置有楔块组件7，楔块组件7外设置有迷宫式密封10，起到端盖和密封作用。

靠近法兰4一侧的迷宫式密封10内侧设置有固定挡环13，靠近法兰轴8一侧的迷宫式密封10内侧设置有挡环11，迷宫式密封10外侧设置有孔挡9。

楔块组件7包括楔块71、滚柱72、扭簧73、挡销74、止动销75和轭板76，轭板76为两个，并列设置在外环5和内环6之间，由挡销74和止动销75固定；楔块71和滚柱72通过两端的圆柱小轴分别插装入两轭板76相应的轴孔中，并可以在两轭板76轴孔中自由转动，楔块组件7与内环6由固定挡环13连接在一起；扭簧73套在楔块71的圆柱上，一端插入楔块71端面的小孔中，另一端靠在挡销74上，用于提供初始摩擦力，并使楔块71动作一致。

楔块71两侧为分别不同心的经硬化处理的小圆弧半径、大偏心距的耐磨弧形工作面，两个耐磨弧形工作面分别与内环6的外径和外环5的内径相接触。楔块71设计为不同心大偏心距，小圆弧半径的圆弧工作面，所受应力小、寿命长，并且实施气相沉积，提高表面硬度增加耐磨性能。

滚柱72的数量至少为3个，均匀分布在所述滚道内，相邻两滚柱72间设有楔块71，滚柱72使楔块组件7在滚道之间具有良好同心度。

其中，离合器个外环5内还设置有油杯12，与滚道连通。

另外，如果传动系统中有较大轴向和径向力可设置轴承。

本发明单向超越膜片联轴器工作原理：在机械传递动力和运动过程中，首先将主、从动部两轴联结，实现膜片联轴器的传动同步回转功能。同时单向超越离合器传递转矩或超越、防止逆转的功能。

当主机启动时，单向超越膜片联轴器，将其联结的两轴随主机同步回转。带动中间轴即离合器内环6和楔块组件7一块转动，该离合器设计为非接触式的离合器，因此，楔块71旋转时会产生离心力，对楔块71支撑点形成一个转矩，其方向与扭簧73施加给楔块71的相反，有使楔块71与外环5脱离接触的趋势，但当楔块71由旋转时产生的离心力矩不足以克服复位扭簧73施加给楔块71的转矩时，这时楔块71与内环6工作圆弧面相互助接触，与外环5处于相对滑动摩擦。当连接内环6转速逐渐提高，所产生的离心力矩等于或大于复位扭簧73预加的转矩时，这样迫使楔块71在支撑孔中偏转而与外环5脱离接触并靠在挡销74上，此时实现非接触运转，无磨损，减少发热，提高使用寿命。

如图3所示，该实施例为单向超越膜片联轴器在主、辅双电机驱动高温风机的节能方式，其中，辅电机15和单向超越膜片联轴器17之间设置有减速机16，主电机20和风机18之间设置有联轴器19。工作时，首先启动辅电机15(小功率、低转速。如Pw＝12.5kw n＝95r/min)，这时单向超越膜片联轴器17传递转矩。带动高温风机启动运转。然后，再开始启动主电机20(如Pw＝110kw n＝950r/min)带动高温风机工作，因为转速大于辅电机15转速，此时单向超越膜片联轴器17处于超越状态。如需检修等可关闭主电机20，这时由辅电机15带动风机，故起到节能的作用。

如图4所示，该实施例是单向超越膜片联轴器在能源回收系统中的应用，实现高效的能源节省。首先电机23驱动泵22排出高压液体，这液体经循环后，用来驱动涡轮机21。然后再用涡轮机21来帮助驱动泵22。如果存压力太低，不足以使涡轮机21高速旋转，则单向超越膜片联轴器处于超越状态。然而，当涡轮机21的旋转速度达到了电机23的旋转速度时，则单向超越膜片联轴器自动楔合，泵22由涡轮机21和电机23共同驱动，因此，使用该系统产生的效果是：泵22输出很低，并且只需安装一台单向超越膜片联轴器和涡轮机21，而提供的却是一个稳定可靠、方便维护，具有较低运行成本的高效能源回收系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单向超越膜片联轴器，其特征在于：包括半联轴器、膜片组和单向超越离合器，单向超越离合器包括外环、内环和楔块组件，内环设置在外环内，外环与内环之间构成滚道，滚道内设置有楔块组件，法兰设置在单向超越离合器的一端面处，法兰轴设置在单向超越离合器的另一端面处，法兰采用多个螺栓与外环一端面螺纹连接，法兰轴通过键与内环的内孔连接，半联轴器分别设置在法兰和法兰轴外侧，半联轴器与法兰之间、半联轴器与法兰轴之间分别设置有膜片组；所述楔块两侧为分别不同心的经硬化处理的小圆弧半径、大偏心距的耐磨弧形工作面，两个耐磨弧形工作面分别与内环的外径和外环的内径相接触。

2.根据权利要求1所述的一种单向超越膜片联轴器，其特征在于：所述膜片组由数片不锈钢薄板膜片叠集组合构成。

3.根据权利要求1所述的一种单向超越膜片联轴器，其特征在于：所述楔块组件外设置有迷宫式密封。

4.根据权利要求3所述的一种单向超越膜片联轴器，其特征在于：靠近所述法兰一侧的迷宫式密封内侧设置有固定挡环，靠近所述法兰轴一侧的迷宫式密封内侧设置有挡环，迷宫式密封外侧设置有孔挡。