CN1360162A - 法兰连接 - Google Patents

Abstract

一种法兰连接,用于把旋转心轴(17)和基本上为环形的构件(20)相互连接成使得环形件绕心轴轴线很好地定心,其中心轴(16)具有绕心轴(16)轴线(A)很好地定心的一个表面(17),由此环形件(20)具有一个沿轴向突出的套筒状法兰(24),在法兰的内包封表面中具有一条环形凸起(25),以及环形凸起被设置成封闭和配合了绕心轴轴线定心的心轴表面(17)。

Description

法兰连接

本发明涉及了一种法兰连接，主要是用于把一个机器零件定心在一个圆柱形表面上，如定心在一个旋转轴颈或心轴上。

在许多机械领域中，特别是在高速运行的设备或机器上，尽可能降低由于任何不平衡引起的振动，以避免造成设备或机器和/或操作人员损坏和伤害是非常重要的。

近年来往往采用自动平衡装置来降低这种振动，这类平衡装置具有一个带内跑道的环形外壳，跑道中有许多可以自由运动的平衡物，沿跑道定位它们来抵消不平衡的倾向。为了得到很好的效果，非常重要的是把这种自动平衡装置装在绕轴颈旋转轴线的正确定心位置中。这种自动平衡装置十分适合的一个用途是在高旋转速度下操作的手持角度砂轮机上，对这种工具，非常重要的是工具传递尽可能小的振动到使用工具的人员上，因为这种振动将降低对操作者无伤害风险的使用时间。

这种角度砂轮机具有一个心轴，心轴往往带着一个键接法兰，法兰为一个被两个对着的平面截断的部分圆柱面，这种键接法兰特别适用于被机加成得到一个真正定心、主要为圆柱形的表面，这个表面适于支持这种自动平衡装置。但是，自动平衡装置的环形外壳的安装需要在外壳上和由此机加成真正圆柱形的心轴部分上的接触表面具有紧密配合的公差，以便相互正确接触。如果不能得到紧密配合公差的状态，则不损坏上述部件之一，自动平衡装置和角度砂轮机的装配是不可能的，否则达不到所需的定心程度。

本发明的目的是提供一种消除这个问题的法兰连接，它不需要非常紧密的表面配合公差，而连接仍保证安装在中心圆柱形表面上的零件很好定心，目的的达到是在于对法兰连接赋予了所附权利要求1中规定的特性。

以下参照表示在附图中的一个实施例来进一步描述本发明。

图1以不完全视图和部分剖视方式表示了在安装前的先前技术法兰连接，以及

图2是图1先前技术法兰连接在安装时的一个相应视图。

图3是一个相应图2的视图，但表示了按照本发明的法兰连接。

图4以不完全透视、部分剖视方式示意地表示了图3所示类型的法兰连接，法兰连接结合在一个自动平衡装置的外壳中，

图5是通过稍有修改的自动平衡装置的一半的一个剖视图，平衡装置具有一个按本发明作法兰连接的整体法兰，以及

图6是一个透视图，以部分剖视方式表示了一个角度砂轮机的心轴，依靠本发明的法兰连接把自动平衡装置装在心轴上。

在图1中表示了具有一条中心轴线A的心轴1一部分，绕着中心轴线机加出一个精确定心的部分圆柱形表面2，它在所示实施例中为一个键接法兰3的表面，如一个角度砂轮机心轴的表面，并且它基本上为圆柱形，但有两个对着的平面4，由此形成一个部分为圆柱形的构件，其中圆柱形部分绕着轴线A精确定心。按照这个先前技术的实施例，要装在心轴上的零件5具有一个法兰区6，它已设有一个机加的圆柱形孔表面7，规定相对于表面2的圆柱形部分具有紧密的配合。用箭头B代表的力推动零件5装在表面2上。

但是，在两个接触表面2和7之间公差的任何偏离或零件5的倾斜运动会造成零件5的法兰区6变歪，如图2中C所示，由此引起定心表面相互没有靠在一起，造成零件的不正确定位，引起在心轴上的不精确定心。或者是，其差别可能造成表面之间存在不希望的间隙。

在图3中说明了如何以优选方式解决这个在图1和图2中先前技术设计遇到的问题。这个按照本发明的法兰连接实施例用心轴1表示，心轴1具有在键接法兰3上的表面2，它已经被机加、如被车削和/或磨削成绕中心轴线A精确定心。一个具有凸出法兰6的零件5装在键接法兰3上，但法兰6的孔表面不做成像图1和2先前技术实施例中表面7那样的圆柱形，相反在内孔表面8上设有一条环形凸起9，它与圆柱形的、精确定心的键接法兰表面2接触。突出的套筒状法兰明显薄于与它成整体的零件5。此时出人意料地表明：零件5的法兰区6本身容许一定程度的变形，而同时总是以线接触方式保持它对心轴1的法兰表面2的定心接触。已经发现，由于其柔性，能够容易地把套筒状法兰6推到心轴法兰3的定心表面2上，但出人意料地发现，在定心表面2和环形凸起9之间的周向配合保持了零件5很好地定心，而不引起偏心或其他类型的不稳定操作。

虽然对此不受限制，但本发明的法兰连接特别适于绕着角度砂轮机心轴安装的自动平衡装置的外壳，在图4和6中说明了这种应用。

图4以部分剖视的不完全透视方式表示了一个角度砂轮机的一部分，心轴1的一部分具有一个键接法兰3，法兰3具有圆柱形外包封表面2和平面区4(图中仅看到一个)，表面2以任何适当方式机加成绕心轴几何纵轴精确定心。一个零件5安装在心轴上，在这个实施例中零件5做成一个自动平衡装置外壳10的形式。外壳10上设有一个沿轴向突出、套筒状的法兰6，相似于图3实施例的法兰。在这个套筒状法兰6的内包封表面上设有一条环形凸起9，相应于图3实施例的凸起，并且配合在心轴1键接法兰的完全定心、部分圆柱形的外包封表面2上。还应该注意到，为了表示清楚，图3中的凸起9尺寸有些夸大，而图4实施例中的相应凸起比较按照比例。

自动平衡装置包括一个在外壳10中的环形空间11，其中包含许多可自由运动的平衡物12(这里为球)，在与心轴一起旋转的外壳10转动时，它们力图占据这样的位置：在该位置中它们一起补偿心轴1及其连接的构件，如所安装砂轮的任何不平衡。空间11被一个盖13闭合。当外壳10装在心轴上时，环形凸起9将与法兰3的表面2接触，表面2精确地绕心轴1的旋转轴线A定心，由此外壳10也将完全绕轴线定心，这保证得到了一个满意的自动平衡效果。已经表明，可能由于比较薄的套筒状法兰的柔性，套筒状法兰6给出了外壳10非常可靠和有效的定心。

所示设计的另一个优点是采用了部分圆柱形的表面2，也就是说，为了键接而被两个对着的平面段切去的圆柱形，因而在凸起9和精确的部分圆柱表面2之间的配合不太刚硬，由此更易于在心轴1上推动外壳10，而没有断裂的风险。

图5说明了图4中零件5和平衡装置外壳10结合的一半的剖视图。从这个视图还可以看到外壳中的一条内槽14，为该图中未表示的平衡物形成一条轨道。从这个视图还可以看到砂轮15的一部分，它安装在设有平衡装置的角度砂轮机的心轴1上。套筒状法兰6在法兰内侧上可以补充设有一条边9a。这条边9a可以沿着相应于法兰3上扳手表面的宽度碾磨出，使得可能填入部分圆柱形表面，以补充得到的形状配合来抵抗扭力。

图6最终表示了一个角度砂轮机的心轴16，它的一部分具有至少部分为圆柱形的表面17，表面已被机加成对心轴纵向中心轴线精确定心。心轴的一端带着一个被罩19部分封闭的砂轮18。在砂轮18和表面17之间设有一个自动平衡装置的外壳20，其中设有一个环形空间21，用于容纳许多平衡物22，并且用盖23封闭。

与外壳20成整体的是一个较薄壁的环形法兰24，它为套筒状，并且沿轴向从外壳突出。在远离外壳20的外端上，套筒状法兰24的内部包封表面上设有一条环形凸起25。这条环形凸起与精确定心的法兰表面17配合，使得自动平衡装置的外壳20绕心轴16精确定心。

以上已经结合附图所示的实施例描述了按照本发明的法兰连接，作为把自动平衡装置外壳精确定心在角度砂轮机心轴上的一种方法，但是很明显，在把基本为环形的构件以很好地定心方式精确安装到旋转心轴上的其他情形中，也可以得到相同的优点和效果。

虽然以附图中说明的具体实施例形式描述了本发明，当然本发明不限于这个优选实施例，而在所附权利要求的范围内可以修改和变化。

Claims (7)

1.一种法兰连接，用于把旋转心轴(1，16)和基本上为环形的构件(5，10，20)相互连接成使得环形件绕心轴轴线(A)很好地定心，其特征在于：

心轴(1，16)具有绕心轴(1，16)轴线(A)很好地定心的一个表面(2，17)，

环形件(5，10，20)具有一个沿轴向突出的套筒状法兰(6，24)，在法兰的内包封表面中具有一条环形凸起(9，25)，以及环形凸起被设置成封闭和配合着绕心轴轴线(A)定心的心轴表面(2，17)。

2.如权利要求1的一种法兰连接，其特征在于：

绕轴线(A)很好地定心的心轴表面(2，17)是一个部分圆柱形的表面，由此环形凸起(9，25)仅与上述表面的圆柱形部分相配合。

3.如权利要求1或2的一种法兰连接，其特征在于：

套筒状法兰(6，24)是环形件(5，10，20)的一个整体部分。

4.如以上权利要求任一条的一种法兰连接，其特征在于：

环形件(10，20)构成了一个自动平衡装置的外壳，在上述环形件中提供了一个环形封闭室(11，21)，为平衡物(12，22)起到一个跑道的作用，平衡物(12，22)用于补偿心轴(1，16)及其连接件中的不平衡性。

5.如权利要求4的一种法兰连接，其特征在于：

心轴(1，16)是一个角度砂轮机的心轴，自动平衡装置的外壳(10，20)设在绕轴线(A)很好地定心的上述心轴表面(2，17)和装在心轴(1，16)上的砂轮(15，18)之间。

6.如以上权利要求任一条中申请的一种法兰连接，其特征在于：

凸起(9，25)具有一个接触表面，它面对和配合了绕轴线(A)很好地定心的心轴表面(2，17)，接触表面具有基本上为圆形的曲率。

7.如以上权利要求任一条的一种法兰连接，其特征在于：

套筒状法兰(6)具有一条向内面对的边(9a)，为套筒状法兰(6)在心轴法兰上提供一个形状配合的连接方法。

Images