CN110332249A - 一种并联膜盘联轴器结构 - Google Patents
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Abstract
一种并联膜盘联轴器结构，属于特殊膜盘联轴器技术领域。所述并联膜盘联轴器结构，包括中间轴和膜盘组，所述中间轴的两端均分别设有法兰，所述法兰与膜盘组连接，所述膜盘组由若干个膜盘并联组成。所述并联膜盘联轴器结构，能够传递超大扭矩，有效降低了膜盘的轴刚度和弯曲刚度，单片膜盘失效仍能安全服役一段时间，具有更大的轴向和角向补偿能力，大大提高了安全度，无需额外的破损安全结构，且仍具备普通膜盘的等强度特征。
Description
技术领域
本发明涉及特殊膜盘联轴器技术领域，特别涉及一种并联膜盘联轴器结构。
背景技术
大型舰船和大型发电机组的轴系具备以下特点：①大功率，转速相对较低，即传递的扭矩特别大，扭矩甚至达到105～106N·m量级；②这类设备体积巨大，轴系上轴承的负荷巨大，轴系本身运行精度相对较低，如果角误差和轴向误差不能有效吸收，其引起的反力再施加到轴承上，轴承的寿命将会大大缩短，因此该类设备的轴系需要具备更大的角向补偿量和轴向补偿量的联轴器来吸收误差；③设备检修困难，甚至一旦安装就无法检修(舰船的轴系的零部件的更换需要拆解船体)，这就对该类设备轴系上用的联轴器提出了更高寿命的要求，即不低于设备的服役寿命；④重量要求。
现有的联轴器存在的问题：
⑴万向节联轴器能有效的吸收角误差，但无法吸收轴向误差，运行精度低，并且在使用的过程中噪声较大，同时万向节联轴器自身的结构也决定了其重量较大；
⑵橡胶轮胎联轴器是目前舰船上还在使用的联轴器，虽能较好的吸收轴向和角向误差，但橡胶在疲劳载荷和海洋环境的联合作用下会随时间劣化，另外橡胶轮胎联轴器重量太大；
⑶叠片联轴器的疲劳载荷区有螺栓孔存在，在孔口区不可避免地出现应力集中，叠片联轴器角向补偿和轴向补偿由螺栓孔间的部分完成，补偿能力较差，并且叠片联轴器的重量要比同等规格的膜盘联轴器要大很多，且叠片无法具备等强度的力学特征；
⑷多膜盘联轴器一般为膜盘串联结构，轴向和角向补偿能力优越，但工艺复杂，一般用在高速轻载的情况，且一旦其中一个膜盘失效，整个联轴器就失效了(断成两截)；
⑸单膜盘联轴器，在传递相同扭矩时其轴向和角向的补偿能力较多膜盘和并联膜盘差，且失效模式和多膜盘一样。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种并联膜盘联轴器结构，能够传递超大扭矩，有效降低了膜盘的轴刚度和弯曲刚度，单片膜盘失效仍能安全服役一段时间，具有更大的轴向和角向补偿能力，大大提高了安全度，无需额外的破损安全结构，且仍具备普通膜盘的等强度特征。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种并联膜盘联轴器结构，包括中间轴和膜盘组，所述中间轴的两端均分别设有法兰，所述法兰与膜盘组连接，所述膜盘组由若干个膜盘并联组成。
若干个所述膜盘通过螺栓连接或者电子束焊接。
所述法兰与膜盘组通过螺栓连接或者电子束焊接。
本发明的有益效果：
1)本发明的并联膜盘联轴器结构为适用于大型舰船和大型发电机组等低速重载轴系的特殊膜盘联轴器，传递大扭矩的同时，又有较低的弯曲刚度及轴刚度，用于较大吸收角误差及轴向误差；
2)与叠片联轴器相比，并联膜盘联轴器具备更大的补偿能力，更轻的重量，具备叠片联轴器不具备的特殊力学特征(如扭转等强度、但不限于扭转等强度)；
3)膜盘组由若干个膜盘并联组成，单片膜盘失效，仍能安全服役一段时间；
3)与单膜盘结构比，传递相同扭矩时，其轴刚度和弯曲刚度比单膜盘结构要低的多，即具有更大的轴向和角向补偿能力；具备同样轴刚度和弯曲刚度时，其盘面应力要低很多，而且多个膜盘互相备份功能，安全度大大提高；
4)与串联形式的多膜盘结构相比，能够避免单片破损即整体失效的弊端，由于多个膜盘互相备份，因此，无需额外的破损安全结构。
附图说明
图1是本发明提供的并联膜盘联轴器结构的结构示意图；
图2是本发明图1的剖视示意图；
图3是本发明图1中中间轴的一端与膜盘组连接的分解示意图；
图4是本发明实施例中的单膜盘联轴器结构的结构示意图；
图5是本发明实施例中的三片膜盘并联的并联膜盘联轴器结构的结构示意图；
图6是本发明实施例中的三片膜盘并联的并联膜盘联轴器结构的膜盘的结构示意图；
图7是本发明实施例中总厚度一致时三片膜盘并联的并联膜盘联轴器结构与单膜盘联轴器结构的对比图，其中，图7(a)为单膜盘联轴器结构的部分结构示意图；图7(b)为三片膜盘并联的并联膜盘联轴器结构的部分结构示意图。
其中，
1-膜盘组，2-膜盘，3-中间轴，4-单膜盘联轴器结构。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图7所示，本发明提供了一种并联膜盘联轴器结构，能够传递超大扭矩，有效降低了膜盘2的轴刚度和弯曲刚度，单片膜盘2失效仍能安全服役一段时间，具有更大的轴向和角向补偿能力，大大提高了安全度，无需额外的破损安全结构。
如图1至图3所示，一种并联膜盘联轴器结构，包括中间轴3和膜盘组1，中间轴3的两端均分别设有法兰，法兰与膜盘组1连接，法兰与膜盘组1通过螺栓连接或者电子束焊接，膜盘组1由若干个膜盘2并联组成，若干个膜盘2通过螺栓连接或者电子束焊接。本实施例中，中间轴3的两端都设置有法兰，每个法兰都与一个膜盘组1连接，其中，中间轴3一端的法兰与一个膜盘组1安装的分解图如图3所示，图中膜盘组1由三个膜盘2并联组成，膜盘2可采用现有技术。
在需要传递的扭矩相同时，本发明采用若干个膜盘组成的膜盘组1代替单片较厚的膜盘，极大的降低了膜盘组1的轴刚度和弯曲刚度，其轴刚度和弯曲刚度约为单片较厚的膜盘的1/(2n)，其中，n为膜盘组1中膜盘2的片数，膜盘2的个数根据轴系的角误差和轴向误差的量及轴系的刚度确定。
下面以单膜盘联轴器结构4和三片膜盘并联的并联膜盘联轴器结构为例进行对比分析：
如图4至图7所示，单膜盘联轴器结构4最薄处的厚度4.5mm，三片膜盘2并联的并联膜盘联轴器结构中每片膜盘2最薄处的厚度为1.5mm，总厚度为1.5*3＝4.5mm，其余尺寸一致，由于总厚度一致，传递扭矩的能力也一致。通过有限元建模计算得到，单膜盘联轴器结构4的轴刚度为1.612e3N/mm，三片膜盘2并联的并联膜盘联轴器结构的轴刚度2.676e2N/mm，因此，在承受同样扭矩的情况下，单膜盘联轴器结构4的轴刚度是三片膜盘2并联的并联膜盘联轴器结构的轴刚度的6倍(计算值)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (3)
1.一种并联膜盘联轴器结构，其特征在于，包括中间轴和膜盘组，所述中间轴的两端均分别设有法兰，所述法兰与膜盘组连接，所述膜盘组由若干个膜盘并联组成。
2.根据权利要求1所述的并联膜盘联轴器结构，其特征在于，若干个所述膜盘通过螺栓连接或者电子束焊接。
3.根据权利要求1所述的并联膜盘联轴器结构，其特征在于，所述法兰与膜盘组通过螺栓连接或者电子束焊接。
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| CN201910655248.4A CN110332249A (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 一种并联膜盘联轴器结构 |
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|---|---|
| CN (1) | CN110332249A (zh) |
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