CN112253530B - 互锁式定位结构与平衡鼓轴向定位方法 - Google Patents

互锁式定位结构与平衡鼓轴向定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种互锁式定位结构与平衡鼓轴向定位方法，解决定位结构在长久使用后容易失效的技术问题，经久耐用，安全可靠，包括设置在轴上的环槽，环槽一侧为轴肩，环槽另一侧为环形外齿圈；还包括止动环与定位套；止动环套接在环槽上，止动环为内孔直径大于环形外齿圈的外圆直径的一体式圆环；止动环内圆孔上连接有内环卡齿；定位套的内孔设有能与环形外齿圈嵌合的环形内齿圈；环形内齿圈能够通过所述环形外齿圈导向以滑动至所述环槽内，并能在所述环槽内旋转至与环形外齿圈重合或部分重合以被轴向定位，进而能够将止动环轴向定位在环槽内。将平衡鼓安装在泵轴上；采用本发明的互锁式定位结构对平衡鼓的轴向受力端的相对端进行轴向定位。

Description

互锁式定位结构与平衡鼓轴向定位方法
技术领域
本发明涉泵用平衡鼓技术领域，尤其用于平衡鼓的定位结构。
背景技术
泵在运转中，泵转子上作用着轴向力，常规采用平衡盘、平衡鼓或双平衡鼓结构以平衡转子主要轴向力。平衡鼓一般为圆柱体，装在末级叶轮的后面，随转子一起旋转，平衡鼓前面是末级叶轮的后泵腔，平衡鼓后面是与泵吸入口相连通的平衡腔，这样作用于平衡鼓的压差，形成指向平衡腔的平衡力，以用来平衡作用于泵转子上的轴向力。
参考图1所示，由于平衡鼓2a需固定于泵轴1a上，必须限制平衡鼓2a的轴向和径向位移，常规采用键连接防止平衡鼓的径向转动。如果轴向力较小，一般在平衡鼓的后面采用螺纹结构进行轴向定位；如果轴向力较大，则采用分半卡环进行轴向定位，分半卡环3a由两个半环组成，便于卡入轴上的环槽内，但必须依赖卡环套4a将其箍紧，卡环套4a再通过螺纹结构或紧定螺钉5a固定在泵轴1a上。 但螺纹或紧定螺钉在长期使用过程中会有锈蚀和紧定螺钉松脱的情况出现，不利于泵设备的安全可靠运行。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明提供了一种互锁式定位结构，解决定位结构在长久使用后容易失效的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案如下：一种互锁式定位结构，包括设置在轴上的环槽，环槽一侧为轴肩，环槽另一侧为环形外齿圈；所述环形外齿圈由周向间隔分布在轴上的凸齿形成，凸齿之间形成齿槽；
还包括止动环与定位套；所述止动环用于套接在所述环槽上，止动环为内孔直径大于环形外齿圈的外圆直径的一体式圆环；所述止动环内圆孔上连接有轴向延伸的内环卡齿，所述内环卡齿能够卡入所述环形外齿圈的齿槽内，从而使得止动环能被周向限位；
所述定位套的内孔一端的内壁面上设有能与所述环形外齿圈嵌合的环形内齿圈；所述环形内齿圈的轴向齿长与止动环的厚度之和等于所述环槽宽度；
所述环形内齿圈能够通过所述环形外齿圈导向以滑动至所述环槽内，并能在所述环槽内旋转至与环形外齿圈重合或部分重合以被环形外齿圈轴向定位，进而能够将所述止动环轴向定位在所述环槽内；
所述定位套外壁上开有轴向卡槽；所述止动环外圆周上连接有轴向延伸的外环卡齿，所述外环卡齿能够卡入所述轴向卡槽内，从而使得定位套被止动环周向限位。
本发明还提供一种平衡鼓轴向定位方法，将平衡鼓安装在泵轴上；采用本发明的互锁式定位结构对平衡鼓的轴向受力端的相对端进行轴向定位；平衡鼓的轴向受力端的相对端与所述互锁式定位结构的轴肩齐平，并被抵接在安装完成的互锁式定位结构的止动垫上。
与现有技术相比，本发明具有的优点包括：
1、本发明改变了现有技术中逐级定位的定位原理，逐级定位是指：分半卡环被定位套定位，定位套又被螺钉定位。现有技术中的定位源（如螺钉）裸露在外，容易失效。本发明为互锁式定位原理：止动环与定位套之间相互定位，定位作为的根源来自于结构内部的环形外齿圈，止动环与定位套被环形外齿圈定位后，再将定位作用传递给彼此，不需要增加额外的定位件，尤其是裸露在结构外部的定位件（如螺钉）。因此，也可以说本发明是由内向外的定位，定位源被保护起来了，经久耐用，安全可靠。
2、对定位套进行周向限位，是为了防止定位套发生逆向转动，而解除环形内齿圈与环形外齿圈的重合或部分重合状态，保证定位作用的稳定可靠。
3、现有技术中环槽对卡环直接进行轴向定位，要求卡环能完全卡入环槽内，因此必须采用分半卡环的形式，不便于安装。本发明的止动环为一体式圆环，安装十分方便快捷。
附图说明
图1是现有技术中的平衡鼓轴向定位原理示意图；
图2是本具体实施方式中的平衡鼓轴向定位原理示意图；
图3是止动环的结构示意图；
图4是定位套与泵轴装配过程中的相对位置示意图；
图5是定位套与泵轴装配完成后的相对位置示意图。
具体实施方式
参考图2所示，一种互锁式定位结构，包括设置在轴上的环槽1，环槽1一侧为轴肩，环槽1另一侧为环形外齿圈；所述环形外齿圈由周向间隔分布在轴上的凸齿形成，凸齿之间形成齿槽；
还包括止动环2与定位套3；所述止动环2用于套接在所述环槽1上，止动环2为内孔直径大于环形外齿圈的外圆直径的一体式圆环；参考图3所示，所述止动环2内圆孔上连接有轴向延伸的内环卡齿，所述内环卡齿能够卡入所述环形外齿圈的齿槽内，从而使得止动环2能被周向限位；
所述定位套3的内孔一端的内壁面上设有能与所述环形外齿圈嵌合的环形内齿圈；所述环形内齿圈的轴向齿长与止动环2的厚度之和等于所述环槽1宽度，没有轴向间隙，定位准确；
所述环形内齿圈能够通过所述环形外齿圈导向以滑动至所述环槽1内，并能在所述环槽1内旋转至与环形外齿圈重合或部分重合以被环形外齿圈轴向定位，进而能够将所述止动环2轴向定位在所述环槽1内：止动环2一侧被轴肩定位，另一侧被定位套3定位；
所述定位套3外壁上开有轴向卡槽；所述止动环2外圆周上连接有轴向延伸的外环卡齿，所述外环卡齿能够卡入所述轴向卡槽内，从而使得定位套3被止动环2周向限位。
为了提高安装效率，外环卡齿与内环卡齿之间的间隔角度不超过
Figure 831273DEST_PATH_IMAGE002
，n表示环形外齿圈上凸齿的数量，环形外齿圈与环形内齿圈的齿数相等；轴向卡槽对应于环形内齿圈的齿槽设置。本具体实施方式中根据泵轴轴径，凸齿的数量设为8。
本具体实施方式中，所述止动环2内圆孔上对应所述环形外齿圈上位于轴线两侧的两个齿槽均设有内环卡齿，受力更加平衡；所述止动环2外圆周上对应所述环形外齿圈上位于轴线两侧的两个齿槽均设有外环卡齿。
一种平衡鼓轴向定位方法，将平衡鼓4安装在泵轴5上；采用本具体实施方式中的互锁式定位结构对平衡鼓4的轴向受力端的相对端进行轴向定位；平衡鼓4的轴向受力端的相对端与所述互锁式定位结构的轴肩齐平，并被抵接在安装完成的互锁式定位结构的止动垫2上。
互锁式定位结构的安装方法如下：
将所述止动环2套在环形外齿圈上并将止动环2的内环卡齿卡入环形外齿圈的齿槽内，止动环2沿环形外齿圈向环槽1滑动，直到到达轴肩处，此时内环卡槽仍然卡在环形外齿圈的齿槽内，对止动环2同时起到周向限位与支撑作用。
参考图4所示，将定位套3在环形外齿圈上，并使定位套3的环形内齿圈与环形外齿圈嵌合；沿环形外齿圈滑动定位套3，直到定位套3的环形内齿圈卡入环槽1内。然后，旋转定位套3，定位套3的旋转角度等于内环卡齿与外环卡齿之间的间隔角度，使定位套3的环形内齿圈上的齿与泵轴上的环形外齿圈上的齿重合或部分重合；本具体实施方式中，外环卡齿与其相邻内环卡齿之间的间隔角度为
Figure 492062DEST_PATH_IMAGE002
，则环形内齿圈需转动到与环形外齿圈完成重合，参考图5所示，图5中虚线部分则为环形内齿圈被环形外齿圈挡住的齿。
将初始状态为径向方向延伸的外环卡齿向轴向方向弯折，使外环卡齿卡入定位套3外壁上的轴向卡槽301内，使得定位套3与止动环2之间形成互锁：定位套3对止动环2轴向定位，同时止动环2对定位套3周向限位。
本发明为互锁式定位原理：止动环2与定位套3之间相互定位，定位作为的根源来自于结构内部的环形外齿圈，止动环2与定位套3被环形外齿圈定位后，再将定位作用传递给彼此，不需要增加额外的定位件，尤其是裸露在结构外部的定位件（如螺钉）。因此，也可以说本发明是由内向外的定位，定位源被保护起来了，经久耐用，安全可靠。

Claims (3)

1.一种互锁式定位结构，其特征在于：包括设置在轴上的环槽，环槽一侧为轴肩，环槽另一侧为环形外齿圈；所述环形外齿圈由周向间隔分布在轴上的凸齿形成，凸齿之间形成齿槽；
还包括止动环与定位套；所述止动环用于套接在所述环槽上，止动环为内孔直径大于环形外齿圈的外圆直径的一体式圆环；所述止动环内圆孔上连接有轴向延伸的内环卡齿，所述内环卡齿能够卡入所述环形外齿圈的齿槽内，从而使得止动环能被周向限位；
所述定位套的内孔一端的内壁面上设有能与所述环形外齿圈嵌合的环形内齿圈；所述环形内齿圈的轴向齿长与止动环的厚度之和等于所述环槽宽度；
所述环形内齿圈能够通过所述环形外齿圈导向以滑动至所述环槽内，并能在所述环槽内旋转至与环形外齿圈重合或部分重合以被环形外齿圈轴向定位，进而能够将所述止动环轴向定位在所述环槽内；
所述定位套外壁上开有轴向卡槽；所述止动环外圆周上连接有轴向延伸的外环卡齿，所述外环卡齿能够卡入所述轴向卡槽内，从而使得定位套被止动环周向限位；所述止动环内圆孔上对应所述环形外齿圈上位于轴线两侧的两个齿槽均设有内环卡齿；外环卡齿与其相邻内环卡齿之间的间隔角度不超过180°/n，n表示环形外齿圈上凸齿的数量；轴向卡槽对应于环形内齿圈的齿槽设置。
2.一种平衡鼓轴向定位方法，将平衡鼓安装在泵轴上；其特征在于：采用权利要求1所述的互锁式定位结构对平衡鼓的轴向受力端的相对端进行轴向定位；平衡鼓的轴向受力端的相对端与所述互锁式定位结构的轴肩齐平，并被抵接在安装完成的互锁式定位结构的止动环上。
3.根据权利要求2所述的平衡鼓轴向定位方法，其特征在于：所述互锁式定位结构的安装方法如下：
将所述止动环套在环形外齿圈上并将止动环的内环卡齿卡入环形外齿圈的齿槽内，止动环沿环形外齿圈向环槽滑动，直到到达轴肩处，此时内环卡齿仍然卡在环形外齿圈的齿槽内，对止动环同时起到周向限位与支撑作用；
将定位套在环形外齿圈上，并使定位套的环形内齿圈与环形外齿圈嵌合；沿环形外齿圈滑动定位套，直到定位套的环形内齿圈卡入环槽内；然后，旋转定位套，定位套的旋转角度等于内环卡齿与外环卡齿之间的间隔角度，使定位套的环形内齿圈上的齿与泵轴上的环形外齿圈上的齿重合或部分重合；
将初始状态为径向方向延伸的外环卡齿向轴向方向弯折，使外环卡齿卡入定位套外壁上的轴向卡槽内，使得定位套与止动环之间形成互锁：定位套对止动环轴向定位，同时止动环对定位套周向限位。
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