CN219975170U - 弹性联轴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹性联轴器，其包括弹性元件、第一法兰、第二法兰、第一环体和第二环体；弹性元件具有彼此相背离的两个端面，第一法兰和第二法兰分别与所述弹性元件的两个端面硫化粘接。第一环体固接于第一法兰朝向弹性元件的端面上，第二环体固接于第二法兰背向弹性元件的端面上。其中，第一法兰、第二法兰、第一环体与第二环体均共轴线，第一环体被配置为与第二环体相互嵌合，且与第二环体之间形成密闭的间隙层。本实用新型的弹性联轴器，可以满足轴系扭转振动控制中大幅耗散扭转振动能量的要求。

Description

弹性联轴器

技术领域

本实用新型涉及传动装置技术领域，尤其涉及一种弹性联轴器。

背景技术

弹性联轴器由于能够衰减振动冲击、改善轴系扭转振动特性，被广泛地应用于船舶、机车、矿山、农机等领域中。大多数弹性联轴器的关键功能部件为橡胶材质，这是由于橡胶具有很好的弹性且具有一定的阻尼，能较好地满足弹性联轴器的功能要求。同时，橡胶也是热的不良导体，在某些场合，遇到强扭共振时，橡胶在耗散振动能量的过程中会导致自身温度升高，引起其强度下降、阻尼特性降低，反过来又会降低其传扭能力及减振性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种弹性联轴器，旨在满足轴系扭转振动控制中大幅耗散振动能量的要求。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种弹性联轴器，所述弹性联轴器包括：

弹性元件，其具有彼此相背离的两个端面；

第一法兰和第二法兰，分别与所述弹性元件的两个端面硫化粘接；

第一环体，固接于所述第一法兰朝向所述弹性元件的端面上；

第二环体，固接于所述第二法兰背向所述弹性元件的端面上；

其中，所述第一法兰、第二法兰、第一环体与第二环体均共轴线；所述第一环体被配置为与所述第二环体相互嵌合，且与所述第二环体之间形成密闭的间隙层。

在本实用新型的一些实施例中，所述间隙层中填充有阻尼油。

在本实用新型的一些实施例中，所述阻尼油为硅油。

在本实用新型的一些实施例中，所述间隙层的厚度为0.5mm～1mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一环体和/或第二环体上开设有连通所述间隙层与外部的排气孔，所述排气孔上安装有第一挡油帽。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一环体和/或第二环体上开设有连通所述间隙层与外部的进油孔，所述进油孔上安装有第二挡油帽。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一环体和/或第二环体上开设有与所述间隙层连通的储油槽。

在本实用新型的一些实施例中，所述储油槽设置于所述进油孔的位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一环体和/或第二环体上开设有至少一个密封槽，所述密封槽中设有密封圈以密封所述间隙层。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一环体的端部径向外延形成第一固定端板，所述第一环体通过所述第一固定端板安装于所述第一法兰的端面上；

所述第二环体的端部径向外延形成第二固定端板，所述第二环体通过所述第二固定端板安装于所述第二法兰的端面上。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一法兰和所述第二法兰均为斜法兰，所述弹性元件的两端面均具有与所述第一法兰的端面和所述第二法兰的端面相匹配的斜度。

在本实用新型的一些实施例中，所述弹性元件为橡胶弹性元件，所述橡胶弹性元件通过硫化粘接于所述第一法兰和所述第二法兰的端面上。

在本实用新型的一些实施例中，所述橡胶弹性元件包括至少两个半弹性元件，每个半弹性元件均包括：

弹性体；

第三法兰，硫化粘接于所述弹性体一侧面上；

其中，相邻两个半弹性元件通过各自的第三法兰固接于一起。

通过本实用新型中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：

本实用新型所公开的弹性联轴器中，具有调整及改善轴系扭转振动特性的功能，相比传统的橡胶联轴器具有更大阻尼，具有更好地吸收振动能量的能力，且散热面积大，散热快，结构简单紧凑，安装方便，有效的解决单纯的橡胶弹性联轴器在某些场合阻尼不足的问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本实用新型实施例提供的弹性联轴器的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的弹性联轴器与柴油机、发电机的连接示意图；

附图标记说明：

100、弹性元件；110、半弹性元件；111、弹性体；112、第三法兰；120、环形空腔；130、垫片；200、第一法兰；210、第一法兰主体；220、第一凸缘；221、第一法兰孔；230、第一空腔；300、第二法兰；310、第二法兰主体；320、第二凸缘；321、第二法兰孔；330、第二空腔；400、第一环体；410、第一固定端板；420、密封槽；430、排气孔；440、进油孔；450、第一挡油帽；460、第二挡油帽；470、储油槽；480、底壁；490、散热孔；500、第二环体；510、第二固定端板；600、间隙层；700、密封圈；800、柴油机；900、发电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

常规的弹性联轴器一般依靠弹性元件(如橡胶)自身的阻尼来实现振动能量的耗散，但是在强共振的条件下，橡胶自身的阻尼下降使其改善轴系扭转振动特性的能力下降，在某些场合，难以满足现代大功率动力系统对弹性联轴器的要求。针对这一技术问题，本实用新型提供了一种弹性联轴器，其结构简单紧凑，安装方便，有效的解决了单纯的橡胶弹性联轴器在某些场合阻尼不足的问题。

图1示出了本实用新型一种实施方式中的弹性联轴器，该弹性联轴器包括弹性元件100、第一法兰200和第二法兰300，其中，弹性元件100具有彼此相背离的两个端面，第一法兰200和第二法兰300分别与弹性元件100的两个端面硫化粘接。第一法兰200可以用于连接主机，第二法兰300可以用于连接工作装置，以使得主机输出的转矩和转速经由弹性联轴器传递到工作装置上，从而使得工作装置运行。

例如，如图2所示，主机可以为柴油机800，工作装置可以为发电机900，弹性联轴器设置在柴油机800和发电机900之间。其中，弹性联轴器的第一法兰200与柴油机800连接在一起，弹性联轴器的第二法兰300与发电机900连接在一起。柴油机800可以作为动力源，柴油机800输出的能量可以经由飞轮、第一法兰200传递至弹性联轴器的弹性元件100，再经由第二法兰300传递至发电机900。柴油机800的转矩和转速可以有效地经由弹性联轴器传递到发电机900。

弹性联轴器具有较大的弹性，可以大范围调节扭转刚度，起到调频的作用。同时弹性元件100具有一定的阻尼特性，能够耗散一定的振动能量，起到调幅的作用。这样，弹性联轴器能够衰减主机(柴油机800)和工作装置(发电机900)传递的振动，具有隔声减振抗冲击功能，而且可优化轴系扭转振动的特性。

请参见图1，第一法兰200可以由金属或非金属材质制成，保证第一法兰200具有足够的结构强度。第一法兰200可以包括第一法兰主体210和第一凸缘220，在一些实施例中，第一凸缘220可以构造为环形且绕第一法兰主体210的周向方向布置，第一凸缘220可以与第一法兰主体210相连，优选地与第一法兰主体210一体成型。第一法兰200中还包括中空的第一空腔230，第一空腔230可以沿第一法兰200的轴向方向贯穿第一法兰主体210，以减轻第一法兰200的重量。

第一凸缘220上开设有第一法兰孔221，第一法兰孔221用于与主机(如柴油机800)连接。第一法兰孔221的中心轴线与第一法兰200的中心轴线相平行。第一凸缘220可以包括多个第一法兰孔221，多个第一法兰孔221可以沿第一法兰200的周向方向间隔布置。

第二法兰300可以与第一法兰200具有类似的结构，即第二法兰300可以包括第二法兰主体310和第二凸缘320，在一些实施例中，第二凸缘320可以构造为环形且绕第二法兰主体310的周向方向布置，第二凸缘320可以与第二法兰主体310相连，优选地与第二法兰主体310一体成型。第二法兰300中还包括中空的第二空腔330，第二空腔330可以沿第二法兰300的轴向方向贯穿第二法兰主体310，以减轻第二法兰300的重量。第二凸缘320上开设有第二法兰孔321，第二法兰孔321用于与工作装置(如发电机900)连接。第二法兰孔321的中心轴线与第二法兰300的中心轴线相平行。第二凸缘320可以包括多个第二法兰孔321，多个第二法兰孔321可以沿第二法兰300的周向方向间隔布置。

弹性元件100连接于第一法兰200与第二法兰之间，在传递扭矩的同时，通过自身的弹性和阻尼来吸收传递过来的振动能量，改善轴系的振动特性，特别是改善轴系扭转振动特性。

弹性元件100中具有弹性体111，其具有良好的弹性，作为弹性元件100的主体部件，能够发挥弹性耗散、吸收振动的作用。可以了解，弹性体111需要由具备一定弹性的材料制备而成。在一些实施例中，弹性体111可以由橡胶制成。由橡胶制成的弹性元件100不仅可以起到减振的作用，还可以实现良好的传递转矩、降低轴系振动噪声等功能。当然，弹性体111还可以由聚氨酯等其他具有弹性的非金属材料制成。

具体的，请参见图1，在一种实施例中，弹性元件100包括一对半弹性元件110，其中每个半弹性元件110均由弹性体111和第三法兰112组成，且一对半弹性元件110通过各自的第三法兰112固接于一起。弹性体111和第三法兰112均具有中空的第三空腔。在一些实施例中，第三法兰112可以包括第三法兰主体和第三凸缘，在一些实施例中，第三凸缘可以构造为环形且绕第三法兰主体的周向方向布置，第三凸缘可以与第三法兰主体相连，优选地与第三法兰主体一体成型。在一些实施例中，一对第三法兰112中的第三凸缘中可以设有多个相对应的第三法兰孔，且多个第三法兰孔可以沿第三法兰112的周向方向间隔布置。如此，一对第三法兰112之间可以用过穿设于所述第三法兰孔中的螺栓和垫片130固连在一起。当然，上述记载的仅为第三法兰112之间的一种连接方式，对于其他连接方式本实用新型不做限制。

第三法兰112与弹性体111固接在一起，本实用新型对于固接的方式不限，例如第三法兰112与弹性体111之间可以通过固定件固定在一起。当弹性体111为橡胶时，第三法兰112与弹性体111之间优选地采用硫化粘接的方式固定在一起。硫化加工的工艺比较简单，且相对于固定件连接，硫化粘接时第三法兰112与弹性体111的连接更加稳定，一体性更好，联轴器工作时更加稳定。设置第三法兰112的目的是：一方面便于安装；另一方面第三法兰112的设置提高了弹性元件100的结构强度，可以适应高转矩的情况，从而提高了弹性联轴器工作时的稳定性。当联轴器传递的转矩较大时，若弹性元件100中不设置第三法兰112，此时需要采用较厚的弹性体111。而弹性体111(例如橡胶)较厚时，不仅硫化工艺较困难，而且稳定性不如中间设置第三法兰112的弹性元件100。

当然，在其他实施方式中，当弹性联轴器传递的转矩较小时，弹性元件100中也可以不设置第三法兰112，此时弹性元件100可由一整块弹性体111组成，也能具有较好的稳定性。

在未图示的其他实施方式中，当联轴器传递的转矩很大时，或者半弹性元件110中弹性体111的厚度较厚时，可以采用多个半弹性元件110沿联轴器轴向串联的方式来使用。如此既可以满足大转矩下调节扭振特性的功能，而且保证了联轴器工作时的稳定性。当然，多个弹性体111还可以并联在一起，从而增加弹性联轴器的传扭能力。

在一些实施例中，弹性体111可以按照等剪切强度设计(即法兰与弹性体111胶合面剖面的延长线与联轴器中心轴线相交于同一点)，此时弹性元件100整体呈V形，其倾角大约在7°～20°之间。相应地，第一法兰200和第二法兰300均为斜法兰，其朝向弹性元件100的一侧端面均为斜面，并具有与弹性体111相适配的斜度。弹性体111按照等剪切强度设计，可保证各部分橡胶件在传递转矩时承受相等剪应力。

为了解决单纯的橡胶弹性联轴器在某些场合阻尼不足的问题，本实用新型的弹性联轴器中还包括一阻尼元件，通过附加的阻尼元件提高系统耗散振动能量的能力，进而提高减振的效果。

具体的，请参见图1，弹性联轴器还包括第一环体400和第二环体500，第一环体400固接于第一法兰200朝向弹性元件100的端面上，第二环体500固接于第二法兰300背向弹性元件100的端面上，即第一环体400和第二环体500伸入到弹性元件100的第三空腔中。其中，第一法兰200、第二法兰300、第一环体400与第二环体500均共轴线。第一环体400被配置为与第二环体500相互嵌合，且与第二环体500之间形成密闭的间隙层600。

本实用新型中，第一环体400和第二环体500之间的间隙层600中可以填充有阻尼油。阻尼油也叫阻力油、减振油。对于阻尼油来说，其需要具有优良的粘阻性、润滑性和机械安定性；其次，在不同温度条件下阻尼力矩稳定，转动平稳；再次，电气绝缘性好、与塑胶、橡胶等材料相容性好。本实用新型中，所述阻尼油可选择常用的二甲基硅油。

因此，当第一环体400与第二环体500相对转动时，间隙层600中的阻尼油的存在会使第一环体400与第二环体500之间发生液粘摩擦，产生阻尼作用，从而起到消耗振动能量、提高减振效果的作用。

本实用新型中，第一环体400和第二环体500均可采用金属/合金、塑料等刚性材料制备而成。优选地，第一环体400和第二环体500采用金属/合金材料制备而成，且优选为薄壁结构。金属/合金材料的导热性好，薄壁结构利于散热，因此能够及时地将第一环体400和第二环体500转动产生的液粘摩擦热量导出，避免由于热量聚集产生的高温影响阻尼油的性能。第一环体400和第二环体500可采用螺钉、螺栓等固定件固定安装于第一法兰200和第二法兰300，具体的安装位置可为第一法兰200、第二法兰300的内侧端面或外侧端面(这里的内侧端面指的是朝向弹性元件100一侧的端面，外侧端面指的是远离弹性元件100一侧的端面)。在图1所示的实施方式中，第一环体400的端部径向外延形成第一固定端板410，第一环体400通过所述第一固定端板410安装于第一法兰200的内侧端面上。同样的，第二环体500的端部径向外延形成第二固定端板510，第二环体500通过所述第二固定端板510安装于所述第二法兰300的外侧端面上。

在图1所示的实施方式中，第一环体400和第二环体500相互嵌合时，第一环体400位于外侧，第二环体500位于内侧。在其他的实施方式中，第一环体400可以位于内侧，第二环体500可以位于外侧。

在本实用新型中，间隙层600的厚度与阻尼呈反比例关系，理论上厚度越小越好，具体以设计计算为准，通常以0.5mm～1mm为宜，例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm等。若间隙层600的厚度过小，则第一环体400与第二环体500在相对转动的过程中易发生直接接触，第一环体400与第二环体500会发生相互摩擦，从而导致磨损甚至失效的情况发生。

本实用新型中，当第一环体400与第二环体500相互嵌合时，通过密封圈700对第一环体400和第二环体500两端进行密封，就可以在第一环体400与第二环体500之间形成密闭的间隙层600。即可以在第一环体400的内壁或第二环体500的外壁上开设密封槽420，密封槽420的形状和数量不限。密封槽420中填充密封圈700，密封圈700根据密封槽420的数量和形状匹配设计，从而实现密封。

在图1所示的实施方式中，第一环体400具有底壁480；因此，当第二环体500嵌合于第一环体400中时，通过在第二环体500一侧设置密封槽420和密封圈700，即可形成密闭的间隙层600。与双侧密封的实施方式相比，该实施方式的效果更好。一方面，减少了密封圈700的使用，密封效果更好，且降低了间隙层600泄漏的风险；另一方面，第一环体400与第二环体500之间的接触面积更大，既增加了振动耗散的面积，也增加了散热的效果。

请参见图1，在一些实施方式中，第一环体400上开设有排气孔430，排气孔430上密封安装有第一挡油帽450。排气孔430连通间隙层600与外部空间，因此在向间隙层600中添加阻尼油时，排气能够及时地排出间隙层600中的气体，从而使阻尼油能够均匀地分布于间隙层600中。在其他的实施方式中，排气孔430也可以设置在第二环体500上。

请参见图1，在一些实施方式中，第一环体400上还开设有进油孔440，进油孔440上密封安装有第二挡油帽460。通过所述进油孔440，可以用向间隙层600中添加阻尼油。优选地，进油孔440设置于第一环体400底壁480的中心位置，即弹性联轴器的中心轴线位置，这样通过进油孔440添加阻尼油时，阻尼油于间隙层600中的分布会更加均匀。同样的，在其他实施方式中，进油孔440也可以设置在第二环体500上。

请参见图1，在一些实施方式中，第一环体400上还开设有与间隙层600连通的储油槽470。储油槽470设置于第一环体400的内壁上，其深度相对于间隙层600的厚度更大，能够储存部分阻尼油。在第一环体400和第二环体500相对转动的过程中，储油槽470中的部分硅油会补充进入到间隙层600中，同时间隙层600中的硅油会进入到储油槽470中，实现硅油的循环，因而起到了均衡间隙层600中各区域的温度、提高散热降温的效果。本实用新型对储油槽470的位置不限，既可以设置于第一环体400上，也可以设置于第二环体500上。优选地，储油槽470设置于进油孔440的位置。由于进油孔440处具有储油槽470，因此便于向间隙层600中添加阻尼油。

在一些实施方式中，弹性联轴器中设置有轴向贯通的散热通道，在弹性联轴器工作过程中，空气能够从散热通道中通过，因此这些散热孔的存在有助于增大通风换热面积，提高耗散振动能量的能力。在图1中所示的实施方式中，第一法兰200和第一环体400、第二法兰300和第二环体500上均开设有多个贯通的散热孔490，这些散热孔490与弹性联轴器内部的环形空腔120(由弹性元件100、第一法兰200、第二法兰300、第一环体400和第二环体500共同围设而成)连通，弹性联轴器在工作过程中产生的热量可通过轴向的散热孔490从该环形空腔120向外部扩散，另外热量也可以通过半弹性元件110之间的安装间隙向外部扩散，因此实现了与外界的热交换。

下面对本实用新型的弹性联轴器的工作过程进行描述。

请参见图1和图2，以柴油机800为动力源，其产生的能量由飞轮传递至第一法兰200，第一法兰200带动弹性体111、第三法兰112和第二法兰300转动，再将转矩传递至发电机900。弹性体111具有较大的弹性，可以大范围调节扭转刚度，起到调频的作用。同时弹性体111具有一定的阻尼特性，耗散一定的振动能量，起到调幅的作用。由于第一法兰200和第二法兰300之间存在着振动相位差，因此与它们分别连接的第一环体400与第二环体500之间就存在着相对运动，使间隙层600中的阻尼油发生液粘摩擦，从而更好地消耗振动能量，提高了减振作用。

综上，本实用新型提供的弹性联轴器，具有调整及改善轴系扭转振动特性的功能。相比传统的橡胶联轴器，本实用新型的弹性联轴器具有更大阻尼能力，能够更好地吸收扭转振动能量，且散热面积大，散热快，结构简单紧凑，安装方便，有效的解决了单纯的橡胶弹性联轴器在某些场合阻尼不足的问题。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种弹性联轴器，其特征在于，所述弹性联轴器包括：

弹性元件(100)，其具有彼此相背离的两个端面；

第一法兰(200)和第二法兰(300)，分别与所述弹性元件(100)的两个端面硫化粘接；

第一环体(400)，固接于所述第一法兰(200)朝向所述弹性元件(100)的端面上；

第二环体(500)，固接于所述第二法兰(300)背向所述弹性元件(100)的端面上；

其中，所述第一法兰(200)、第二法兰(300)、第一环体(400)与第二环体(500)均共轴线；所述第一环体(400)被配置为与所述第二环体(500)相互嵌合，且与所述第二环体(500)之间形成密闭的间隙层(600)。

2.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述间隙层(600)中填充有阻尼油。

3.如权利要求2所述的弹性联轴器，其特征在于，所述阻尼油为硅油。

4.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述间隙层(600)的厚度为0.5mm～1mm。

5.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一环体(400)和/或第二环体(500)上开设有连通所述间隙层(600)与外部的排气孔(430)，所述排气孔(430)上安装有第一挡油帽(450)。

6.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一环体(400)和/或第二环体(500)上开设有连通所述间隙层(600)与外部的进油孔(440)，所述进油孔(440)上安装有第二挡油帽(460)。

7.如权利要求6所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一环体(400)和/或第二环体(500)上开设有与所述间隙层(600)连通的储油槽(470)。

8.如权利要求7所述的弹性联轴器，其特征在于，所述储油槽(470)设置于所述进油孔(440)的位置。

9.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一环体(400)和/或第二环体(500)上开设有至少一个密封槽(420)，所述密封槽(420)中设有密封圈(700)以密封所述间隙层(600)。

10.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一环体(400)的端部径向外延形成第一固定端板(410)，所述第一环体(400)通过所述第一固定端板(410)安装于所述第一法兰(200)的端面上；

所述第二环体(500)的端部径向外延形成第二固定端板(510)，所述第二环体(500)通过所述第二固定端板(510)安装于所述第二法兰(300)的端面上。

11.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述第一法兰(200)和所述第二法兰(300)均为斜法兰，所述弹性元件(100)的两端面均具有与所述第一法兰(200)的端面和所述第二法兰(300)的端面相匹配的斜度。

12.如权利要求1所述的弹性联轴器，其特征在于，所述弹性元件(100)为橡胶弹性元件，所述橡胶弹性元件通过硫化粘接于所述第一法兰(200)和所述第二法兰(300)的端面上。

13.如权利要求12所述的弹性联轴器，其特征在于，所述橡胶弹性元件包括至少两个半弹性元件(110)，每个半弹性元件(110)均包括：

弹性体(111)；

第三法兰(112)，硫化粘接于所述弹性体(111)一侧面上；

其中，相邻两个半弹性元件(110)通过各自的第三法兰(112)固接于一起。