CN111059163A - 自清洁式联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自清洁式联轴器：包括轴套和收集罩，轴套的中部设有中空的收集箱，收集箱的外周壁上设有排气管，排气管上设有矩形通孔，矩形通孔内设有螺旋形的弹性收集片，收集罩上设有圆柱形腔体和贯穿孔，收集罩隔空套在轴套的中部外面，收集箱及排气管均可转动地位于圆柱形腔体内，收集罩底部设有与圆柱形腔体底部相通的排料孔。本发明的优点是：在使用过程中不但能够收集杂质颗粒，从而大大减少杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，而且能够将杂质颗粒自动排出轴套外，从而达到自清洁目的，同时还能够对内齿圈和鼓形外齿圈进行持续散热，从而保证齿面许用接触应力，进而能够有效保证自清洁式联轴器精度及使用寿命。

Description

自清洁式联轴器

技术领域

本发明涉及一种联轴器，具体是一种自清洁式联轴器。

背景技术

鼓形齿式联轴器属于刚挠性联轴器，其具有径向、轴向和角向等轴线偏差补偿能力，并具有结构紧凑、回转半径小、承载能力大、传动效率高、噪声低及维修周期长等优点。近年来我国许多行业鼓形齿式联轴器得到了广泛的应用，从高速涡轮机组到中、低速的重型冶金、矿山、起重运输等设备大量应用，还形成了各自的标准系列，在设计制造方面也都积累了丰富的经验。现有的鼓形齿式联轴器普遍存在以下不足之处：由于鼓形齿式联轴器通过内齿圈和鼓形外齿圈的啮合实现传递扭矩，因此在使用过程中内齿圈与鼓形外齿圈之间会产生磨损，并产生微小的杂质颗粒，这些杂质颗粒不但会始终留在鼓形齿式联轴器封闭的内腔中，并越积越多，而且在鼓形齿式联轴器高速旋转过程中，高速运动的杂质颗粒会对鼓形齿式联轴器的内腔壁、内齿圈和鼓形外齿圈产生碰撞，从而会加剧内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，进而严重缩短了鼓形齿式联轴器的精度及使用寿命；另外，在内齿圈和鼓形外齿圈相互磨损的同时会产生热量，导致齿面许用接触应力降低，致使齿面受损程度加大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在使用过程中不但能够收集内齿圈与鼓形外齿圈之间因相互磨损而产生的杂质颗粒，从而大大减少杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，而且能够将杂质颗粒自动排出轴套外，从而达到自清洁目的，同时还能够对内齿圈和鼓形外齿圈进行持续散热，从而保证齿面许用接触应力，进而能够有效保证本身精度及使用寿命的自清洁式联轴器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种以下结构的自清洁式联轴器：包括第一转轴、第二转轴和轴套，第一转轴一端和第二转轴一端分别插入在轴套的轴孔两端内，并与轴套啮合，其中，还包括圆柱形的收集罩，轴套的中部设有中空的收集箱，收集箱同时与位于其两侧的轴孔相通，收集箱的外周壁上设有至少一个排气管，排气管上设有矩形通孔，矩形通孔的内端与收集箱相通，矩形通孔内设有螺旋形的弹性收集片，弹性收集片封堵住矩形通孔，且弹性收集片的外端朝向矩形通孔的内端方向设置，并连接在矩形通孔其中一个侧壁的内端处，弹性收集片在受到外力作用后，能够在矩形通孔内向着矩形通孔的外端方向逐渐展开，并使矩形通孔导通，收集罩的外周壁上设有固定支架，收集罩与轴套同轴设置，收集罩上设有圆柱形腔体，收集罩上设有贯穿孔，贯穿孔与轴套同轴设置，收集罩隔空套在轴套的中部外面，收集箱及排气管均可转动地位于圆柱形腔体内，收集罩底部设有与圆柱形腔体底部相通的排料孔。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明自清洁式联轴器在使用时，当轴套的低速转动时，收集箱中的杂质颗粒会在离心力的作用下在收集箱中运动，而由于此时的离心力较小，因此弹性收集片不足以在当前离心力的作用下在矩形通孔内向着矩形通孔的外端方向逐渐展开，弹性收集片依旧封堵住矩形通孔，这样当杂质颗粒运动至弹性收集片所在位置时，就会从弹性收集片螺旋形间隙的开口处进入到弹性收集片内，直至抵达弹性收集片的中心处，此时，由于弹性收集片封堵住了矩形通孔，因此使得弹性收集片仅有螺旋形间隙的开口这一个缺口，其余部分均形成封闭结构，这样当轴套停止转动后，不管排气管出于哪个位置，即不管弹性收集片螺旋形间隙的开口朝向哪个方向，在螺旋形的弹性收集片的阻挡下，杂质颗粒将始终位于弹性收集片的螺旋形间隙中，而不会再掉落至收集箱中，使本发明自清洁式联轴器达到收集杂质颗粒的目的，从而大大减少了轴套内的杂质颗粒数量，进而大大减少了杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，有效保证了本发明自清洁式联轴器的精度及使用寿命；而当轴套的高速转动时，随着离心力的加大，弹性收集片受到的离心力增加，从而使弹性收集片能够在当前离心力作用下在矩形通孔内向着矩形通孔的外端方向逐渐展开，进而使矩形通孔得以导通，这样不但收集箱中的杂质颗粒会在离心力穿过矩形通孔排出到轴套外，而且原本位于弹性收集片螺旋形间隙中的杂质颗粒也能够排出到轴套外，从而使本发明自清洁式联轴器达到自清洁目的；同时，随着收集箱和排气管的转动，收集罩的内外空气将实现对流，外部的空气会同时从贯穿孔的两端流入到收集罩内，然后再从排料孔处向下流出，在此过程中，流动的空气就会持续经过轴套的两端处，同时也会带走轴套与第一转轴的啮合处以及轴套与第二转轴的啮合处的热量，从而达到了对上述两个啮合处进行散热的目的，进而避免了本发明自清洁式联轴器齿面许用接触应力的降低，有效保证了本发明自清洁式联轴器的精度及使用寿命；而且，在上述空气对流的作用下，位于收集罩内的杂质颗粒不会从贯穿孔的两端被排出收集罩，而只会从排料孔处排出，因此不但有效保证了杂质颗粒不会乱飞伤人，而且还便于杂质颗粒的收集；当轴套变为低速转动或停止转动时，此时弹性收集片在外力消失后，就会在弹性回复力的作用下重新弯曲成初始的螺旋形，并重新封堵住矩形通孔，防止外界杂质进入到收集箱内；另外收集罩的设置能够对从矩形通孔高速排出的杂质颗粒进行统一收集，并从圆柱形腔体底部相通的排料孔处排掉，这样能够更为安全地对杂质颗粒进行收集，避免高速排出的杂质颗粒伤到工作人员的情况发生。

本发明的自清洁式联轴器，其中，弹性收集片的外端连接在矩形通孔其中一个轴向侧壁的内端处，弹性收集片的外表面贴在矩形通孔的另一个轴向侧壁上，弹性收集片的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔的两个径向侧壁相贴。

上述弹性收集片封堵矩形通孔的结构不但结构简单，而且在保证弹性收集片的正常展开和回复初始状态的情况下，能够有效保证弹性收集片的封堵效果。

本发明的自清洁式联轴器，其中，弹性收集片的弯曲方向与自清洁式联轴器的转动方向相同。

上述结构能够使杂质颗粒不但更容易进入到弹性收集片的螺旋形间隙内，而且还更不易从弹性收集片内掉落下来，从而使弹性收集片能够更有效地收集杂质颗粒，进而使本发明自清洁式联轴器能够进一步地减少轴套内的杂质颗粒数量，大大减少杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，有效保证了本发明自清洁式联轴器的精度及使用寿命。

本发明的自清洁式联轴器，其中，矩形通孔另一个轴向侧壁的内端处连接有支撑块，支撑块上设有弧形支撑面，弧形支撑面与弹性收集片的外表面相贴。

支撑块的设置能够对弹性收集片形成有效支撑，使弹性收集片转动至最上端时，不会因收集的杂质颗粒较多而向下发生弯曲变形并从矩形通孔内脱离出来，从而能够始终有效保证弹性收集片对矩形通孔的封堵效果。

本发明的自清洁式联轴器，其中，支撑块上还设有导向斜面，导向斜面与弹性收集片的外表面相切。

导向斜面的设置能够进一步地使杂质颗粒更容易进入到弹性收集片的螺旋形间隙内从而使弹性收集片能够更有效地收集杂质颗粒，进而使本发明自清洁式联轴器能够进一步地减少轴套内的杂质颗粒数量，大大减少杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，有效保证了本发明自清洁式联轴器的精度及使用寿命。

本发明的自清洁式联轴器，其中，矩形通孔另一个轴向侧壁的内端处内凹并形成矩形的固定槽，固定槽朝向收集箱所在方向开口，支撑块部分位于固定槽内，固定槽的两个相互平行的侧壁上均设有沿矩形通孔开设方向延伸的卡槽，支撑块的两个平行端面上均设有与卡槽相配合的卡条，支撑块朝向收集箱的一端露出在固定槽外并设有固定板，固定板固定连接在矩形通孔内端处的排气管上。

上述支撑块的固定结构不但便于支撑块的装配，而且固定稳定可靠，使支撑块能够始终对弹性收集片提供稳定的支撑。

本发明的自清洁式联轴器，其中，弹性收集片由弹性骨架层和弹性橡胶层复合而成，弹性橡胶层位于弹性骨架层的外侧，弹性橡胶层的宽度大于弹性骨架层的宽度，弹性橡胶层的外表面贴在矩形通孔的另一个轴向侧壁上，弹性橡胶层的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔的两个径向侧壁相贴，弹性骨架层的两个侧面均不与矩形通孔的两个径向侧壁相接触。

上述结构的弹性收集片能够在保证对矩形通孔的有效封堵效果的前提下，使弹性收集片两侧与矩形通孔的两个径向侧壁之间的摩擦阻力大大减小，从而不但更易于弹性收集片的展开和回复，而且还能大大减小弹性收集片在展开和回复过程中产生的噪音。

本发明的自清洁式联轴器，其中，弹性橡胶层的两个侧面处均设有减薄结构。

减薄结构的设置能够使弹性收集片两侧与矩形通孔的两个径向侧壁之间的摩擦阻力进一步减小，从而不但更易于弹性收集片的展开和回复，而且还能大大减小弹性收集片在展开和回复过程中产生的噪音。

本发明的自清洁式联轴器，其中，排气管有四个，四个排气管在收集箱的外周壁上呈周向均匀分布。

上述结构不但能够有效保证本发明自清洁式联轴器使用时轴套的同轴度，使本发明自清洁式联轴器的使用稳定性更高，从而大大减少杂质颗粒的产生，而且还能大大提高本发明自清洁式联轴器收集杂质颗粒的效率及所能收集杂质颗粒的数量，进而使本发明自清洁式联轴器能够进一步地减少轴套内的杂质颗粒数量，大大减少杂质颗粒对内齿圈和鼓形外齿圈的磨损，有效保证了本发明自清洁式联轴器的精度及使用寿命。

附图说明

图1是本发明自清洁式联轴器的主视结构外形示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视结构示意图；

图3是沿图2中B-B线的剖视结构示意图；

图4是本发明自清洁式联轴器中弹性收集片的立体结构外形示意图；

图5是本发明自清洁式联轴器中支撑块的立体结构外形示意图。

附图标记说明：1、第一转轴；2、第二转轴；3、轴套；4、轴孔；5、收集箱；6、排气管；7、矩形通孔；8、盖板；9、盖片；10、鼓形外齿圈；11、内齿圈；12、弹性收集片；13、支撑块；14、弧形支撑面；15、导向斜面；16、固定槽；17、卡槽；18、卡条；19、固定板；20、弹性骨架层；21、弹性橡胶层；22、减薄结构；23、收集罩；24、固定支架；25、圆柱形腔体；26、贯穿孔；27、排料孔；3A、主动轴套；3B、从动轴套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明自清洁式联轴器作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，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机构或部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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

如图1至图5所示，本发明自清洁式联轴器包括第一转轴1、第二转轴2和轴套3，第一转轴1一端和第二转轴2一端分别插入在轴套3的轴孔4两端内，并与轴套3啮合，轴套3的中部设有中空的收集箱5，收集箱5同时与位于其两侧的轴孔4相通，收集箱5的外周壁上设有至少一个排气管6，排气管6上设有矩形通孔7，矩形通孔7的内端与收集箱5相通，在本实施例中，轴套3由主动轴套3A和从动轴套3B拼合而成，并通过多个螺钉连接固定，收集箱5和排气管6被主动轴套3A及从动轴套3B径向地分为两部分，主动轴套3A上的收集箱5部分呈轴向开口的凹槽形，主动轴套3A上的矩形通孔7部分则呈直槽状，从动轴套3B上的收集箱5部分为一个呈薄片状的盖板8，从动轴套3B上的矩形通孔7部分则为一个呈薄片状的盖片9；而且第一转轴1为主动轴，第二转轴2为从动轴，第一转轴1和第二转轴2的一端均设有鼓形外齿圈10，轴套3的轴孔4两端内周壁上均设有内齿圈11，第一转轴1及第二转轴2与轴套3之间均通过相应的鼓形外齿圈10与相应的内齿圈11啮合，矩形通孔7的内端与收集箱5相通指的是矩形通孔7的内端与收集箱5的内腔相通。

本实施例中的排气管6有四个，四个排气管6在收集箱5的外周壁上呈周向均匀分布，每个矩形通孔7内均设有螺旋形的弹性收集片12，弹性收集片12封堵住矩形通孔7，且弹性收集片12的外端朝向矩形通孔7的内端方向设置，并通过多个螺钉连接在矩形通孔7其中一个侧壁的内端处，弹性收集片12在受到外力作用后，能够在矩形通孔7内向着矩形通孔7的外端方向逐渐展开，并使矩形通孔7导通；为了有效保证弹性收集片12收集杂质颗粒的能力，弹性收集片12的螺旋形状至少保证有完整的两圈。

优选的，弹性收集片12的外端连接在矩形通孔7其中一个轴向侧壁的内端处，弹性收集片12的外表面贴在矩形通孔7的另一个轴向侧壁上，弹性收集片12的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔7的两个径向侧壁相贴。在本实施例中，矩形通孔7的其中一个轴向侧壁指的是主动轴套3A上呈直槽状的矩形通孔7部分的槽底面，矩形通孔7的另一个轴向侧壁指的是从动轴套3B上呈薄片状的盖片9朝向主动轴套3A的端面，矩形通孔7的两个径向侧壁指的是矩形通孔7除去上述的两个轴向侧壁后，剩下来的两个相对的侧壁，也即主动轴套3A上呈直槽状的矩形通孔7部分的两个相对着的槽侧壁。

弹性收集片12的弯曲方向与自清洁式联轴器的转动方向相同。

矩形通孔7另一个轴向侧壁的内端处连接有支撑块13，支撑块13上设有弧形支撑面14，弧形支撑面14与弹性收集片12的外表面相贴。

支撑块13上还设有导向斜面15，导向斜面15与弹性收集片12的外表面相切，在本实施例中，为了防止导向斜面15与弹性收集片12相近的一端过于尖锐而划伤弹性收集片12，因此导向斜面15与弹性收集片12相近的一端设有圆角。

矩形通孔7另一个轴向侧壁的内端处内凹并形成矩形的固定槽16，固定槽16朝向收集箱5所在方向开口，支撑块13部分位于固定槽16内，固定槽16的两个相互平行的侧壁上均设有沿矩形通孔7开设方向延伸的卡槽17，支撑块13的两个平行端面上均设有与卡槽17相配合的卡条18，支撑块13朝向收集箱5的一端露出在固定槽16外并设有固定板19，固定板19通过若干螺钉固定连接在矩形通孔7内端处的排气管6上。

在本实施例中，其中一个卡槽17设置在主动轴套3A上，另一个卡槽17设置在从动轴套3B上，固定板19固定连接在主动轴套3A上，这样设计的目的是为了便于固定板19的装配。

弹性收集片12由弹性骨架层20和弹性橡胶层21复合而成，弹性橡胶层21位于弹性骨架层20的外侧，弹性橡胶层21的宽度大于弹性骨架层20的宽度，弹性橡胶层21的外表面贴在矩形通孔7的另一个轴向侧壁上，弹性橡胶层21的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔7的两个径向侧壁相贴，弹性骨架层20的两个侧面均不与矩形通孔7的两个径向侧壁相接触；弹性骨架层20可由薄片状的金属或金属合金制成，如铜片、不锈钢片等等，其目的是对弹性橡胶层21进行支撑、定型，防止弹性橡胶层21扭曲变形。

弹性橡胶层21的两个侧面处均设有减薄结构22，本实施例中的减薄结构22从弹性橡胶层21外表面到弹性橡胶层21的内表面逐渐增厚，这样设计能够有效保证减薄结构22的强度。

本发明自清洁式联轴器还包括圆柱形的收集罩23，收集罩23的外周壁上设有固定支架24，收集罩23与轴套3同轴设置，收集罩23上设有圆柱形腔体25，收集罩23上设有贯穿孔26，贯穿孔26与轴套3同轴设置，收集罩23隔空套在轴套3的中部外面，收集箱5及排气管6均可转动地位于圆柱形腔体25内，收集罩23底部设有与圆柱形腔体25底部相通的排料孔27，为保证本发明自清洁式联轴器的散热效果，贯穿孔26的两端开口可分别位于第一转轴1与轴套3啮合位置的中部以及第二转轴2与轴套3啮合位置的中部。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自清洁式联轴器，包括第一转轴(1)、第二转轴(2)和轴套(3)，所述第一转轴(1)一端和第二转轴(2)一端分别插入在轴套(3)的轴孔(4)两端内，并与轴套(3)啮合，其特征在于：还包括圆柱形的收集罩(23)，所述轴套(3)的中部设有中空的收集箱(5)，所述收集箱(5)同时与位于其两侧的轴孔(4)相通，所述收集箱(5)的外周壁上设有至少一个排气管(6)，所述排气管(6)上设有矩形通孔(7)，所述矩形通孔(7)的内端与收集箱(5)相通，所述矩形通孔(7)内设有螺旋形的弹性收集片(12)，所述弹性收集片(12)封堵住矩形通孔(7)，且所述弹性收集片(12)的外端朝向矩形通孔(7)的内端方向设置，并连接在矩形通孔(7)其中一个侧壁的内端处，所述弹性收集片(12)在受到外力作用后，能够在所述矩形通孔(7)内向着矩形通孔(7)的外端方向逐渐展开，并使所述矩形通孔(7)导通，所述收集罩(23)的外周壁上设有固定支架(24)，所述收集罩(23)与轴套(3)同轴设置，所述收集罩(23)上设有圆柱形腔体(25)，所述收集罩(23)上设有贯穿孔(26)，所述贯穿孔(26)与轴套(3)同轴设置，所述收集罩(23)隔空套在轴套(3)的中部外面，所述收集箱(5)及排气管(6)均可转动地位于圆柱形腔体(25)内，所述收集罩(23)底部设有与圆柱形腔体(25)底部相通的排料孔(27)。

2.根据权利要求1所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述弹性收集片(12)的外端连接在矩形通孔(7)其中一个轴向侧壁的内端处，所述弹性收集片(12)的外表面贴在矩形通孔(7)的另一个轴向侧壁上，所述弹性收集片(12)的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔(7)的两个径向侧壁相贴。

3.根据权利要求2所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述弹性收集片(12)的弯曲方向与自清洁式联轴器的转动方向相同。

4.根据权利要求3所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述矩形通孔(7)另一个轴向侧壁的内端处连接有支撑块(13)，所述支撑块(13)上设有弧形支撑面(14)，所述弧形支撑面(14)与弹性收集片(12)的外表面相贴。

5.根据权利要求4所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述支撑块(13)上还设有导向斜面(15)，所述导向斜面(15)与弹性收集片(12)的外表面相切。

6.根据权利要求4所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述矩形通孔(7)另一个轴向侧壁的内端处内凹并形成矩形的固定槽(16)，所述固定槽(16)朝向收集箱(5)所在方向开口，所述支撑块(13)部分位于固定槽(16)内，所述固定槽(16)的两个相互平行的侧壁上均设有沿矩形通孔(7)开设方向延伸的卡槽(17)，所述支撑块(13)的两个平行端面上均设有与卡槽(17)相配合的卡条(18)，所述支撑块(13)朝向收集箱(5)的一端露出在固定槽(16)外并设有固定板(19)，所述固定板(19)固定连接在矩形通孔(7)内端处的排气管(6)上。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述弹性收集片(12)由弹性骨架层(20)和弹性橡胶层(21)复合而成，所述弹性橡胶层(21)位于弹性骨架层(20)的外侧，所述弹性橡胶层(21)的宽度大于弹性骨架层(20)的宽度，所述弹性橡胶层(21)的外表面贴在矩形通孔(7)的另一个轴向侧壁上，所述弹性橡胶层(21)的两个侧面相互平行，并分别与矩形通孔(7)的两个径向侧壁相贴，所述弹性骨架层(20)的两个侧面均不与矩形通孔(7)的两个径向侧壁相接触。

8.根据权利要求7所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述弹性橡胶层(21)的两个侧面处均设有减薄结构(22)。

9.根据权利要求1所述的自清洁式联轴器，其特征在于：所述排气管(6)有四个，四个所述排气管(6)在收集箱(5)的外周壁上呈周向均匀分布。

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