CN204805372U - 一种联轴器位移补偿膜片组 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种联轴器位移补偿膜片组包括多个补偿膜片，各个补偿膜片包括膜片主体以及从膜片主体切向向外一体延伸的多个突出部，各个突出部设有一连接孔，其中，补偿膜片包括内膜片以及交错于内膜片的外膜片；多个连动件，连接两个补偿膜片之间相邻的突出部，其中，各个连动件设有一对叠接孔，分别设置于连动件的两端，分别对齐内膜片与外膜片之间的相邻连接孔；以及多个紧固件，分别穿过补偿膜片的连接孔以及连动件的叠接孔，弹性地接合各个补偿膜片与连动件，使得连动件交错叠接内膜片与外膜片。

Description

一种联轴器位移补偿膜片组

技术领域

本实用新型涉及一种联轴器，具体地说，是一种适用于风电机组联轴器的位移补偿膜片组。

背景技术

风电机组高速轴专用柔性联轴器应用于陆上、海上高空机舱内(离地面或海面约75m处)，连接在增速机输出轴与发电机输入轴之间，联轴器主要用于传动系统轴与轴之间连接和传扭，并补偿系统带来的偏差，比如，联轴器所连接设备在安装过程中的误差和工作过程中产生的变形传递到联轴器，使联轴器产生轴向偏斜和角向偏转。同时，在风电机组高速轴转动过程中，联轴器长期受到高频交变载荷，工作条件恶劣，对联轴器的性能提出更高的要求，现有的老式联轴器已经越来越难以满足现代风力发电机的要求。

风机在使用过程中常出现振动异常，主要原因是联轴器在传动过程中的剧烈振动，由于风电机组各部件在制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础机架和其他部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线会产生不同程度的相对位移，如果相对位移严重，将在输入轴、输出轴、轴承以及联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动，而联轴器的振动会成为整个风机的主振源。一旦振动过大，可能会出现中间接管断裂并飞出的事故。

现在的风机联轴器大多采用膜片联轴器，通过一组或几组弹性不锈钢片叠集来传递扭矩，输入输出轴间的相对位移由膜片材料吸收，如常用的四孔膜片或八孔膜片，通过具有连接孔的子膜片交叠连接，各个子膜片为独立结构，在实际工作过程中膜片内部受到的主要载荷有：1、传递扭矩引起的拉、压力；2、高速旋转时膜片自身和连接螺栓产生的离心力；3、轴向位移时，膜片受到切向剪力、轴向拉力和弯矩；4、角向位移时，膜片受到轴向和径向地交变压力和弯矩；5、温度梯度产生的热应力、螺栓预紧力产生的表面挤压应力等。由于在扭矩和离心力的作用下，膜片的连接孔中部位置存在应力集中现象，而拉力和角位移引起的交变应力更是膜片疲劳破坏的主要原因，从力的分析可知，由轴向和角向位移引起的最大应力都在膜片与垫片接触的边缘部位，也就是两端连接孔端较易发生拉伸断裂和膜片受压失稳弯曲变形。究其原因，单独的子膜片无法将应力得到有效的分散，在追求补偿能力的时候忽视了膜片的承载能力，或是膜片在追求承载能力的时候忽视了膜片的补偿能力，现有的子膜片由于结构限制难以兼顾其补偿能力和承载能力。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种联轴器位移补偿膜片组，其具有较大的柔性性能，以消除机组共振，提高其平稳性，同时具有较强的承载能力，得以承受高频振动、交变载荷作用下不产生疲劳断裂。

本实用新型的另一目的在于提供一种联轴器位移补偿膜片组，其通过弹性连动作用有效解决应力集中问题，具有稳定安全地角向、轴向补偿功能，以实现大型、笨重机件间的简捷安装连接。

本实用新型的另一目的在于提供一种联轴器位移补偿膜片组，其中补偿膜片具有简单的一体结构，安装拆卸方便，减小安装偏差。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种联轴器位移补偿膜片组，适用于弹性连接风机发电组的轴套法兰与联轴器的端部法兰，其中，所述联轴器位移补偿膜片组包括多个补偿膜片，各个所述补偿膜片包括一膜片主体以及从所述膜片主体切向向外一体延伸的多个突出部，各个所述突出部设有一连接孔，其中，所述补偿膜片包括一内膜片以及交错于所述内膜片的一外膜片，所述内膜片面向端部法兰，所述外膜片面向轴套法兰；多个连动件，所述连动件连接两个所述补偿膜片之间的相邻突出部，其中，各个所述连动件设有一对叠接孔，所述叠接孔分别设置于所述连动件的两端，分别对齐所述内膜片与外膜片之间的相邻连接孔；以及多个紧固件，所述紧固件分别穿过所述补偿膜片的连接孔以及所述连动件的叠接孔，弹性地接合各个所述补偿膜片与所述连动件，使得所述连动件交错叠接所述内膜片与外膜片。

根据本实用新型的一实施例，所述内膜片与所述外膜片的突出部相错开，相邻的所述内膜片与外膜片的突出部通过所述连动件连接。

根据本实用新型的一实施例，各个所述连动件有一连动杆以及分别一体地从所述连动杆向其两端延伸的一对叠接管，所述叠接孔分别形成于所述叠接管中，其中一个所述叠接管向外相接于所述外膜片，其中另一个所述叠接管向内相接于所述内膜片。

根据本实用新型的一实施例，所述膜片主体呈环形结构，所述突出部从环形的所述膜片主体的切线方向向外一体延伸。

根据本实用新型的一实施例，所述连接孔分别设置于各个所述突出部外侧，所述补偿膜片的连接孔内径与相对齐的所述连动件的叠接孔内径相一致。

根据本实用新型的一实施例，各个所述补偿膜片有四个突出部以及四个连接孔，相应地，所述连动件有四个。

根据本实用新型的一实施例，所述内膜片与所述外膜片的突出部按同一时针方向相错开，使得所述内膜片与所述外膜片的连接孔均匀地间隔分布于同一圆周上。

根据本实用新型的一实施例，各个所述紧固件包括一紧固螺栓、一紧固圈和/或一紧固套，所述紧固螺栓套接所述紧固圈和/或所述紧固套。

根据本实用新型的一实施例，所述紧固螺栓与所述紧固圈拧紧轴套法兰、所述外膜片以及所述连动件，所述紧固螺栓与所述紧固套拧紧端部法兰、所述内膜片以及所述连动件。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的联轴器及轴套结构爆炸图。

图2是根据本实用新型的上述优选实施例的联轴器及轴套的结构示意图。

图3是根据本实用新型的上述优选实施例的补偿膜片组结构透视图。

图4是根据本实用新型的上述优选实施例的补偿膜片组结构侧视图。

图5是根据本实用新型的上述优选实施例的补偿膜片结构示意图。

图6是根据本实用新型的上述优选实施例的连动件结构透视图。

图7是根据本实用新型的上述优选实施例的连动件结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1到图5所示的一种联轴器20位移补偿膜片组10，适用于风机发电组的联轴器20中，所述联轴器20包括一中间接管装置以及一对端部法兰21，所述端部法兰21分别设置于于所述中间接管装置两侧，以用于连接齿轮箱侧以及发电机侧的轴套30，为了增强联轴器20的位移补偿功能，所述位移补偿膜片组10分别设置于所述中间接管两侧与齿轮箱侧和发电机侧之间，也就是说所述联轴器20的中间接管设有端部法兰21，所述齿轮箱侧与所述发电机侧的轴套30有轴套法兰31，所述位移补偿膜片组10适用于弹性连接风机发电组的轴套法兰31与其中联轴器20的端部法兰21使得所述联轴器20对所述齿轮箱侧的输出轴与所述发电机侧的输入轴之间实现位移补偿，对输出轴与输入轴之间的轴向、径向以及角向偏差都具有较强的补偿能力。

所述联轴器20位移补偿膜片组10包括多个补偿膜片11，各个所述补偿膜片11包括一膜片主体111以及从所述膜片主体111切向向外一体延伸的多个突出部112，各个所述突出部112设有一连接孔113，其中，所述补偿膜片11包括一内膜片114以及交错于所述内膜片114的一外膜片115，所述内膜片114面向端部法兰21，所述外膜片115面向轴套法兰31；多个连动件12，所述连动件12连接两个所述补偿膜片11之间的相邻突出部112，其中，各个所述连动件12设有一对叠接孔123，所述叠接孔123分别设置于所述连动件12的两端，分别对齐所述内膜片114与外膜片115之间的相邻连接孔113；以及多个紧固件13，所述紧固件13分别穿过所述补偿膜片11的连接孔113以及所述连动件12的叠接孔123，弹性地接合各个所述补偿膜片11与所述连动件12，使得所述连动件12交错叠接所述内膜片114与外膜片115。从而，所述一体式补偿膜片11得以增强所述联轴器20的位移补偿，通过所述连动件12对交错地补偿膜片11之间实现弹性联动，有效解决连接孔113中应力过度集中问题，得以将其中一个补偿膜片11受到的载荷传递到所述连动件12以及另一个相邻的补偿膜片11中，从而，带有所述位移补偿膜片组10的联轴器20具有较大的柔性性能，以消除机组共振，提高其平稳性，同时具有较强的承载能力，得以承受高频振动、交变载荷作用下不产生疲劳断裂。

其中，所述交错叠接是指所述内膜片114与所述外膜片115的连接孔113相错开，不在同一直线上，所述连动件12的两端分别相接于所述内膜片114与外膜片115的连接孔113，使得相关所述内膜片114的突出部112、相邻外膜片115的突出部112以及连动件12之间形成一稳定的三角结构。

其中，所述内膜片114与所述外膜片115的突出部112相错开，相邻的所述内膜片114与外膜片115的突出部112通过所述连动件12连接，其中，所述连动件12的其中一个所述叠接孔123向内对齐所述内膜片114的突出部112，其中另一个所述叠接孔123向外对齐所述外膜片115的突出部112。

其中，所述连接孔113分别设置于各个所述突出部112外侧，所述补偿膜片11的连接孔113内径与相对齐的所述连动件12的叠接孔123内径相一致。从而，所述紧固件13得以通过所述连接孔113与所述叠接孔123紧紧地连接所述补偿膜片11的突出部112与所述连动件12，当发生轴向、径向或角向位移时，所述补偿膜片11受到压力以及弯矩，部分载荷得以通过所述连动件12向另一补偿膜片11传递，消除所述连接孔113中应力过度集中现象。

其中，所述补偿膜片11是高弹性高强度金属膜片，通过所述补偿膜片11的弹性纠偏能力满足一定的角向和部分轴向补偿，得以承受交变工作载荷作用，二十年寿命期内在-40°至+50°工作环境下不产生疲劳断裂，具有柔性缓冲作用，同时，所述补偿膜片11间不需要润滑工作，免于机舱内滴油，影响所述联轴器20的正常运转。

其中，所述补偿膜片11呈四角回旋结构，所述膜片主体111呈环形结构，所述突出部112从环形的所述膜片主体111的切线方向向外一体延伸，适用于按顺时针或逆时针转动的联轴器20及轴套30，减小高速旋转时离心力对所述补偿膜片11产生的载荷影响，同时，所述补偿膜片11的四孔结构也有利于提高其位移补偿能力以及保持膜片结构稳定。

各个所述补偿膜片11有四个突出部112以及四个连接孔113，相应地，所述连动件12有四个，分别连接所述内膜片114与外膜片115之间相邻的突出部112。

其中，所述内膜片114与所述外膜片115的突出部112按同一时针方向相错开，使得所述内膜片114与所述外膜片115的连接孔113均匀地间隔分布于同一圆周上，。从而，所述补偿膜片组10不仅具有四孔膜片联轴器20的纠偏能力，还具有八孔膜片联轴器20的承载能力，通过简单的流线型结构以及所述连动件12，有效解决四孔膜片承载力不足以及八孔膜片的纠偏能力不足。

其中，所述补偿膜片11一体成型，安装方便，提高安装的精确性，不需要将各个子膜片单独安装而增加误差率。从而，补偿膜片11具有简单的一体结构，安装方便，减小安装偏差。

图6至图7所示的是所述连动杆121，各个所述连动件12有一连动杆121以及分别一体地从所述连动杆121向其两端延伸的一对叠接管122，所述叠接孔123分别形成于所述叠接管122中，其中一个所述叠接管122向外相接于所述外膜片115，其中另一个所述叠接管122向内相接于所述内膜片114，以用于传递及吸收所述补偿膜片11承受的载荷，使得所述补偿膜片11在位移补偿时受力均衡，延长所述补偿膜片11的使用寿命。

其中，所述连动件12的叠接管122的弹性系数大于所述补偿膜片11，有利于对载荷的传递和吸收。从而，通过弹性连动作用有效解决应力集中问题，具有稳定安全地角向、轴向补偿功能，以实现大型、笨重机件间的简捷安装连接。

其中，各个所述紧固件13包括一紧固螺栓131、一紧固圈132和/或一紧固套133，所述紧固螺栓131套接所述紧固圈132和/或所述紧固套133，其中，所述紧固螺栓131与所述紧固圈132拧紧轴套法兰31、所述外膜片115以及所述连动件12，所述紧固螺栓131与所述紧固套133拧紧端部法兰21、所述内膜片114以及所述连动件12。从而，所述内膜片114弹性地固接于所述端部法兰21，所述外膜片115弹性地固接于所述轴套法兰31，所述连动件12连接所述内膜片114与外膜片115，以用于传递和吸收载荷。

当所述风电机组的发电机侧输入轴与齿轮箱侧输出轴发生位移偏差时，所述补偿膜片11作出弹性补偿，所述连动件12传递载荷，使得所述补偿膜片11受力均衡，减小位移偏差补偿时所述补偿膜片11发生的反作用力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种联轴器位移补偿膜片组，适用于弹性连接风机发电组的轴套法兰与联轴器的端部法兰，其特征在于，包括：

多个补偿膜片，各个所述补偿膜片包括一膜片主体以及从所述膜片主体切向向外一体延伸的多个突出部，各个所述突出部设有一连接孔，其中，所述补偿膜片包括一内膜片以及交错于所述内膜片的一外膜片，所述内膜片面向端部法兰，所述外膜片面向轴套法兰；

多个连动件，所述连动件连接两个所述补偿膜片之间的相邻突出部，其中，各个所述连动件设有一对叠接孔，所述叠接孔分别设置于所述连动件的两端，分别对齐所述内膜片与外膜片之间的相邻连接孔；以及

多个紧固件，所述紧固件分别穿过所述补偿膜片的连接孔以及所述连动件的叠接孔，弹性地接合各个所述补偿膜片与所述连动件，使得所述连动件交错叠接所述内膜片与外膜片。

2.根据权利要求1所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，所述内膜片与所述外膜片的突出部相错开，相邻的所述内膜片与外膜片的突出部通过所述连动件连接。

3.根据权利要求2所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，各个所述连动件有一连动杆以及分别一体地从所述连动杆向其两端延伸的一对叠接管，所述叠接孔分别形成于所述叠接管中，其中一个所述叠接管向外相接于所述外膜片，其中另一个所述叠接管向内相接于所述内膜片。

4.根据权利要求3所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，所述膜片主体呈环形结构，所述突出部从环形的所述膜片主体的切线方向向外一体延伸。

5.根据权利要求4所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，所述连接孔分别设置于各个所述突出部外侧，所述补偿膜片的连接孔内径与相对齐的所述连动件的叠接孔内径相一致。

6.根据权利要求1至5中任一所述的联轴器位移补偿膜片组，各个所述补偿膜片有四个突出部以及四个连接孔，相应地，所述连动件有四个。

7.根据权利要求6所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，所述内膜片与所述外膜片的突出部按同一时针方向相错开，使得所述内膜片与所述外膜片的连接孔均匀地间隔分布于同一圆周上。

8.根据权利要求7所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，各个所述紧固件包括一紧固螺栓、一紧固圈和/或一紧固套，所述紧固螺栓套接所述紧固圈和/或所述紧固套。

9.根据权利要求8所述的联轴器位移补偿膜片组，其特征在于，所述紧固螺栓与所述紧固圈拧紧轴套法兰、所述外膜片以及所述连动件，所述紧固螺栓与所述紧固套拧紧端部法兰、所述内膜片以及所述连动件。