CN108561690A - 采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，包括支承件、被支承件，被支承件安装在支承件内部，被支承件的第一端通过多个刚性连接结构与支承件连接，还包括多组为被支承件提供径向支承力的楔块式柔性辅助支承装置，楔块式柔性辅助支承装置安装在支承件内侧壁和被支承件的第二端外侧壁之间。楔块式柔性辅助支承与刚性主连接结合的支承方式，可以改善被支承件的受力情况、提高其动态环境适应性；被支承件的支撑力大小可根据顶紧螺钉的预紧力矩进行调节；提升了产品承受径向载荷的能力，且安装方便、支承力可调、通用性强，适用于多数长径比较大或筒状零部件的辅助支承安装。

Description

采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构

技术领域

本发明属于长径零部件装配技术领域，具体涉及采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构。

背景技术

在复杂装备产品设计中，对长径比较大或重要的筒状零部件，为提升产品的装配性、提高产品动态环境适应性、改善产品受力情况，多采用刚性连接或刚性主连接与柔性辅助支承相结合的方式。其中，刚性连接根据产品的外形结构、受力情况、安装布局方式以及外部约束，可设置一处或多处连接部位，连接部位一般具有较强的约束定位功能并能承受较大的径向载荷，一般采用安装板面间螺栓固连或止口定位、螺栓固连的连接方式。刚性主连接与柔性辅助支承相结合的支承方式中，刚性主连接部位只有一处，作为主要承力连接结构，具有较强的约束定位功能，多采用止口定位、螺栓固连的连接方式；柔性辅助支承的设计则根据产品的受力状态、外形结构、变形或位移极限等因素的制约存在较大的不确定性。

上述传统的刚性连接结构，当连接部位只有一处时，产品的受力情况较为严酷，且在径向载荷较大时，非连接端会由于悬臂产生较大的变形与位移；当连接部位多于一处时，由于安装法兰或安装板加工误差、连接部位线膨胀系数不同等原因造成产品调节设计复杂、安装困难、安装后易超静定。

上述传统的刚性主连接与辅助支承相结合的连接结构中，辅助支承件与实际产品的结构外形、支承位置密切相关，通用性较差，而且辅助支承件提供的支承力较为固定，在设计不改变的情况下支承力无法调整。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，包括支承件、被支承件，被支承件安装在支承件内部，被支承件的第一端通过多个刚性连接结构与支承件连接，还包括多组为被支承件提供径向支承力的楔块式柔性辅助支承装置，楔块式柔性辅助支承装置安装在支承件内侧壁和被支承件的第二端外侧壁之间。

具体地，楔块式柔性辅助支承装置包括楔块和用于调整楔块对被支承件的径向支承力的调整机构，楔块置于支承件内侧壁和被支承件外侧壁之间，调整机构的力矩输出端与楔块连接。

具体地，调整机构包括衬套、顶紧螺钉，支承件内侧壁上安装有法兰，法兰上设置有与楔块式柔性辅助支承装置数量对应的螺纹孔，楔块上设置有用于安装衬套的凹槽，衬套过盈安装在凹槽内，顶紧螺钉的末端侧壁与螺纹孔螺纹连接，顶紧螺钉的首端与衬套内部接触顶紧。

优选地，防松螺钉安装在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹连接，防松螺钉的首端与顶紧螺钉的末端接触顶紧。

优选地，防松螺钉为内六角平端紧定螺钉。

防松螺钉为内六角平端紧定螺钉，作用是防止顶紧螺钉在动载荷作用下因力矩下降而松脱。

优选地，楔块的第一侧面与被支承件完全贴合接触，且楔块的第一侧面与被支承件的中心线平行设置；楔块的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块的第二侧面为向被支承件的中心线倾斜和朝向被支承件的第一端的斜面，支承件的内侧壁上设置有与楔块的第二侧面相配合的斜面。

优选地，楔块的第二侧面与支承件完全贴合接触，且楔块的第二侧面与被支承件的中心线平行设置；楔块的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块的第一侧面为向被支承件的中心线倾斜和朝向被支承件的第二端的斜面，被支承件的侧壁上设置有与楔块的第一侧面相配合的斜面。

利用顶紧螺钉对楔块施加轴向顶紧力，再通过斜面转化为对被支承件的径向支撑力。

优选地，多组楔块式柔性辅助支承装置围绕被支承件均匀布设。

优选地，刚性连接结构为螺栓。

优选地，支承件与被支承件通过刚性连接结构连接的一端设置有定位止口，被支承件安装在支承件的定位止口内。

采用定位止口对被支承件进行定位，动态环境下被支承件不易晃动。

本发明的有益效果在于：

(1)楔块式柔性辅助支承与刚性主连接结合的支承方式，可以改善被支承件的受力情况、提高其动态环境适应性；

(2)被支承件的支撑力大小可根据顶紧螺钉的预紧力矩进行调节；

(3)提升了产品承受径向载荷的能力，且安装方便、支承力可调、通用性强，适用于多数长径比较大或筒状零部件的辅助支承安装。

附图说明

图1为本发明中实施例一的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖面示意图；

图3为实施例一中楔块的受力结构示意图；

图4为本发明中实施例二的结构示意图；

图5为图4中的B-B剖面示意图；

图6为实施例二中楔块的受力结构示意图。

图中：1-支承件；2-被支承件；3-楔块；4-衬套；5-顶紧螺钉；6-防松螺钉；7-螺纹孔；8-定位止口；9-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-3所示，为本发明的实施例一：

采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，包括支承件1、被支承件2，被支承件2安装在支承件1内部，被支承件2的第一端通过多个刚性连接结构与支承件1连接，还包括多组为被支承件2提供径向支承力的楔块式柔性辅助支承装置，楔块式柔性辅助支承装置安装在支承件1内侧壁和被支承件2的第二端外侧壁之间。

楔块式柔性辅助支承装置包括楔块3和用于调整楔块3对被支承件2的径向支承力的调整机构，楔块3置于支承件1内侧壁和被支承件2外侧壁之间，调整机构的力矩输出端与楔块3连接。

调整机构包括衬套4、顶紧螺钉5，支承件1内侧壁上安装有法兰，法兰上设置有与楔块式柔性辅助支承装置数量对应的螺纹孔7，楔块3上设置有用于安装衬套4的凹槽，衬套4过盈安装在凹槽内，顶紧螺钉5的末端侧壁与螺纹孔7螺纹连接，顶紧螺钉5的首端与衬套4内部接触顶紧。

防松螺钉6安装在螺纹孔7内并与螺纹孔7螺纹连接，防松螺钉6的首端与顶紧螺钉5的末端接触顶紧。

优选地，防松螺钉6为内六角平端紧定螺钉。

楔块3的第一侧面与被支承件2完全贴合接触，且楔块3的第一侧面与被支承件2的中心线平行设置；楔块3的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块3的第二侧面为向被支承件2的中心线倾斜和朝向被支承件2的第一端的斜面，支承件1的内侧壁上设置有与楔块3的第二侧面相配合的斜面。

利用顶紧螺钉5对楔块3施加轴向顶紧力，再通过斜面转化为对被支承件2的径向支撑力。

优选地，多组楔块式柔性辅助支承装置围绕被支承件2均匀布设。

优选地，刚性连接结构为螺栓9。

优选地，支承件1与被支承件2通过刚性连接结构连接的一端设置有定位止口8，被支承件2安装在支承件1的定位止口8内。

采用定位止口8对被支承件2进行定位，动态环境下被支承件2不易晃动。

如图4-6所示，为本发明的实施例二：

采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，包括支承件1、被支承件2，被支承件2安装在支承件1内部，被支承件2的第一端通过多个刚性连接结构与支承件1连接，还包括多组为被支承件2提供径向支承力的楔块式柔性辅助支承装置，楔块式柔性辅助支承装置安装在支承件1内侧壁和被支承件2的第二端外侧壁之间。

楔块式柔性辅助支承装置包括楔块3和用于调整楔块3对被支承件2的径向支承力的调整机构，楔块3置于支承件1内侧壁和被支承件2外侧壁之间，调整机构的力矩输出端与楔块3连接。

调整机构包括衬套4、顶紧螺钉5，支承件1内侧壁上安装有法兰，法兰上设置有与楔块式柔性辅助支承装置数量对应的螺纹孔7，楔块3上设置有用于安装衬套4的凹槽，衬套4过盈安装在凹槽内，顶紧螺钉5的末端侧壁与螺纹孔7螺纹连接，顶紧螺钉5的首端与衬套4内部接触顶紧。

防松螺钉6安装在螺纹孔7内并与螺纹孔7螺纹连接，防松螺钉6的首端与顶紧螺钉5的末端接触顶紧。

优选地，防松螺钉6为内六角平端紧定螺钉。

优选地，楔块3的第二侧面与支承件1完全贴合接触，且楔块3的第二侧面与被支承件2的中心线平行设置；楔块3的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块3的第一侧面为向被支承件2的中心线倾斜和朝向被支承件2的第二端的斜面，被支承件2的侧壁上设置有与楔块3的第一侧面相配合的斜面。

利用顶紧螺钉5对楔块3施加轴向顶紧力，再通过斜面转化为对被支承件2的径向支撑力。

优选地，多组楔块式柔性辅助支承装置围绕被支承件2均匀布设。

优选地，刚性连接结构为螺栓9。

优选地，支承件1与被支承件2通过刚性连接结构连接的一端设置有定位止口8，被支承件2安装在支承件1的定位止口8内。

采用定位止口8对被支承件2进行定位，动态环境下被支承件2不易晃动。

工作原理：

本发明在进行产品装配时候，将被支承件2的一端安装在支承件1的定位止口8内，通过多个螺栓9与支承件1进行刚性主连接；

先将衬套4采用过盈方式安装在楔块3内，再将楔块3采用“轴向从缺口处插入、周向整体转动一定角度”的方式进行安装，使衬套4内孔与支承件1法兰上螺纹孔7对准，然后将顶紧螺钉5拧入衬套4内孔，即可实现对楔块3的轴向顶紧；利用顶紧螺钉5对楔块3施加轴向顶紧力，再通过楔块3的斜面转化为对被支承件2的径向支撑力；其中法兰上对应楔块式柔性辅助支承装置设置对应数量的多个凸起，每个凸起上设置螺纹孔7；

楔块3的数量可根据应用环境、载荷特性等进行选择，可以适当增加或减少，但需保证楔块3沿周向均匀分布，以改善被支承件2受力情况；

其中楔块3采用抗压强度高、拉伸模量低的材料，如聚醚醚酮树脂、聚笨硫醚复合材料等，衬套4采用高强度、高硬度的不锈钢材料；

楔块3斜面方向、斜面倾角大小可根据支承件1、被支承件2的几何尺寸约束、承载力大小等进行设计；楔块3非斜面的形状可根据与支承件1或被支承件2的接触面外形确定，一般为弧面或平面，特殊的形状则进行特殊形状的匹配；

顶紧螺钉5外形与内六角圆柱端紧定螺钉相似，可根据安装尺寸约束、施加力矩的大小选择适当的材料进行设计；

楔块3对被支承件2的支撑力与顶紧螺钉5直径、预紧力矩、楔块3斜面倾角有关，设径向支撑力为F，顶紧螺钉5直径为d，预紧力矩为T，楔块3斜面倾角为α，其相互作用关系如图3和图6所示，则有：

F＝fcotα (1)

其中f为顶紧螺钉5的预紧力，其估算公式如下。

其中K为拧紧力矩系数，对于金属螺钉一般取0.2。

根据式(1)、(2)得支撑力F的估算公式为：

当顶紧螺钉5直径、楔块3斜面倾角一定时，楔块3对被支撑件的径向支撑力F只与顶紧螺钉5的拧紧力矩有关，即可通过改变拧紧力矩的大小来调节楔块3对被支撑件的径向支撑力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，包括支承件、被支承件，被支承件安装在支承件内部，被支承件的第一端通过多个刚性连接结构与支承件连接，其特征在于：还包括多组为被支承件提供径向支承力的楔块式柔性辅助支承装置，楔块式柔性辅助支承装置安装在支承件内侧壁和被支承件的第二端外侧壁之间。

2.根据权利要求1所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：楔块式柔性辅助支承装置包括楔块和用于调整楔块对被支承件的径向支承力的调整机构，楔块置于支承件内侧壁和被支承件外侧壁之间，调整机构的力矩输出端与楔块连接。

3.根据权利要求2所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：调整机构包括衬套、顶紧螺钉，支承件内侧壁上安装有法兰，法兰上设置有与楔块式柔性辅助支承装置数量对应的螺纹孔，楔块上设置有用于安装衬套的凹槽，衬套过盈安装在凹槽内，顶紧螺钉的末端侧壁与螺纹孔螺纹连接，顶紧螺钉的首端与衬套内部接触顶紧。

4.根据权利要求3所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：防松螺钉安装在螺纹孔内并与螺纹孔螺纹连接，防松螺钉的首端与顶紧螺钉的末端接触顶紧。

5.根据权利要求4所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：防松螺钉为内六角平端紧定螺钉。

6.根据权利要求2-5任一项所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：楔块的第一侧面与被支承件完全贴合接触，且楔块的第一侧面与被支承件的中心线平行设置；楔块的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块的第二侧面为向被支承件的中心线倾斜和朝向被支承件的第一端的斜面，支承件的内侧壁上设置有与楔块的第二侧面相配合的斜面。

7.根据权利要求2-5任一项所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：楔块的第二侧面与支承件完全贴合接触，且楔块的第二侧面与被支承件的中心线平行设置；楔块的第二侧面为第一侧面的对侧面，楔块的第一侧面为向被支承件的中心线倾斜和朝向被支承件的第二端的斜面，被支承件的侧壁上设置有与楔块的第一侧面相配合的斜面。

8.根据权利要求1所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：多组楔块式柔性辅助支承装置围绕被支承件均匀布设。

9.根据权利要求1所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：刚性连接结构为螺栓。

10.根据权利要求1所述的采用楔块式柔性辅助支承装置的产品装配结构，其特征在于：支承件与被支承件通过刚性连接结构连接的一端设置有定位止口，被支承件安装在支承件的定位止口内。