CN112984247A - 万向节间隙优化系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种万向节间隙优化系统。用于减小柔性接头万向节系统内的间隙的设备包括垫圈，垫圈具有居中地定位的孔。垫圈包括圆柱形侧面，其中，圆柱形侧面成形为当垫圈位于万向节的夹具和环之间时接触万向节的环的侧面。垫圈还包括球形侧面，其中，球形侧面具有当垫圈位于夹具和环之间时使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈中的孔的轴线旋转的形状。
Description
技术领域
本公开总体上涉及柔性接头万向节系统的制造和维护，特别是涉及通过实施球形垫圈以将柔性接头中的间隙减小到期望公差内来减小由于松散配合部件而引起的金属波纹管万向节接头疲劳损坏。
背景技术
柔性金属波纹管万向节接头通常用于连接流体输送系统的管道系统，其中，允许管道系统的部分之间的相对运动是有益的。然而，在高应变、高振动或剧烈温度变化的环境中，例如火箭发动机，过大的制造间隙在周期性剪切载荷下在波纹管上引起非预期的额外应变，从而引起显著的疲劳损坏和缩短的寿命周期。
解决损坏原因的现有解决方案通常需要对现有单元进行重大的重新设计。这种万向节的行业标准做法是使用普通的球形滚珠轴承。为了在从开始就没有使用轴承的现有接头中实施此方法，万向节接头将需要被破坏性地分离，如果存在足够的厚度或者主要部件被替换则需要进行机加工，然后重新组装，这涉及焊接和重新清洁。与此过程相关联的巨大成本和风险通常使得单元的完全更换更加可行。
因此，期望具有一种考虑到上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和设备。例如，期望具有一种方法和设备，其提供用于去除这些间隙而不从组件去除接头且不破坏压力屏障，并且提供接头的全部性能能力，但是具有大大增加的疲劳使用寿命。还期望制造一种万向节系统，其包括在期望公差内的柔性接头中的减小的间隙，这可以处理来自初始安装的高应变环境并提供增加的使用寿命。
发明内容
本公开的一个实例提供了一种包括环的万向节系统。第一夹具连接到环，并且第二夹具连接到环。垫圈位于第一夹具和环之间。
本公开的另一实例提供了一种包括垫圈的设备，该垫圈具有居中地定位的孔。垫圈包括圆柱形侧面，其中，圆柱形侧面成形为当垫圈位于用于万向节的夹具和用于万向节的环之间时接触用于万向节的环的侧面。垫圈还包括球形侧面，其中，球形侧面具有当垫圈位于夹具和环之间时使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈中的孔的轴线旋转的形状。
本公开的又一实例提供了一种用于将垫圈安装在万向节中的方法，包括识别万向节的夹具和万向节的环之间的距离，以及形成垫圈，使得垫圈具有厚度，使得垫圈和环之间的第一间隙以及垫圈和夹具之间的第二间隙累积地在期望的间隙公差内。
该特征和功能可以在本公开的各种实例中独立地实现，或者可以在其他实例中组合，其中进一步的细节可以参考以下描述和附图来看到。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实例的以下详细描述，将最好地理解说明性实例以及优选使用模式、其进一步的目的和特征，其中：
图1是根据说明性实例的框图形式的万向节系统的图示；
图2是根据说明性实例的万向节系统的图示；
图3是根据说明性实例的万向节系统的图示；
图4是根据说明性实例的万向节系统的截面的图示；
图5是根据说明性实例的万向节系统的截面的图示；
图6是根据说明性实例的垫圈的图示；
图7是根据说明性实例的垫圈的图示；
图8是根据说明性实例的垫圈的截面的图示；
图9是根据说明性实例的垫圈的截面的图示；
图10是根据说明性实例的销的图示；
图11是根据说明性实例的销的图示；
图12是将垫圈安装在万向节中的方法的流程图；
图13示出了将垫圈安装在万向节中的方法；
图14是根据说明性实例的框图形式的产品管理系统的图示；
图15是根据说明性实例的飞机制造和维修方法的图示；以及
图16是其中可以实施说明性实例的飞机的图示。
具体实施方式
说明性实例认识并考虑到一个或多个不同的考虑因素。例如，说明性实例认识并考虑到，期望制造一种能够将柔性接头中的制造间隙减小到期望公差内的柔性接头万向节系统。此外，还期望该柔性接头万向节系统能够承受通常与例如飞机、火箭或卫星的低温管道系统或液压管路相关联的高应变、高振动或剧烈温度变化的环境。
说明性实例认识并考虑到，期望通过使用非破坏性评估来再加工现有的柔性接头万向节系统，以通过减小柔性接头中的间隙而不解构柔性接头来减小由于过度运动而造成的疲劳损坏。
因此，说明性实例提供了一种柔性接头万向节系统，其具有能够承受火箭发动机内常见的高振动和剧烈温度变化的减小的气隙。
尽管关于火箭发动机或卫星描述了用于说明性实例的说明性实例，但是该说明性实例可以应用于其他类型的平台。该平台可以是例如移动平台、固定平台、陆基结构、水基结构和空基结构。
现在转向图1，根据说明性实例描绘了万向节系统的框图的图示。万向节系统100包括盖102、环104、销106、夹具108、垫圈110和波纹管111。在该说明性实例中，夹具108是在尖头的端部具有孔的U形件。夹具108可允许一个围绕一个轴线旋转，同时限制其他轴线的旋转。
万向节系统可以在管道系统中找到，其中提供管道系统的部分之间的相对运动是有益的。该相对运动可以允许热位移以及由于火箭发动机的高振动而引起的运动。
盖102包括紧固件112。紧固件112可以将盖102连接到环104。紧固件112可以是螺栓、螺纹、凸片等的形式，或者是将盖102固定到环104的任何其他类型的紧固件。盖102可以邻接销106或夹具108。
环104包括与环104的外圆周同心对准的通道114。如图所示，环104和通道114通常为圆形形状，然而，限定能够围绕波纹管111的通道的任何形状都将满足要求。环104还包括围绕环104的圆周等距地间隔开的槽116。槽116被描绘为椭圆形，然而，也可以考虑其他形状，例如圆形、正方形等。环104必须包括至少两个槽116，并且通常包括至少四个槽116。穿过环104的每个槽116可以具有第一侧118和第二侧119以及宽度120。宽度120对应于环104的宽度。第一侧118包括通孔121。通孔121完全穿过槽116的第一侧118。第二侧119具有圆柱形表面122。圆柱形表面122的纵向轴线平分宽度120。第二侧119的圆柱形表面122包括盲孔123。盲孔123可以完全或可以不完全穿过槽116的第二侧119。通孔121和盲孔123同心地对准，并且因此共享共同的中心纵向轴线。
销106被描绘为具有外径124的大致圆柱形形状。销106为夹具108提供了相对于环104的旋转轴线。销106具有与圆柱形形状的纵向中心轴线相对应的长度128。销106延伸穿过通孔121、夹具108、垫圈110，并且进入盲孔123。外径124装配在通孔121、夹具108、垫圈110内，并且装配到间隙公差126内的盲孔123中。在万向节系统100的制造或再加工期间，外径124形成为使得销106与夹具108、垫圈110和盲孔123之间的间距在期望的间隙公差126内。销106可以包括台肩130。台肩包括长度132，其中长度132小于长度128。台肩130可以具有外径134，其中外径134大于外径124。台肩130可以包括支承表面136。支承表面136可以接触夹具108。在万向节系统100的制造或再加工期间，外径134形成为使得台肩130与通孔121之间的间距在期望的间隙公差126内。在万向节系统100的制造或再加工期间，长度132形成为使得盖102和销106之间的累积间距加上支承表面136和夹具108之间的间距在间隙公差137内，其中间隙公差137在.002英寸内。
夹具108包括至少两个从毂139延伸的尖头138。毂139还形成管道144。管道144为通向万向节系统100内的波纹管111的管道系统提供支撑。万向节系统100可以包括一个或多个夹具108。夹具108的每个尖头138相同，因此将只进一步描述一个尖头138。尖头138包括孔140。孔140具有直径142。直径142的尺寸被设计成接收销106。尖头138的第一表面可以接触销106的盖102或台肩130。与第一表面相对的第二表面接触垫圈110。接触垫圈110的表面具有凹圆柱形形状。
垫圈110通常为盘形，具有外径150并且包括围绕中心轴线158的中心孔154。垫圈110包括与圆柱形表面166相对的球形表面160。球形表面160包括支承表面162。支承表面162可以接触夹具108。支承表面162可以包括涂层164。涂层164可以是润滑剂、干膜润滑剂、垫圈上的陶瓷粘合剂中的润滑颜料的第一层以及固化在第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。另外，涂层164可以施加到销106的外表面和盖102。球形表面160具有当垫圈位于夹具108和环104之间时使得夹具108能够围绕居中地延伸穿过垫圈中的中心孔154的中心轴线158相对于环104旋转的形状。圆柱形表面166包括支承表面168。支承表面168可以接触环104的圆柱形表面122。圆柱形表面166成形为当垫圈110位于夹具108和环104之间时接触环104的圆柱形表面122。
如本文使用的，短语“至少一个”当与项目列表一起使用时，是指可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每个项目中的一个。换句话说，“至少一个”是指可以使用列表中的项目的任何组合或项目的数量，但不是列表中的所有项目都是必需的。该项目可以是特定的对象、事物或类别。
例如，但不限于，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可以包括项目A、项目A和项目B、或项目B。此实例还可以包括项目A、项目B和项目C或项目B和项目C。当然，可以存在这些项目的任何组合。在一些说明性实例中，“至少一个”可以是，例如但不限于，两个项目A；一个项目B；以及十个项目C；四个项目B和七个项目C；或者其他合适的组合。
垫圈具有厚度170。厚度170形成为使得垫圈和环之间的第一间隙176以及垫圈和夹具之间的第二间隙178累积地在预期的间隙公差174内，其中间隙公差174在.001英寸内。第一间隙或第二间隙或两者都可以具有零值是可能的。
垫圈110由热膨胀系数172在环104的热膨胀系数和夹具108的热膨胀系数的选定范围内的材料构成，这使得能够在垫圈和环之间以及在垫圈和夹具之间保持期望的间距公差。
外径150可以基于环104的宽度120来设定尺寸。外径150可以被确定为使得垫圈可以承载垫圈的圆柱形侧面166与环的圆柱形表面122之间的支承表面168上的期望的压缩载荷152。
图1中的万向节系统100和不同部件的图示并不意味着暗示对可以实施说明性实例的方式的物理或结构限制。可以使用除了所示部件之外的其他部件或代替所示部件的其他部件。一些部件可能是不必要的。此外，呈现这些块以示出一些功能部件。当在说明性实例中实施时，这些块中的一个或多个可以被组合、划分、或者组合并划分成不同的块。
现在参考图2至图3，描绘了根据说明性实例的万向节系统200的图示。如图所示，万向节系统200是图1中的万向节系统100的一个实施方式的实例。
如图所示，万向节系统200包括多个盖，其包括盖202、盖204、盖206和盖208。这些盖用紧固件212连接到环210。环210包括通道242和槽214、215、216及217，每个槽与对应的盖相关联。夹具220具有从毂224延伸穿过环210中的槽214的尖头222。夹具220具有从毂224延伸穿过环210中的槽216的尖头226。夹具220包括管道228。管道228为通向万向节系统100内的波纹管111的管道系统提供支撑。
夹具230具有从毂234延伸穿过环210中的槽215的尖头232。夹具230具有从毂234延伸穿过环210中的槽217的尖头236。夹具230包括管道238。管道238为通向万向节系统100内的波纹管111的管道系统提供支撑。
在操作中，夹具220可相对于环210围绕轴线244在槽214、216内枢转。此外，夹具230可相对于环210围绕轴线246在槽215、217内枢转。万向节系统200包括波纹管240，其定位在通道242内并且连接到两个夹具，使得连接到管道228、238的管道系统流体地且柔性地在内部连接在万向节系统200内。
万向节系统200的总体尺寸和万向节系统200的对应部件由预期用途确定。更具体地，需要使用柔性波纹管万向节接头的管道系统的尺寸将确定万向节系统200的相对尺寸。因此，部件的尺寸可以在从几英寸到几英尺的范围内。
现在参考图4至图5，示出了根据说明性实例的万向节系统的截面的图示。图4是沿着图3的线4-4的剖视图，其中在环的一个槽内的一个尖头包括一个销、一个盖和一个垫圈。图5对应于相对于图4的视图的90°枢转，是沿着图3的线5-5的剖视图，其中在环的一个槽内的一个尖头包括一个销、一个盖和一个垫圈。本领域普通技术人员应理解，图4至图5表示夹具与环的一个连接，并且如图所示，万向节系统200包括四个相同的连接。
如图4至图5所示，夹具220的尖头226延伸穿过环210中的槽216。销404延伸穿过环210中的通孔430、尖头226中的通孔432、垫圈410中的中心通孔434，并且进入环210中的盲孔416。销404具有外径418。销404的台肩406具有外径419。盖208用紧固件212连接到环210。台肩406的支承表面408接触尖头226。尖头226接触垫圈410的球形表面412。垫圈410的圆柱形表面414接触环210的圆柱形表面422。销404为尖头226提供相对于环210的旋转轴线440。球形表面412成形为使得夹具的尖头226能够围绕居中地延伸穿过中心孔434的轴线相对于环旋转。为了便于更平滑的旋转，球形表面可以包括诸如润滑剂的涂层。垫圈410具有厚度424，使得垫圈410与环210之间的间隙以及垫圈410与叉部226之间的间隙累积地在期望的间隙公差内。
现在参考图6至图9，描绘了根据说明性实例的垫圈的图示。如图所示，垫圈600是图1中的垫圈110和图4至图5中的垫圈410的一个实施方式的实例。
如图所示，垫圈600包括球形表面602和圆柱形表面604。垫圈具有外径606和中心孔608。中心孔具有直径610。球形表面602是垫圈600在与夹具接触时的支承表面。圆柱形表面604是垫圈600在与环接触时的支承表面。中心孔608的尺寸被设计成接收图1中的销106和图4至图5中的销404。在所示万向节系统的制造或再加工期间，销形成为使得销和中心孔608之间的间距在期望的间隙公差内。
现在参考图10至图11，描绘了根据说明性实例的销的图示。如图所示，销1000是图1中的销106和图4至图5中的销404的一个实施方式的实例。
如图所示，销1000被描绘为具有外径1002的大致圆柱形形状。销1000具有长度1004。外径1002在期望的间隙公差内装配在环、夹具和垫圈内。在万向节系统100的制造或再加工期间，外径1002形成为使得销1000与夹具、垫圈和环之间的间距在期望的间隙公差内。销1000可以包括台肩1006。台肩1006可以具有外径1008，其中外径1008大于外径1002。台肩1008可以包括支承表面1010。支承表面1010可以接触夹具。在万向节系统100的制造或再加工期间，外径1008形成为使得台肩1000与环中的通孔之间的间距在期望的间隙公差内。在万向节系统100的制造或再加工期间，长度1004形成为使得盖与销1000之间的累积间距加上支承表面1010与夹具之间的间距在间隙公差内，其中，间隙公差在.002英寸内。
图2至图11中的万向节系统100的部件的图示是为了示出图1中以方框形式示出的万向节系统100的不同物理实现方式而提供的。这些图示并不意味着限制其他说明性实例可以实现的方式。
接下来转到图12，示出了根据说明性实例的用于将垫圈安装在万向节系统中的过程1200的流程图的图示。所示过程可以用图1中的万向节系统100来实现。
过程1200开始于识别万向节的夹具和万向节的环之间的距离(操作1202)。万向节的夹具和环之间的过大距离允许两个部件之间在不打算运动的方向上的过大相对运动。这种在非预期方向上的过度运动会在部件上产生疲劳，并且导致缩短部件和万向节系统整体的寿命周期。
在操作1204，将垫圈形成为使得垫圈具有厚度，使得垫圈与环之间的第一间隙和垫圈与夹具之间的第二间隙累积地在期望的间隙公差内。形成垫圈可包括将坯料机加工成期望的形状、将材料倒入模具中并精整、激光切割坯料等。第一间隙或第二间隙或两者可以具有零值。形成垫圈可以包括在垫圈上形成圆柱形侧面，其中，圆柱形侧面成形为当垫圈位于夹具和环之间时接触环的侧面。形成垫圈可以包括在垫圈上形成球形侧面，其中，球形侧面具有当垫圈位于夹具和环之间时使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈的轴线旋转的形状。
在操作1206，将夹具或环中的至少一个机加工成使得穿过环、夹具和垫圈插入的销符合销与夹具、销与环以及销与垫圈之间的期望的间隙公差范围。
在操作1208，将涂层施加到垫圈的球形侧面。其中，涂层选自润滑剂、干膜润滑剂、垫圈上的陶瓷粘合剂中的润滑颜料的第一层以及固化在第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。
在操作1210，将盖固定到环，使得盖支承在销上，销支承在夹具上，并且夹具支承在垫圈上，同时保持垫圈与环之间以及垫圈与夹具之间的期望的间距公差。可以执行过程1200，其中在新制造的万向节上执行垫圈的安装，或者可以执行过程1200，其中垫圈的安装是现有万向节的再加工。
上述操作不被归类为呈现操作的顺序。一些操作可以在之前描述的操作之前执行，并且一些可以同时执行。操作被呈现的顺序并非意味着操作将要执行的顺序。
图13示出了根据说明性实例的将垫圈安装在万向节系统中的方法1300。在1302，从环1308和夹具1310移除现有的盖1304和销1306。在1312，将工具对准销1314插入并夹持到环1308和夹具1310。在1318，将环1308中的通孔1320、夹具中的孔1322和环中的盲孔1324机加工到预期尺寸以减小间隙。在1330，插入刀具保持销1316和在环1308周围的每个位置处重复1302、1312和1318。在1332，完成将通孔1320、孔1322和盲孔1324中的所有机加工到期望的公差。在1334，将垫圈1336、替换销1338和替换盖1340安装在环1308周围的每个位置处。在该方法期间的任何时间，为了保护万向节系统的波纹管的完整性，一次仅从万向节系统拆卸一个盖和销的组合。
现在转向图14，描绘了根据说明性实例的产品管理系统的框图的图示。产品管理系统1400是物理硬件系统。在此说明性实例中，产品管理系统1400包括制造系统1402或维护系统1404中的至少一个。
制造系统1402配置为制造诸如图1中的万向节系统100的产品。如图所示，制造系统1402包括制造设备1406。制造设备1406包括制作设备1408或组装设备1410中的至少一个。
制作设备1408是用于制造部件的设备，该部件用于用来形成图1中的万向节系统100的零件。例如，制作设备1408可包括机器和工具。这些机器和工具可以是钻孔机、液压机、熔炉、模具、复合带铺设机、真空系统、车床或其他合适类型的设备中的至少一种。制作设备1408可用于制造金属部件、复合部件、半导体、电路、紧固件、肋、蒙皮面板、翼梁、天线或其他合适类型的部件中的至少一个。
组装设备1410是用于组装部件以形成图1中的万向节系统100的设备。特别地，组装设备1410用于组装部件和零件以形成图1中的万向节系统100。组装设备1410还可以包括机器和工具。这些机器和工具可以是机器人臂、履带车、快速安装系统、基于轨道的钻孔系统或机器人中的至少一个。组装设备1410可用于组装部件，例如座椅、水平稳定器、机翼、发动机、发动机壳体、起落架系统、以及图1中的万向节系统100的其他部件。
在此说明性实例中，维护系统1404包括维护设备1412。维护设备1412可包括对图1中的万向节系统100进行维护所需的任何设备，维护设备1412可以包括用于对图1中的飞机万向节系统100上的部件进行不同操作的工具。这些操作可包括拆卸部件、整修部件、检查部件、再加工部件、制造替换部件中的至少一个，或者用于对图1中的飞机万向节系统100进行维护的其他操作。这些操作可用于日常维护、检查、升级、整修或其他类型的维护操作。
在说明性实例中，维护设备1412可以包括超声检查装置、x射线成像系统、视觉系统、钻孔机、履带车以及其他合适的装置。在一些情况下，维护设备1412可包括制作设备1408、组装设备1410或两者，以生产和组装维护所需的部件。
产品管理系统1400还包括控制系统1414。控制系统1414是硬件系统，并且还可以包括软件或其他类型的部件。控制系统1414配置为控制制造系统1402或维护系统1404中的至少一个的操作。特别地，控制系统1414可控制制作设备1408、组装设备1410或维护设备1412中的至少一个的操作。
控制系统1414中的硬件可使用这样的硬件来实现，该硬件可以包括计算机、电路、网络和其他类型的设备。该控制可以采取直接控制制造设备1406的形式。例如，机器人、计算机控制的机器和其他设备可由控制系统1414控制。在其他说明性实例中，控制系统1414可管理由人工操作员1416在万向节系统100的制造或执行维护中执行的操作。例如，控制系统1414可分配任务、提供指令、显示模型或执行其他操作以管理由人工操作员1416执行的操作。
在不同的说明性实例中，人工操作员1416可操作制造设备1406、维护设备1412或控制系统1414中的至少一个或与其相互作用。这种相互作用可以发生在制造图1中的万向节系统100时。
当然，产品管理系统1400可以配置为管理除了图1中的万向节系统100之外的其他产品。尽管已经关于航空航天行业中的制造描述了产品管理系统1400，但是产品管理系统1400可以被配置为管理用于其他行业的产品。例如，产品管理系统1400可以配置为制造用于汽车行业以及任何其他合适的行业的产品。
本公开的说明性实例可以在如图15所示的飞机制造和维修方法1500及如图16所示的飞机1600的背景下描述。首先转到图15，描绘了根据说明性实例的制造和维修方法的图示。在生产前期间，飞机制造和维修方法1500可以包括图16中的飞机1600的规格和设计1502以及材料采购1504。
在生产期间，进行图16中的飞机1600的部件和子组件制造1506及系统集成1508。此后，飞机1600可以经历认证和交付1510以便投入使用1512。当由客户使用1512时，安排飞机1600进行日常维护和维修1514，其可以包括修改、重新配置、整修、以及其他维护或维修。
飞机制造和维修方法1500的每个过程可以由系统集成商、第三方、操作员或其一些组合执行或实行。在这些实例中，操作者可以是客户。为了本说明书的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞机制造商和主系统转包商；第三方可以包括但不限于任何数量的供应商、分包商和供应商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
现在参考图16，描绘了其中可以实现说明性实例的飞机的图示。在此实例中，飞机1600可以包括具有多个系统1604和内部1606的机身1602。系统1604的实例包括推进系统1608、电气系统1610、液压系统1612和环境系统1614中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管示出了航空航天实例，但是不同的说明性实例可以应用于其他行业，例如汽车行业。在图15中的飞机制造和维修方法1500的至少一个阶段期间，可以采用本文所实施的设备和方法。
在一个说明性实例中，在图15中的部件和子组件制造1506中生产的部件或子组件可以类似于飞机1600在图15中的投入使用1512的同时生成的部件或子组件的方式制作或制造。作为又一实例，在生产阶段期间，例如图15中的部件和子组件制造1506及系统集成1508期间，可以利用一个或多个设备实例、方法实例或其组合。在飞机1600投入使用1512的同时，在图15中的维护和维修1514期间，或在这两者期间，可以利用一个或多个设备实例、方法实例或其组合。例如，万向节系统可以在维护和维修1514期间使用，以减小飞机1600中的万向节系统内的间隙。
因此，说明性实例提供了一种柔性接头万向节系统，其能够将柔性接头中的制造间隙减小到期望的公差内。此外，说明性实例提供了一种万向节系统，其减小了系统内的间隙而没有破坏性的拆卸。此外，说明性实例提供了一种柔性接头万向节系统，其能够承受通常与例如飞机、火箭或卫星的低温管道系统或液压管路相关联的高应变、高振动和剧烈温度变化的环境。说明性实例提供了一种对现有柔性接头万向接头系统进行再加工的方法，以通过使用非破坏性评估来通过减小柔性接头中的间隙而不解构柔性接头来减小由于过度运动而造成的疲劳损坏。为了说明和描述的目的，已经给出了不同说明性实例的描述，其并非旨在是穷尽的或限于所公开形式的实例。不同的说明性实例描述了执行动作或操作的部件。在说明性实例中，部件可以配置为执行所描述的动作或操作。例如，部件可以具有用于向部件提供执行在说明性实例中被描述为由部件执行的动作或操作的能力的结构的配置或设计。
许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。此外，如与其他期望的实例相比，不同的说明性实例可以提供不同的特征。选择和描述所选择的一个或多个实例以便最佳地解释实例的原理、实际应用，并且使得本领域的其他普通技术人员能够理解具有适合于所考虑的特定用途的各种修改的各种实例的公开内容。
如本文使用的，第一部件“连接到”第二部件是指第一部件可以直接或间接连接到第二部件。换句话说，在第一部件和第二部件之间可以存在附加部件。当在第一部件和第二部件之间存在一个或多个附加部件时，认为第一部件间接连接到第二部件。当第一部件直接连接到第二部件时，在两个部件之间不存在附加部件。
条款1：一种万向节系统，包括环；第一夹具，连接到环；第二夹具，连接到环；以及垫圈，位于第一夹具和环之间。
条款2：根据条款1所述的万向节系统，还包括：销，延伸穿过环、第一夹具和垫圈中的居中地定位的孔；盖，附接到环并与销接触；并且销的台肩提供了与第一夹具的支承表面。
条款3：根据条款1或2所述的万向节系统，其中，垫圈还包括：居中地定位的孔；圆柱形侧面，成形为接触环的侧面；以及球形侧面，成形为使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过孔的轴线旋转。
条款4：根据条款1至3中任一项所述的万向节系统，其中，垫圈具有基于环的宽度的外径。
条款5：根据条款3所述的万向节系统，其中，垫圈中的居中地定位的孔具有基于延伸穿过环、第一夹具和垫圈中的居中地定位的孔的销的外径的直径。
条款6：根据条款1至5中任一项所述的万向节系统，其中，垫圈具有厚度，使得垫圈与环之间的间隙以及垫圈与夹具之间的间隙累积地在期望的间隙公差内。
条款7：根据条款1至6中任一项所述的万向节系统，其中，垫圈由热膨胀系数在环的热膨胀系数和夹具的热膨胀系数的选定范围内的材料构成，该选定范围使得能够保持垫圈与环之间以及垫圈与夹具之间的期望的间距公差。
条款8：根据条款1至7中任一项所述的万向节系统，还包括多个垫圈，该垫圈具有居中地定位的孔、成形为接触环的对应侧面的圆柱形侧面、以及成形为使得第一夹具和第二夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈中的对应孔的轴线旋转的球形侧面。
条款9：一种设备，包括垫圈，该垫圈具有：居中地定位的孔；垫圈上的圆柱形侧面，其中，圆柱形侧面成形为当垫圈位于用于万向节的夹具和用于万向节的环之间时接触用于万向节的环的侧面；以及垫圈上的球形侧面，其中，球形侧面具有当垫圈位于夹具和环之间时使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈中的孔的轴线旋转的形状。
条款10：根据条款9所述的设备，还包括位于球形侧面上的涂层。
条款11：根据条款10所述的设备，其中，涂层选自润滑剂、干膜润滑剂、垫圈上的陶瓷粘合剂中的润滑颜料的第一层和固化在第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。
条款12：根据条款9至11中任一项所述的设备，其中，垫圈具有选择为承载垫圈的圆柱形侧面与环的表面之间的支承表面上的期望压缩载荷的直径。
条款13：根据条款9至12中任一项所述的设备，其中，垫圈具有厚度，使得垫圈与环之间的间隙以及垫圈与夹具之间的间隙两者累积地在期望的间隙公差内。
条款14：根据条款9至13中任一项所述的设备，其中，垫圈由热膨胀系数在环的热膨胀系数和夹具的热膨胀系数的选定范围内的材料构成，该选定范围使得能够保持垫圈与环之间以及垫圈与夹具之间的期望的间距公差。
条款15：根据条款9至14中任一项所述的设备，其中，万向节中的夹具连接到用于流体输送系统、液体输送系统、气体输送系统、低温系统、液压系统和燃料系统中的一个的管道系统。
条款16：根据条款9至15中任一项所述的设备，其中，垫圈上的圆柱形侧面形成用于环的第一支承表面，并且球形侧面形成用于夹具的第二支承表面。
条款17：一种用于将垫圈安装在万向节中的方法，包括识别万向节的夹具与万向节的环之间的距离；以及形成垫圈，使得垫圈具有厚度，使得垫圈与环之间的第一间隙和垫圈与夹具之间的第二间隙累积地在期望的间隙公差内。
条款18：根据条款17所述的方法，其中，形成垫圈包括在垫圈上形成圆柱形侧面，其中，圆柱形侧面成形为当垫圈位于夹具和环之间时接触环的侧面。
条款19：根据条款17或18所述的方法，其中，形成垫圈包括在垫圈上形成球形侧面，其中，球形侧面具有当垫圈位于夹具和环之间时使得夹具能够相对于环围绕居中地延伸穿过垫圈的轴线旋转的形状。
条款20：根据条款17至19中任一项所述的方法，还包括机加工夹具或环中的至少一个，使得穿过环、夹具和垫圈插入的销符合销与夹具、销与环以及销与垫圈之间的期望的间隙公差范围。
条款21：根据条款18所述的方法，还包括施加位于球形侧面上的涂层，其中，该涂层选自润滑剂、干膜润滑剂、垫圈上的陶瓷粘结剂中的润滑颜料的第一层和固化在第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。
条款22：根据条款19所述的方法，还包括将盖固定到环，使得盖支承在销上，销支承在夹具上，并且夹具支承在垫圈上，同时保持垫圈与环之间以及垫圈与夹具之间的期望的间距公差。
条款23：根据条款17至22中任一项所述的方法，其中，在新的万向节上执行垫圈的安装。
条款24：根据条款17至23中任一项所述的方法，其中，垫圈的安装是对现有万向节的再加工。
Claims (24)
1.一种万向节系统，其中，所述万向节系统包括：
环(104)；
第一夹具(220)，连接到所述环(104)；
第二夹具(230)，连接到所述环(104)；以及
垫圈(110)，位于所述第一夹具(220)和所述环(104)之间。
2.根据权利要求1所述的万向节系统，还包括：
销(106)，延伸穿过所述环(104)、所述第一夹具(220)和所述垫圈(110)中的居中地定位的孔(154)；
盖(102)，附接到所述环(104)并与所述销(106)接触；并且
所述销(106)的台肩(130)提供了与所述第一夹具(220)的支承表面(136)。
3.根据权利要求1所述的万向节系统，其中，所述垫圈还包括：
居中地定位的孔(154)；
圆柱形侧面(166)，成形为接触所述环(104)的侧面(122)；以及
球形侧面(160)，成形为使得所述第一夹具(220)能够相对于所述环(104)围绕居中地延伸穿过所述孔(154)的轴线(158)旋转。
4.根据权利要求1所述的万向节系统，其中，所述垫圈(110)具有基于所述环的宽度(120)的外径(150)。
5.根据权利要求3所述的万向节系统，其中，所述垫圈中的所述居中地定位的孔(154)具有基于延伸穿过所述环(104)、所述第一夹具(220)和所述垫圈中的所述居中地定位的孔(154)的销的外径(124)的直径(156)。
6.根据权利要求1所述的万向节系统，其中，所述垫圈(110)具有厚度(170)，使得所述垫圈与所述环之间的间隙(176)以及所述垫圈与所述夹具之间的间隙(178)累积地在期望的间隙公差(174)内。
7.根据权利要求1所述的万向节系统，其中，所述垫圈(110)由热膨胀系数(172)在所述环(104)的热膨胀系数和所述夹具(220)的热膨胀系数的选定范围内的材料构成，使得能够保持所述垫圈(110)与所述环(104)之间以及所述垫圈(110)与所述夹具(220)之间的期望的间距公差(174)。
8.根据条款1至7中任一项所述的万向节系统，还包括：
多个垫圈(110)，具有居中地定位的孔(154)、成形为接触所述环(104)的对应侧面的圆柱形侧面(166)、以及成形为使得所述第一夹具(220)和所述第二夹具(230)能够相对于所述环围绕居中地延伸穿过所述垫圈中的对应孔的轴线(158)旋转的球形侧面(160)。
9.一种设备，其中，所述设备包括：
垫圈(110)，具有居中地定位的孔(154)；
所述垫圈(110)上的圆柱形侧面(166)，其中，所述圆柱形侧面(166)成形为当所述垫圈(110)位于用于万向节的夹具(108)和用于所述万向节的环(104)之间时接触用于所述万向节(100)的所述环的侧面(122)；以及
所述垫圈(110)上的球形侧面(160)，其中，所述球形侧面(160)具有当所述垫圈(110)位于所述夹具(108)和所述环(104)之间时使得所述夹具(108)能够相对于所述环(104)围绕居中地延伸穿过所述垫圈(158)中的所述孔的轴线旋转的形状。
10.根据权利要求9所述的设备，还包括：
涂层(164)，位于所述球形侧面(160)上。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述涂层(164)选自润滑剂、干膜润滑剂、所述垫圈(110)上的陶瓷粘合剂中的润滑颜料的第一层和固化在所述第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，所述垫圈(110)具有选择为承载所述垫圈(110)的所述圆柱形侧面(166)与所述环(104)的表面(122)之间的支承表面(168)上的期望压缩载荷(152)的直径(150)。
13.根据权利要求9所述的设备，其中，所述垫圈(110)具有厚度(170)，使得所述垫圈与所述环之间的间隙(176)以及所述垫圈与所述夹具之间的间隙(178)两者累积地在期望的间隙公差(174)内。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述垫圈(110)由热膨胀系数(172)在所述环(104)的热膨胀系数和所述夹具(108)的热膨胀系数的选定范围内的材料构成，使得能够保持所述垫圈与所述环之间以及所述垫圈与所述夹具之间的期望的间距公差(174)。
15.根据权利要求9所述的设备，其中，所述万向节(100)中的所述夹具(108)连接到用于流体输送系统、液体输送系统、气体输送系统、低温系统、液压系统和燃料系统中的一个的管道系统。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的设备，其中，所述垫圈上的所述圆柱形侧面(166)形成用于所述环的第一支承表面(168)，并且所述球形侧面(160)形成用于所述夹具的第二支承表面(162)。
17.一种用于将垫圈安装在万向节中的方法，其中，所述方法包括：
步骤(1202)，识别所述万向节的夹具与所述万向节的环之间的距离；以及
步骤(1204)，形成所述垫圈，使得所述垫圈具有厚度，使得所述垫圈与所述环之间的第一间隙和所述垫圈与所述夹具之间的第二间隙累积地在期望的间隙公差内。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，形成所述垫圈包括：
步骤(1204)，在所述垫圈上形成圆柱形侧面，其中，所述圆柱形侧面成形为当所述垫圈位于所述夹具和所述环之间时接触所述环的侧面。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，形成所述垫圈包括：
步骤(1204)，在所述垫圈上形成球形侧面，其中，所述球形侧面具有当所述垫圈位于所述夹具和所述环之间时使得所述夹具能够相对于所述环围绕居中地延伸穿过所述垫圈的轴线旋转的形状。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
步骤(1206)，机加工所述夹具和所述环中的至少一个，使得穿过所述环、所述夹具和所述垫圈插入的销符合所述销与所述夹具、所述销与所述环以及所述销与所述垫圈之间的期望的间隙公差范围。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括：
步骤(1208)，施加位于所述球形侧面上的涂层，其中，所述涂层选自润滑剂、干膜润滑剂、垫圈上的陶瓷粘结剂中的润滑颜料的第一层和固化在所述第一层上的石墨和酚醛树脂的第二层中的至少一种。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括：
步骤(1210)，将盖固定到所述环，使得所述盖支承在所述销上，所述销支承在所述夹具上，并且所述夹具支承在所述垫圈上，同时在所述垫圈与所述环之间以及所述垫圈与所述夹具之间保持期望的间距公差。
23.根据权利要求17所述的方法，其中，在新的万向节上执行所述垫圈的安装(1200)。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法，其中，所述垫圈的安装是对现有万向节的再加工(1200)。
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