CN111322319B - 一种超高速膜盘联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高速膜盘联轴器，包括驱动侧半联、膜盘组和被驱动侧半联，膜盘组为第一膜盘、膜盘连接管和第二膜盘首尾固定连接成的哑铃式结构；第一膜盘和第二膜盘均为环状圆盘，且外缘周向均设有环状凸起，驱动侧半联和被驱动侧半联均为向膜盘组张开的伞状，伞状结构末端均设有环状凸起，膜盘连接管两端分别与驱动侧半联和被驱动侧半联一端形成薄壁涨紧过盈连接，驱动侧半联另一端用于连接原动机，被驱动侧半联另一端用于连接被动机，驱动侧半联环状凸起与第一膜盘环状凸起、被驱动侧半联环状凸起与第二膜盘环状凸起均形成薄壁涨紧过盈连接，该超高速膜盘联轴器转速可达到10万rpm以上，能满足转速超过10万rpm的工业系统使用。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种超高速膜盘联轴器。
背景技术
高速联轴器在实践应用中主要以膜盘式和膜片式两种结构为主，其中膜片式是采用很薄的特制不锈钢片作成联轴器的挠性部件，该挠性部件不但有很高的强度，还具有一定的韧性，能够对运动中产生的冲击震动及轴系的不对中产生自动的补充作用，因此适用于高转速的场合，实践应用中使用转速可达80000rpm。
膜盘联轴器是采用高强合金作成盘式挠性体，同样可以对运动中产生的冲击震动及轴系的不对中产生自动的补充作用，因此也适用于高转速的场合，实践应用中膜盘联轴器使用转速可达60000rpm，两种联轴器虽然都能应用于高速的使用环境上，但是受结构限制，均很难达到100000rpm以上的转速。
因此，在实际工业应用中，对于转速超过100000rpm的工业系统，例如超高速燃气轮机、超高速电机的转子系统中，很难找到合适的联轴器来满足其超高速的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高速膜盘联轴器，以解决上述现有技术存在的问题，能够使得超高速膜盘联轴器转速达到100000rpm以上，满足转速超过100000rpm的工业系统的使用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种超高速膜盘联轴器，包括驱动侧半联、膜盘组和被驱动侧半联，所述膜盘组为第一膜盘、膜盘连接管和第二膜盘首尾固定连接成的哑铃式一体结构；
所述第一膜盘为环状圆盘，所述第一膜盘的外缘周向设有向所述膜盘连接管反方向延伸的第一膜盘环状凸起，所述第二膜盘为环状圆盘，所述第二膜盘的外缘周向设有向所述膜盘连接管反方向延伸的第二膜盘环状凸起；
所述驱动侧半联包括第一中空圆柱和第一伞状凸起，所述第一伞状凸起固定设于所述第一中空圆柱外侧壁中部，所述第一中空圆柱一端用于连接原动机，另一端嵌入至所述膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，所述第一伞状凸起靠近原动机端的直径小于所述第一伞状凸起靠近所述膜盘组的直径，所述第一伞状凸起靠近所述膜盘组的末端周向设有向所述膜盘连接管方向延伸的驱动侧半联环状凸起，所述第一膜盘环状凸起嵌入至所述驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接；
所述被驱动侧半联包括第二中空圆柱和第二伞状凸起，所述第二伞状凸起固定设于所述第二中空圆柱外侧壁中部，所述第二中空圆柱一端用于连接被动机，另一端嵌入至所述膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，所述第二伞状凸起靠近被动机端的直径小于所述第二伞状凸起靠近所述膜盘组的直径，所述第二伞状凸起靠近所述膜盘组的末端周向设有向所述膜盘连接管方向延伸的被驱动侧半联环状凸起，所述第二膜盘环状凸起嵌入至所述被驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接。
优选地，所述第一中空圆柱与所述第一伞状凸起制成一体结构。
优选地，所述第二中空圆柱与所述第二伞状凸起制成一体结构。
优选地，所述驱动侧半联的轴孔与所述被驱动侧半联的轴孔内均设有花键槽。
优选地，所述花键槽为渐开线花键槽。
优选地，所述驱动侧半联上的渐开线花键槽在靠近原动机的一端设有用于与原动机配合的定位止口。
优选地，所述驱动侧半联第一连接端外壁周向开设有若干个用于安装定位螺丝的螺纹通孔。
优选地，所述螺纹通孔的数量为两个。
优选地，所述第一膜盘、所述膜盘连接管和所述第二膜盘均采用经过强化处理的高强不锈钢材料。
优选地，所述第一膜盘与所述膜盘连接管的过渡段、所述第一膜盘与所述第一膜盘环状凸起的过渡段、所述第二膜盘与所述膜盘连接管的过渡段、所述第二膜盘与所述第二膜盘环状凸起的过渡段均做成曲面。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的超高速膜盘联轴器，包括驱动侧半联、膜盘组和被驱动侧半联，膜盘组为第一膜盘、膜盘连接管和第二膜盘首尾固定连接成的哑铃式一体结构，第一膜盘一端用于连接驱动侧半联，第二膜盘用于连接被驱动侧半联；第一膜盘为环状圆盘，第一膜盘的外缘周向设有向膜盘连接管反方向延伸的第一膜盘环状凸起，第二膜盘为环状圆盘，第二膜盘的外缘周向设有向膜盘连接管反方向延伸的第二膜盘环状凸起，在第一膜盘与驱动侧半联的连接端、第二膜盘与被驱动侧半联的连接端设计成薄壁，能够减小转动惯量，防止因为较大的转动惯量影响超高速膜盘联轴器速度的提升；
驱动侧半联包括第一中空圆柱和第一伞状凸起，第一伞状凸起固定设于第一中空圆柱外侧壁中部，第一中空圆柱一端用于连接原动机，另一端嵌入至膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，第一伞状凸起靠近原动机端的直径小于第一伞状凸起靠近膜盘组的直径，伞状结构在高转速的情况下有利于应力的释放，第一伞状凸起靠近膜盘组的末端周向设有向膜盘连接管方向延伸的驱动侧半联环状凸起，第一膜盘环状凸起嵌入至驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接，此种连接方式大大减小了驱动侧半联端外径和转动惯量，同时取消了驱动侧半联与第一膜盘之间的螺栓等紧固件，防止由于高转速下较大的离心力而导致的紧固件破碎，影响高转速膜盘联轴器的正常工作，该高转速膜盘联轴器中不需要考虑螺栓等紧固件对转速的限制，使得高转速膜盘联轴器的转速能够达到100000rmp以上；
被驱动侧半联包括第二中空圆柱和第二伞状凸起，第二伞状凸起固定设于第二中空圆柱外侧壁中部，第二中空圆柱一端用于连接被动机，另一端嵌入至膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，第二伞状凸起靠近被动机端的直径小于第二伞状凸起靠近膜盘组的直径，伞状结构在高转速的情况下有利于应力的释放，第二伞状凸起靠近膜盘组的末端周向设有向膜盘连接管方向延伸的被驱动侧半联环状凸起，第二膜盘环状凸起嵌入至被驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接，此种连接方式大大减小了被驱动侧半联端外径和转动惯量，同时取消了被驱动侧半联与第二膜盘之间的螺栓等紧固件，防止由于高转速下较大的离心力而导致的紧固件破碎，影响高转速膜盘联轴器的正常工作，该高转速膜盘联轴器中不需要考虑螺栓等紧固件对转速的限制，使得高转速膜盘联轴器的转速能够达到100000rmp以上。
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为本发明提供的超高速膜盘联轴器的结构示意图；
图2为图1中超高速膜盘联轴器的A-A剖视图；
图3为本发明提供的超高速膜盘联轴器的驱动侧半联结构示意图；
图中：1-驱动侧半联，11-第一中空圆柱，12-第一伞状凸起，13-驱动侧半联环状凸起，14-渐开线花键槽，15-螺纹通孔，2-被驱动侧半联，21-第二中空圆柱，22-第二伞状凸起，23-被驱动侧半联环状凸起，3-膜盘组，31-第一膜盘，311-第一膜盘环状凸起，32-第二膜盘，322-第二膜盘环状凸起，33-膜盘连接管。
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做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。
本发明的目的是提供一种超高速膜盘联轴器，以解决超高速膜盘联轴器转速无法达到100000rpm以上的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种超高速膜盘联轴器，包括驱动侧半联1、膜盘组3和被驱动侧半联21，膜盘组3为第一膜盘31、膜盘连接管33和第二膜盘32首尾固定连接成的哑铃式一体结构，第一膜盘31一端用于连接驱动侧半联1，第二膜盘32用于连接被驱动侧半联21；第一膜盘31为环状圆盘，第一膜盘31的外缘周向设有向膜盘连接管33反方向延伸的第一膜盘环状凸起311，第二膜盘32为环状圆盘，第二膜盘32的外缘周向设有向膜盘连接管33反方向延伸的第二膜盘环状凸起322，在第一膜盘31与驱动侧半联1的连接端、第二膜盘32与被驱动侧半联21的连接端设计成薄壁，能够减小转动惯量，防止因为较大的转动惯量影响超高速膜盘联轴器速度的提升；
驱动侧半联1包括第一中空圆柱11和第一伞状凸起12，第一伞状凸起12固定设于第一中空圆柱11外侧壁中部，第一中空圆柱11一端用于连接原动机，另一端嵌入至膜盘连接管33内并形成薄壁涨紧过盈连接(薄壁涨紧过盈连接具体为将两个经过涨紧处理后的薄壁工件进行过盈连接)，第一伞状凸起12靠近原动机端的直径小于第一伞状凸起12靠近膜盘组3的直径，伞状结构在高转速的情况下有利于应力的释放，第一伞状凸起12靠近膜盘组3的末端周向设有向膜盘连接管33方向延伸的驱动侧半联环状凸起13，第一膜盘环状凸起311嵌入至驱动侧半联环状凸起13内，并形成薄壁涨紧过盈连接，此种连接方式大大减小了驱动侧半联1端外径和转动惯量，同时取消了驱动侧半联1与第一膜盘31之间的螺栓等紧固件，防止由于高转速下较大的离心力而导致的紧固件破碎，影响高转速膜盘联轴器的正常工作，该高转速膜盘联轴器中不需要考虑螺栓等紧固件对转速的限制，使得高转速膜盘联轴器的转速能够达到100000rmp以上；
被驱动侧半联21包括第二中空圆柱21和第二伞状凸起22，第二伞状凸起22固定设于第二中空圆柱21外侧壁中部，第二中空圆柱21一端用于连接被动机，另一端嵌入至膜盘连接管33内并形成薄壁涨紧过盈连接，第二伞状凸起22靠近被动机端的直径小于第二伞状凸起22靠近膜盘组3的直径，伞状结构在高转速的情况下有利于应力的释放，第二伞状凸起22靠近膜盘组3的末端周向设有向膜盘连接管33方向延伸的被驱动侧半联环状凸起2313，第二膜盘环状凸起322嵌入至被驱动侧半联环状凸起2313内，并形成薄壁涨紧过盈连接，此种连接方式大大减小了被驱动侧半联21端外径和转动惯量，同时取消了被驱动侧半联21与第二膜盘32之间的螺栓等紧固件，防止由于高转速下较大的离心力而导致的紧固件破碎，影响高转速膜盘联轴器的正常工作，该高转速膜盘联轴器中不需要考虑螺栓等紧固件对转速的限制，使得高转速膜盘联轴器的转速能够达到100000rmp以上。
具体地，第一中空圆柱11与第一伞状凸起12制成一体结构，使得在超高转速下，驱动侧半联1整体结构更加稳定，不易出现驱动侧半联1内部连接端断裂的情况，能够保证超高转速下，该超高速膜盘联轴器的正常工作。
第二中空圆柱21与第二伞状凸起22制成一体结构，使得在超高转速下，被驱动侧半联21整体结构更加稳定，不易出现被驱动侧半联21内部连接端断裂的情况，能够保证超高转速下，该超高速膜盘联轴器的正常工作。
驱动侧半联1的轴孔与被驱动侧半联21的轴孔内均设有花键槽，更优的，本发明中提供的超高速膜盘联轴器的花键槽为渐开线花键槽14，用于与原动机上的渐开线花键连接，更优的，本发明提供的超高速膜盘联轴器的渐开线花键结构采用齿顶定位。
驱动侧半联1上的渐开线花键槽14在靠近原动机的一端设有用于与原动机配合的定位止口，能够提高驱动侧半联1与原动机在连接端的定位配合精度。
驱动侧半联1第一连接端外壁周向开设有若干个用于安装定位螺丝的螺纹通孔15，能够在超高速膜盘联轴器安装到位后进行轴向的定位限位作用，保证超高速膜盘联轴器在超高转速下仍然保持稳定的结构，不易出现故障。
螺纹通孔15的数量为两个，但本发明提供的超高速膜盘联轴器的螺纹通孔15不限于两个，本领域技术人员能够根据实际需要对螺纹通孔15的数量作出适应性改变，使得定位螺丝安装在螺纹通孔15内后，能够对安装到位的超高速膜盘联轴器进行轴向的定位限位，使其连接更加稳定即可。
第一膜盘31、膜盘连接管33和第二膜盘32均采用经过强化处理的高强不锈钢材料，可以达到很高的强度和韧性，在高转速情况下，不易发生变形和破碎。
第一膜盘31与膜盘连接管33的过渡段、第一膜盘31与第一膜盘环状凸起311的过渡段、第二膜盘32与膜盘连接管33的过渡段、第二膜盘32与第二膜盘环状凸起322的过渡段均做成曲面，曲面处理加上极薄的盘面，避免膜盘组3在高转速下产生变形或过渡段破碎，有效地保障该超高速膜盘联轴器的转速能够达到100000rmp以上。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种超高速膜盘联轴器，其特征在于：包括驱动侧半联、膜盘组和被驱动侧半联，所述膜盘组为第一膜盘、膜盘连接管和第二膜盘首尾固定连接成的哑铃式一体结构；
所述第一膜盘为环状圆盘，所述第一膜盘的外缘周向设有向所述膜盘连接管反方向延伸的第一膜盘环状凸起，所述第二膜盘为环状圆盘，所述第二膜盘的外缘周向设有向所述膜盘连接管反方向延伸的第二膜盘环状凸起；
所述驱动侧半联包括第一中空圆柱和第一伞状凸起，所述第一伞状凸起固定设于所述第一中空圆柱外侧壁中部，所述第一中空圆柱一端用于连接原动机，另一端嵌入至所述膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，所述第一伞状凸起靠近原动机端的直径小于所述第一伞状凸起靠近所述膜盘组的直径，所述第一伞状凸起靠近所述膜盘组的末端周向设有向所述膜盘连接管方向延伸的驱动侧半联环状凸起，所述第一膜盘环状凸起嵌入至所述驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接；
所述被驱动侧半联包括第二中空圆柱和第二伞状凸起，所述第二伞状凸起固定设于所述第二中空圆柱外侧壁中部，所述第二中空圆柱一端用于连接被动机，另一端嵌入至所述膜盘连接管内并形成薄壁涨紧过盈连接，所述第二伞状凸起靠近被动机端的直径小于所述第二伞状凸起靠近所述膜盘组的直径，所述第二伞状凸起靠近所述膜盘组的末端周向设有向所述膜盘连接管方向延伸的被驱动侧半联环状凸起，所述第二膜盘环状凸起嵌入至所述被驱动侧半联环状凸起内，并形成薄壁涨紧过盈连接。
2.根据权利要求1所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述第一中空圆柱与所述第一伞状凸起制成一体结构。
3.根据权利要求1所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述第二中空圆柱与所述第二伞状凸起制成一体结构。
4.根据权利要求1所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述驱动侧半联的轴孔与所述被驱动侧半联的轴孔内均设有花键槽。
5.根据权利要求4所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述花键槽为渐开线花键槽。
6.根据权利要求5所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述驱动侧半联上的渐开线花键槽在靠近原动机的一端设有用于与原动机配合的定位止口。
7.根据权利要求1所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述驱动侧半联第一连接端外壁周向开设有若干个用于安装定位螺丝的螺纹通孔。
8.根据权利要求7所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述螺纹通孔的数量为两个。
9.根据权利要求1所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述第一膜盘、所述膜盘连接管和所述第二膜盘均采用经过强化处理的高强不锈钢材料。
10.根据权利要求9所述的超高速膜盘联轴器，其特征在于：所述第一膜盘与所述膜盘连接管的过渡段、所述第一膜盘与所述第一膜盘环状凸起的过渡段、所述第二膜盘与所述膜盘连接管的过渡段、所述第二膜盘与所述第二膜盘环状凸起的过渡段均做成曲面。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221227 Address after: 134003 a, building 101, Dongyuan Road, Erdaojiang District, Tonghua City, Jilin Province Patentee after: Tonghua Aotang Power Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Address before: Tonghua province Jilin City Yucai Road 134002 Dongchang District No. 950 Patentee before: TONGHUA NORMAL University |
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| TR01 | Transfer of patent right |