CN113550983B - 一种分段长轴连接支撑传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分段长轴连接支撑传动装置，包括高强度金属支撑盒、高分子随动轮、高强度金属传动轴头、纤维浸油密封盖和固定金属圆环，高分子随动轮套设在高强度金属传动轴头的中部，高强度金属传动轴头与传动轴嵌套卡合，可实现相邻分段长轴力矩的传送，单点支撑即可保持前后段传动轴同心。本发明还通过在高强度金属传动轴头的圆柱面和高分子随动轮两侧的环形台面、外圈柱面上设置外旋螺纹，以及设计高分子随动轮的孔径从中心向两端逐渐扩大，使粉尘沉积物难以进入高强度金属传动轴头、高分子随动轮和高强度金属支撑盒的配合间隙，减小了摩擦损伤，增加了使用寿命，提高了生产效率，还大大降低了耗材成本。

Description

一种分段长轴连接支撑传动装置
技术领域
本发明属于机械装置传动技术领域，具体涉及一种分段长轴连接支撑传动装置，尤其是一种适用于高粉尘环境下轴与轴连接的装置。
背景技术
轴是机械部件中最常见的零件之一，在一些特殊的情况下，需要使用生产长度较大的分段长轴来传递力矩，分段长轴需要装置进行连接，同时进行支撑，保障轴的同心。
现有技术中常采用联轴器直接进行连接，如凸缘式联轴器、套筒式联轴器等，在连接处存在复杂的固定连接结构，安装拆卸过程复杂，还会大大增加传动长轴的连接处的重量，导致传动轴偏心增加，需要设置支撑机构保持前后段传动轴同心，为了使力矩传送稳定，常需要在联轴器连接处的两端都设置支撑机构，为了使支撑机构既能支撑联轴器平衡，又能与轴随动或静止，支撑机构常常特别复杂，或者不方便适用于恶劣的工况条件。
分段长轴需要装置进行连接，同时进行支撑，保障轴的同心，支撑后连接装置在转动时会和支撑装置产生摩擦，为了减轻摩擦，现有技术主要采用在支撑点使用滚珠、滚柱轴承或轴瓦作为连接支撑装置主要部件。但在高粉尘使用环境，且轴因同心度不足时，会出现密封失效，粉尘侵入装置主要部件，使得滚珠、滚柱、轴瓦等磨损加剧，造成设备频繁检修，影响生产效率，并且增加的耗材成本。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种分段长轴连接支撑传动装置，采用高强度金属支撑盒、高分子随动轮、高强度金属传动轴头、纤维浸油密封盖组成的分段长轴连接支撑传动装置体积小、噪音小、成本低、寿命长。能够在高粉尘环境且长轴存在偏心时正常、稳定运行。具体方案如下：
一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：该装置包括高强度金属支撑盒1、高分子随动轮3、高强度金属传动轴头4，高强度金属传动轴头4的两端分别与轴6连接，高强度金属传动轴头4的中部套设高分子随动轮3，高分子随动轮3由高强度金属支撑盒1提供支撑。
进一步地，该装置还包括纤维浸油密封盖2和固定金属圆环5，固定金属圆环5设置在高强度金属支撑盒1的两个侧面上，与纤维浸油密封盖2配合对高强度金属支撑盒1的两个侧面进行密封。
进一步地，高强度金属支撑盒1由搭接支撑点7提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。
进一步地，所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内及支撑盒外2cm部分为圆柱，两端为正方柱插头，插入轴6端头的方形槽中。
进一步地，所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内和支撑盒外2cm部分为不同直径的圆柱，支撑盒外2cm部分的圆柱直径小高强度金属支撑盒1内的圆柱直径，使纤维浸油密封盖2可以间隙盖住两不同直径的圆柱台阶。
进一步地，所述高分子随动轮3与高强度金属支撑盒1、高强度金属传动轴头4、纤维浸油密封盖2接触面均填充润滑脂。
进一步地，所述纤维浸油密封盖2的纤维表面使用润滑脂涂抹。
进一步地，所述纤维浸油密封盖2向外凸起，保障装置在组装时高强度金属支撑盒1的润滑脂过量。
进一步地，所述高强度金属传动轴头4的圆柱上设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。
进一步地，所述高分子随动轮3的外圈柱面上也设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。
进一步地，所述高分子随动轮3内径不是固定的，从中心线分别向两端增加，高分子随动轮3端口处的内径比中心线处的内径大0.1mm。
进一步地，所述高分子随动轮3的两个端面为轻斜台面，内圈相对于外圈凸起，并沿内圈设有向外圈旋向的螺纹，螺纹面占环面的三分之一。
本发明中的纤维浸油密封盖2可以起到吸尘、阻尘功能。传动轴头与纤维浸油密封盖为柔性接触，长轴存在偏心时，密封盖不易损坏。纤维浸油密封盖由重500g/㎡，厚度1.5～2mm的涤纶纤维针刺毡(或其它纤维)和外径等于支撑盒外径、孔径大于高强度金属传动轴头直径2cm、厚度1cm的固定金属圆环组成。制作时将涤纶纤维针刺毡裁剪成外径大于支撑盒中空孔径0.5cm，孔径小于高强度金属传动轴头直径0.5cm的圆环，表面涂抹黄油，置于62℃(根据黄油型号选择)烤箱烘烤10分钟，将黄油融化浸入至涤纶纤维针刺毡孔隙中，然后冷却至常温进行使用。所述黄油优选稠度等1级以下的润滑脂，保融化后的黄油能流动浸润整个针刺毡孔隙。
在实际运用中，粉尘进入装置内部路径为纤维浸油密封盖与高强度金属传动轴头接触缝隙以及纤维针刺毡与固定金属圆环接触缝隙。因纤维浸油密封盖为柔性材料，传动轴头转动时，纤维会产生被压缩、拉伸和恢复等情况，纤维浸油密封盖不会因此破损，且和高强度金属传动轴头的接触缝隙也不会短时间内变大。纤维针刺毡相对高强度金属传动轴头，处于静止或随动状态；纤维针刺毡相对外固定金属圆环，处于静止或转动状态。因纤维浸油密封盖外表面具有油脂，与粉尘接触时，首先吸尘，在纤维浸油密封盖和高强度金属传动轴头的接触缝隙周围及纤维浸油密封盖外表面形成一层粉尘油饼，此层可起阻尘作用。
本发明通过在高强度金属传动轴头的圆柱面和高分子随动轮两侧的环形台面、外圈柱面上设置外旋螺纹，一方面可以使大颗粒粉尘在进入间隙后，在相对旋转时可滑落至螺纹间距的凹面处，不至于形成硬摩擦损伤；另一方面，高强度金属传动轴头与高分子随动轮的两端间隙较大，中心处较小，且在螺纹的外旋作用下，富集粉尘的黄油润滑脂进入间隙深处受阻。
高分子随动轮具有耐磨性和一定硬度，主要将支撑盒的支撑力传给传动轴头，以及偏心时滑动释放偏心力。粉尘进入装置内时，影响较小，不会卡死。长轴存在偏心时，在不影响设备运行下，分段长轴连接支撑传动装置能够长期正常运行。
高分子随动轮为高密度聚乙烯材料制作成的圆筒，硬度高，耐磨性好。高分子随动轮外直径小于支撑盒孔径0.2mm，中心孔径大于高强度金属传动轴头直径0.2mm，厚度小于高强度金属支撑盒孔深5mm。高分子随动轮与高强度金属支撑盒、高强度金属传动轴头、纤维浸油密封盖间缝隙填充润滑黄油。所述黄油优选稠度等2级以上的润滑脂，能够使黄油在各间隙空间堆积，并在高分子随动轮、高强度金属传动轴头相对高强度金属支撑盒和纤维浸油密封盖转动时，可以在螺纹间隙形往外的挤压推力。
运行过程中，高分子随动轮相对高强度金属传动轴头，处于静止或随动状态；相对于高强度金属支撑盒和纤维浸油密封盖，处于静止或滚动状态。若粉尘进入支撑盒内，大部分粉尘颗粒会随设备运转，逐渐成为细小的滚动尘，硬度大于高分子随动轮的粉尘颗粒则会在轴偏心时挤压嵌入随动轮内。当高分子随动轮外直径磨损缩小1mm以上或中心孔径磨损增大1mm以上时进行更换。
本发明的装置本装置采用两面滑动，一是高分子随动轮外侧面和高强度金属支撑盒之间滑动，二是高分子随动轮内侧面和高强度金属传动轴头之间滑动，阻力小，产生热量少，且产生热量被输送介质带走，经实际测量，高强度金属支撑盒体表温度在40℃，比环境温度稍高，离最高设计使用温度90℃还有较大空间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的提供了一种分段长轴连接支撑传动装置，采用一根与传动轴嵌套卡合的高强度金属传动轴头即可实现相邻长轴力矩的传送，无需在连接处增加固定配合装置，只需要单点支撑即可保持前后段传动轴同心。本发明还通过在高强度金属传动轴头的圆柱面和高分子随动轮两侧的环形台面、外圈柱面上设置外旋螺纹，以及设计高分子随动轮的孔径从中心向两端逐渐扩大，使粉尘沉积物难以进入高强度金属传动轴头和高分子随动轮的配合间隙，减小了摩擦损伤，增加了使用寿命，提高了生产效率，还大大降低了耗材成本。
附图说明
图1(a)为实施例1分段长轴连接支撑传动装置的轴向剖视图；
图1(b)为实施例1分段长轴连接支撑传动装置的A-A面剖视图；
图1(c)为实施例1分段长轴连接支撑传动装置的B-B成剖视图；
图2(a)为实施例2分段长轴连接支撑传动装置的轴向剖视图；
图2(b)为实施例2分段长轴连接支撑传动装置的C-C面剖视图；
图2(c)为实施例2圆柱台阶形式高强度金属传动轴头示意图；
图3(a)为实施例3分段长轴连接支撑传动装置的轴向剖视图；
图3(b)为实施例3圆柱台阶且柱面带外旋螺纹形式高强度金属传动轴头示意图；
图4(a)为实施例4分段长轴连接支撑传动装置的轴向剖视图；
图4(b)为实施例4高强度金属传动轴头与高分子随动轮衔接轴向剖示图。
其中，1-高强度金属支撑盒，2-纤维浸油密封盖，3-高分子随动轮，4-高强度金属传动轴头，5-固定金属圆环，6-轴，7-搭接支撑点。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
实施例1
如图1所示，一种分段长轴连接支撑传动装置，该装置包括高强度金属支撑盒1、高分子随动轮3、高强度金属传动轴头4，高强度金属传动轴头4的两端分别与轴6连接，高强度金属传动轴头4的中部套设高分子随动轮3，高分子随动轮3由高强度金属支撑盒1提供支撑。该装置还包括纤维浸油密封盖2和固定金属圆环5，固定金属圆环5设置在高强度金属支撑盒1的两个侧面上，与纤维浸油密封盖2配合对高强度金属支撑盒1的两个侧面进行密封。高强度金属支撑盒1由搭接支撑点7提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内及支撑盒外2cm部分为圆柱，两端为正方柱插头，插入轴6端头的方形槽中。所述高分子随动轮3与高强度金属支撑盒1、高强度金属传动轴头4、纤维浸油密封盖2接触面均填充润滑脂；所述纤维浸油密封盖2的纤维表面使用润滑脂涂抹，所述纤维浸油密封盖2向外凸起，保障装置在组装时高强度金属支撑盒1的润滑脂过量。
实施例2
如图2所示，一种分段长轴连接支撑传动装置，该装置包括高强度金属支撑盒1、高分子随动轮3、高强度金属传动轴头4，高强度金属传动轴头4的两端分别与轴6连接，高强度金属传动轴头4的中部套设高分子随动轮3，高分子随动轮3由高强度金属支撑盒1提供支撑。该装置还包括纤维浸油密封盖2和固定金属圆环5，固定金属圆环5设置在高强度金属支撑盒1的两个侧面上，与纤维浸油密封盖2配合对高强度金属支撑盒1的两个侧面进行密封。高强度金属支撑盒1由搭接支撑点7提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内和支撑盒外2cm部分为不同直径的圆柱，支撑盒外2cm部分的圆柱直径小于其处于高强度金属支撑盒1内的圆柱直径，使纤维浸油密封盖2可以间隙盖住两不同直径的圆柱台阶；高强度金属传动轴头4两端为正方柱插头，插入轴6端头的方形槽中。所述高分子随动轮3与高强度金属支撑盒1、高强度金属传动轴头4、纤维浸油密封盖2接触面均填充润滑脂；所述纤维浸油密封盖2的纤维表面使用润滑脂涂抹，所述纤维浸油密封盖2向外凸起，保障装置在组装时高强度金属支撑盒1的润滑脂过量。
实施例3
如图3所示，一种分段长轴连接支撑传动装置，该装置包括高强度金属支撑盒1、高分子随动轮3、高强度金属传动轴头4，高强度金属传动轴头4的两端分别与轴6连接，高强度金属传动轴头4的中部套设高分子随动轮3，高分子随动轮3由高强度金属支撑盒1提供支撑。该装置还包括纤维浸油密封盖2和固定金属圆环5，固定金属圆环5设置在高强度金属支撑盒1的两个侧面上，与纤维浸油密封盖2配合对高强度金属支撑盒1的两个侧面进行密封。高强度金属支撑盒1由搭接支撑点7提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内和支撑盒外2cm部分为不同直径的圆柱，支撑盒外2cm部分的圆柱直径小于其处于高强度金属支撑盒1内的圆柱直径，使纤维浸油密封盖2可以间隙盖住两不同直径的圆柱台阶；高强度金属传动轴头4两端为正方柱插头，插入轴6端头的方形槽中。所述高分子随动轮3与高强度金属支撑盒1、高强度金属传动轴头4、纤维浸油密封盖2接触面均填充润滑脂；所述纤维浸油密封盖2的纤维表面使用润滑脂涂抹，所述纤维浸油密封盖2向外凸起，保障装置在组装时高强度金属支撑盒1的润滑脂过量。所述高强度金属传动轴头(4)的圆柱上设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。所述高分子随动轮(3)内径不是固定的，从中心线分别向两端增加，高分子随动轮(3)端口处的内径比中心线处的内径大0.1mm。
实施例4
如图4所示，一种分段长轴连接支撑传动装置，该装置包括高强度金属支撑盒1、高分子随动轮3、高强度金属传动轴头4，高强度金属传动轴头4的两端分别与轴6连接，高强度金属传动轴头4的中部套设高分子随动轮3，高分子随动轮3由高强度金属支撑盒1提供支撑。该装置还包括纤维浸油密封盖2和固定金属圆环5，固定金属圆环5设置在高强度金属支撑盒1的两个侧面上，与纤维浸油密封盖2配合对高强度金属支撑盒1的两个侧面进行密封。高强度金属支撑盒1由搭接支撑点7提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。所述高强度金属传动轴头4在高强度金属支撑盒1内和支撑盒外2cm部分为不同直径的圆柱，支撑盒外2cm部分的圆柱直径小于其处于高强度金属支撑盒1内的圆柱直径，使纤维浸油密封盖2可以间隙盖住两不同直径的圆柱台阶；高强度金属传动轴头4两端为正方柱插头，插入轴6端头的方形槽中。所述高分子随动轮3与高强度金属支撑盒1、高强度金属传动轴头4、纤维浸油密封盖2接触面均填充润滑脂；所述纤维浸油密封盖2的纤维表面使用润滑脂涂抹，所述纤维浸油密封盖2向外凸起，保障装置在组装时高强度金属支撑盒1的润滑脂过量。所述高强度金属传动轴头(4)的圆柱上设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。高分子随动轮(3)内径不是固定的，从中心线分别向两端增加，高分子随动轮(3)端口处的内径比中心线处的内径大0.1mm。高分子随动轮(3)的外圈柱面上也设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。高分子随动轮(3)的两个端面为轻斜台面，内圈相对于外圈凸起，并沿内圈设有向外圈旋向的螺纹，螺纹面占环面的三分之一。
现场试验：
在有色金属铜矿选矿厂生产过程中产生大量粒径10μm左右的扬尘，采用通风除尘设备进行处理，将扬尘进行捕集，因扬尘内含有铜矿，除尘器捕集的扬尘颗粒使用长距离螺旋输灰机送至下一工段使用。
选矿厂同规模生产线两条，对比两条生产线两台同规格(转速：50r/min，装机功率：3.7kw，输送距离10m，放置方式：水平)，同使用环境的长距离螺旋输灰机。
通风除尘设备维修改造项目上，安装高分子随动轮为厚40mm，外直120mm，中心孔径50mm，设计使用寿命3个月，实际使用寿命5个月以上(已排除过程停产时间)。
原两台长距离螺旋输灰机中间吊挂长轴连接装置主要部件采用轴瓦，因在高粉尘环境，且长轴存在偏心情况下使用，长距离螺旋输灰机每周进行一次检修，检修内容为更换轴瓦。后厂内机修将吊挂轴瓦更换为吊挂轴承，检修周期延长至二到三周，主要检修内容为更换轴承及轴承盒密封盖。对其中一条生产线通风除尘设备进行维修改造，将长距离螺旋输灰机中间吊挂轴承更换为本发明的装置后，输灰机运行平稳，无任何异响，连续运行6个月才进行检修，检修内容为更换高分子随动轮和纤维浸油密封盖。生产现场加工制备了上述各实施例中不同的高分子随动轮和高强度金属传动轴头，并在两台长距离螺旋输灰机中间吊挂长轴连接装置进行了测试，测试结果如表1所示。
表1长距离螺旋输灰机中间吊挂长轴连接装置对比
Figure BDA0003184489120000091
Figure BDA0003184489120000101
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：该装置包括高强度金属支撑盒(1)、高分子随动轮(3)、高强度金属传动轴头(4)，高强度金属传动轴头(4)的两端分别与轴(6)连接，高强度金属传动轴头(4)的中部套设高分子随动轮(3)，高分子随动轮(3)由高强度金属支撑盒(1)提供支撑；所述高强度金属传动轴头(4)在高强度金属支撑盒(1)内及支撑盒外2cm部分为圆柱，两端为正方柱插头，插入轴(6)端头的方形槽中。
2.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：该装置还包括纤维浸油密封盖(2)和固定金属圆环(5)，固定金属圆环(5)设置在高强度金属支撑盒(1)的两个侧面上，与纤维浸油密封盖(2)配合对高强度金属支撑盒(1)的两个侧面进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：高强度金属支撑盒(1)由搭接支撑点(7)提供支撑，两者之间通过螺栓进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高强度金属传动轴头(4)在高强度金属支撑盒(1)内和支撑盒外2cm部分为不同直径的圆柱，支撑盒外2cm部分的圆柱直径小于高强度金属支撑盒(1)内的圆柱直径，使纤维浸油密封盖(2)能够以间隙盖住两不同直径的圆柱台阶。
5.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高分子随动轮(3)与高强度金属支撑盒(1)、高强度金属传动轴头(4)、纤维浸油密封盖(2)接触面均填充润滑脂。
6.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高强度金属传动轴头(4)的圆柱上设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。
7.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高分子随动轮(3)的外圈柱面上也设有螺纹，从中心线分别向两端旋出。
8.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高分子随动轮(3)内径不是固定的，从中心线分别向两端增加，高分子随动轮(3)端口处的内径比中心线处的内径大0.1mm。
9.根据权利要求1所述的一种分段长轴连接支撑传动装置，其特征在于：所述高分子随动轮(3)的两个端面为轻斜台面，内圈相对于外圈凸起，并沿内圈设有向外圈旋向的螺纹，螺纹面占环面的三分之一。
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