CN2074840U - 高弹性联轴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高弹性联轴器，用于动力机 械主从轴系的弹性联接。周向均列的弹性元件1联 接于联轴器的主从毂体4、5，由多股钢丝绞合线经金 属夹板固联成的弹性元件的螺旋环状弹性体构成了 联轴器主从毂体间环形自由变形空间，联轴器主从毂 体在轴向、径向和轴倾角等方向通过环形自由变形空 间构成弹性位移补偿特征。适用于船用主、辅机，内 燃机，柴油机，电动机和液压马达等驱动的各类(特别 是设有单层或双层弹性隔振基础)动力装置的轴系联 接。

Description

本发明提供一种高弹性联轴器，用于动力机械主从轴系的弹性联接，自动补偿轴系在安装和运行条件下的轴线偏移，吸收和消耗轴系振动能量。

本发明属于动力装置轴系部分振动与冲击控制，旨在改进动力传递系统的静态和动态特性。

传动轴系由于制造、安装、磨损、热胀冷缩和振动、冲击干扰，将造成轴线失中，严重改变轴系结构静态与动态应力、应变状态，导致轴系部件的过早损坏。特别对于设有弹性基础的大功率动力装置，运行中伴有较大的径向、轴向、扭转和轴倾角等向的偏移量，并引起轴系激烈的横向、纵向和扭转振动，工况相当恶劣。

迄今为止，国内外已有为数较多类型弹性联轴器。在一般工况下，能够满足常规动力装置的运行需要，但因选用材料和结构型式的特定限制，难以适应恶劣环境条件。西德VULKAN公司橡胶式联轴器、美RUBFLEX公司的轮胎式联轴器和无锡减震器厂的XL型橡胶联轴器等有较大范围承载能力，也有一定的轴线偏移补偿能力。其共同的主要缺点是橡胶材料理化性能差；在腐蚀和高低温环境下易于龟裂、老化；在交变应力状态下易疲劳破坏和蠕变；导热系数低，胶体内部因摩擦生热将迅速导致温度升高、造成橡胶热分解和燃烧分解；阻尼损耗因子小，不利于削减轴系过临界转速时的响应；不合理的结构设计和制造工艺对产品性能影响大。这些因素对联轴器的性能和寿命将产生显著的影响。奥GEISLINGER簧片式联轴器传递扭矩较大，但许用轴线补偿能力小，径向偏移许可量仅0.45－1.00mm，轴偏角许可量仅0.2°，不能满足有轴线多向大偏移要求的工况。美FALK公司盘绕蛇簧式联轴器虽然有4－20mm的许用轴向偏移量，但其径向许用偏移量仅有0.5－3mm，轴倾角许用偏移量仅有1°15′，且传递扭矩能力低，不适宜大中功率动力系统使用。上述这些弹性联轴器在轴线综合补偿能力和使用性能上的局限性限制了在大功率且工作环境恶劣的动力装置上的推广应用。

本发明之目的是提供一种全金属高弹性联轴器，能在轴向、径向、扭转和轴倾角等方向具备综合偏移补偿能力、适应高低温和各种腐蚀环境，具备良好的动态综合性能以适应动力装置在恶劣工况下运行稳定性和可靠性要求。

本发明是通过下列措施来实现的。

以园周向均匀排列的弹性元件连接联轴器的主动和从动毂体。由多股钢丝绞合线经金属夹板固联成的弹性元件的螺旋环状弹性体构成了联轴器主从毂体间环形自由变形空间。主动和从动轴接法兰通过螺纹或键联结方式再分别与联轴器主从毂体相联。允许多向变形的弹性元件使联轴器在轴向、径向、扭转和轴倾角等方向具备足够的位移补偿能力。主、从轴经过由轴接法兰，主、从毂体和弹性元件等部件构成的联轴器，实现了轴系的弹性联接。

弹性元件决定联轴器的主要技术性能。多股螺旋环状钢丝绞合线在外力作用下产生弯曲变形，环状空间的大小决定联轴器对轴线偏移的综合补偿能力。弹性元件各向刚度特征决定联轴器的径向、轴向和扭转刚度，其特定方向上的软化型非线性刚度特征有利于改善联轴器对振动、冲击干扰的抵御和隔离性能。多股钢丝在弯曲变形时产生摩擦滞后，耗散系统运动能量以抑制过临界转速时的峰值响应，提高运行的平稳性。钢丝材料采用不锈耐酸钢、合金钢或优质碳素钢拉制，再绞制成7×7、7×19或6×19带纱蕊结构型式绞合线。构成弹性元件的各零件表面采用镀镉、镀锌、镀铬或发黑处理，提高联轴器防腐蚀能力。

为确保联轴器使用可靠性，弹性元件与主从毂体的联接要牢固。例如：小型联轴器可采用螺纹联接，附加防松措施，大、中型联轴器以T型槽或燕尾槽结构，直接实现弹性元件固定夹板与主从毂体紧密配合，附加带防松措施的螺纹紧固，保证运行过程中不出现任何松动。

轴系在运转过程中可能出现意外超载，联轴器中弹性元件因超载受损将导致运行不正常停止，此在大中型功率动力装置中尤为重要。设置于联轴器主从毂体间限扭转角装置是由一对内外金属档圈组成，内外档圈分别与从动和主动毂体联为一体，档圈上的相邻凸出部分将主从轴系的相对转角限制在许可范围内，使联轴器在超载工况下继续维持轴系运行而使联轴器中的弹性元件免遭损坏。

与主从轴系的联接型式可选择键联接、法兰联接或混合性联接。一般大、中型联轴器均采用法兰螺栓联接。

根据使用环境的要求不同，选用不同金属材料和加工工艺制造联轴器零部件，表面还应作防蚀处理，以提高耐蚀耐温变性能。

本发明参照下列附图对实施例作详细说明：

图1、图2分别为本发明第一种实施例的主视图和侧视图。

图3、图4分别为本发明第二种实施例的主视图和侧视图。

图5、图6分别为本发明第三种实施例的主视图和侧视图。

图7为本发明联轴器的弹性元件绕制方法示意图。

图8为本发明联轴器的弹性元件固定夹板联接型式剖面示意图。

图9为本发明联轴器的限扭转角装置轴向视图。

图10为本发明联轴器的弹性元件径向排列示意图。

参照附图1、2，本发明第一种实施例包括联轴器主从轴接法兰、主从毂体、弹性元件、限扭转角装置和若干联接用螺钉、螺栓、弹簧垫圈等。周向均匀排列的弹性元件1通过T型槽结构2和内六角螺钉3将主动毂体4与从动毂体5联接成联轴器主体。主动轴经主动轴接法6、主动毂体、弹性元件和从动毂体、从动轴接法兰7与从动轴相联，带动从动轴运行。周向均布和螺栓8、9和从动轴接法兰上的花键10分别保证联轴器主从毂体与主从轴接法兰在负载运行中可靠联接，并以弹簧垫圈预防联接松动。弹性元件环状变形空间使联轴器主从轴系在径向、轴向、扭转和轴倾角等向可同时产生较大的相对偏移量，因此，轴系构件的应力、应变得到显著降低。当主从轴系相对转角超过许用范围时，限扭转角装置11、12通过螺栓8、13将主从毂体刚性地联系起来，避免弹性元件因超变形而损坏，保护联轴器正常使用性能。

附图3、4为本发明第二种实施例，包括主动轴接法兰、主从毂体、弹性元件和联接用螺钉。与主动轴通过键相联的主动轴接法兰1与主动毂体2借助周向均布的内六角螺钉3紧固，从动毂体4直接与从动轴实现键联接，周向均匀排列的弹性元件5通过内六角螺钉6、7与主从毂体相联，构成弹性联轴器整体。

附图5、6为本发明第三种实施例。主动轴接法兰1和从动轴接法兰2分别用固定螺钉3、4与主动毂体5，从动毂体6相联接。周向均匀分布的若干弹性元件7与主从毂体间采用燕尾槽8联接，也可采用附图1中T型槽结构2的形式将各弹性元件与主从毂体固联起来，以保证可靠地传递扭矩。弹性元件的螺旋环状多股钢丝绞合线在传递扭矩过程中处于拉压变形状态，具备软化型刚度，有利于吸收振动和冲击干扰。主动毂体的外部可设置阻尼吸振圈9，利用环状金属件与主动毂体之间的滑动干摩擦阻尼或粘性油膜阻尼，吸收轴系部分运动能量，改善动态平稳性。调整吸振圈的质量、相对滑动摩擦间隙或油膜厚度，可以改变阻尼吸振性能。

根据实际需要，本实施例可不设置阻尼吸振圈。

弹性元件的绕制方式多样。附图7为一种对称式和一种反对称式绕制法，一般按等节距螺旋绕制。多股绞合线的直径和头数、螺旋圈数与节距、环状空间尺寸等结构要素影响弹性元件的承载能力和刚度特征。

选择附图8表示的几种结构型式将螺旋环状多股钢丝绞合线牢固地卡在弹性元件上、下二副金属夹板之间，小型联轴器中的弹性元件采用卡箍装配，大中型联轴器采用螺纹装配。弹性元件的金属夹板与联轴器主从毂体的联接可采用螺纹，T型槽、燕尾槽或上述型式的组合安装。

附图9为联轴器限扭转角装置。当主从轴相对转角不超过许用转角α时，联轴器主从毂体通过弹性元件弹性联接。一旦轴系因意外超载而超过许用转角，限扭转角装置使主从毂体刚性地接触，起着保护弹性元件、维持轴系运转的作用。

弹性元件在联轴器主从毂体间的位置可采用图1至图6所示的轴向均匀排列方式，即使得各弹性元件的螺旋环状多股钢丝绞合线的中心线与联轴器轴线相平行。也可采用附图10所示的径向均匀排列方式，即使得各弹性元件的螺旋环状多股钢丝绞合线的中心线与联轴器轴线垂直相交。

本发明与现有国内外技术相比，效果独特，性能优越：

联轴器在轴向、径向、扭转和轴倾角等方向具备大柔度、高弹性、补偿偏移能力大。许用轴向和径向偏移量为10－40mm，许用轴倾角达5－15°，    易于实现轴系在安装和运行条件下的自动位置校中。联轴器中的弹性元件在特定方向上具备软化性非线性刚度，平均刚度约为橡胶件的一半，阻尼损耗因子为0.3－0.6，相当于橡胶的二倍，在动态条件下，有利于改善轴系横向振动、纵向振动和扭转振动特性，削减轴系过临界转速时的峰值响应，使系统运行平稳。合理选择制造联轴器的原材料和加工工艺，使其具有耐腐蚀、耐高低温性能，强度高，使用寿命长，过载能力大，可靠性高。许用扭矩范围0.02－30KNM。适用于安装维修困难，运行环境恶劣的传动轴系的弹性联接，譬如采用单层或双层弹性支承的船用主、辅机以及各种具有严重振动环境的其他动力机械主从轴系的弹性联接。

Claims (5)

1、一种由弹性元件、主从轴接法兰、主动毂体、从动毂体及联接螺钉构成的高弹性联轴器，其特征在于以园周向均匀排列的弹性元件连接联轴器的主动和从动毂体，由多股钢丝绞合线经金属夹板固联成的弹性元件的螺旋环状体构成了联轴器主、从毂体间环形自由变形空间，主动和从动轴接法兰通过螺纹或花键型式再分别与联轴器主从毂体相联，主从毂体间可附设限扭转角装置。

2、一种按权利要求1所述的高弹性联轴器，其特征在于所述的弹性元件由多股钢丝绞合线按对称或反对称螺旋方向缠绕并由金属夹板固联而成。

3、一种按权利要求1所述的高弹性联轴器，其特征在于构成弹性元件的多股钢丝绞合线是由不锈钢或优质碳素钢制成的钢丝再绞制成7×7、7×19或6×19带纱蕊结构型式构成。

4、一种按权利要求1所述的高弹性联轴器，其特征在于弹性元件采用卡箍或螺纹装配将螺旋环状多股钢丝绞合线牢固地卡在弹性元件上、下二副金属夹板之间。

5、一种按权利要求1所述的高弹性联轴器，其特征在于所述的限扭转角装置是由一对内、外金属档圈组成，内外档圈分别与从动和主动毂体联为一体，内外档圈上的相邻凸出部分夹角为联轴器许用扭转角。

Images