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蝶形膜片撓性聯(lián)軸器的制作方法

文檔序號:5578497閱讀:442來源:國知局
專利名稱:蝶形膜片撓性聯(lián)軸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
全稱“金屬疊層薄膜蝶形單元體撓性聯(lián)軸器,屬于機械傳動領(lǐng)域,是用來聯(lián)結(jié)原動機轉(zhuǎn)軸和從動機轉(zhuǎn)軸的撓性聯(lián)軸裝置。由于制造誤差、安裝誤差和機器工作中的承載變形、受熱變形等因素,聯(lián)軸器所聯(lián)結(jié)的兩軸軸線之間,不可避免地存在一定量的不對中偏移即軸線徑向偏移Δy、軸線角向偏移Δα軸線軸向偏移Δx(


圖1),統(tǒng)稱為軸線三向不對中偏移,聯(lián)軸器的撓性即所能適應(yīng)這種偏移的能力,稱為補償能力。撓性聯(lián)軸器必須同時具備足夠的承載能力和補償能力,才能長年安全可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩。
現(xiàn)有技術(shù)環(huán)形膜片聯(lián)軸器(圖2,圖3)(以下簡稱環(huán)式)其突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、徑向、角向補償能力大,隔振、減振效果好,無噪音、免潤滑、適用于高速、高溫和腐蝕環(huán)境下長壽、可靠工作。其主要缺點是環(huán)形膜中只有一半環(huán)邊承受拉力,承載能力不足,通常只能傳遞小于10萬N.m,的轉(zhuǎn)矩;軸向補償能力也偏小。有人構(gòu)思了緊湊型環(huán)形膜片聯(lián)軸器方案(圖4),企圖用于置換改造在役的正在廣泛應(yīng)用的緊湊型齒輪聯(lián)軸器(圖5),遇到三大難題1.軸向補償能力遠不如齒式;2.用標(biāo)準規(guī)格材料制成的環(huán)形膜片其最大承載能力只有6~7萬N.m,遠小于齒式的上百萬N.m水平;3.最大的困難是檢修更換環(huán)形膜片要分解設(shè)備,破壞軸系對中。因而推廣受阻。
本設(shè)計的目的在于提供一種蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,它保留了環(huán)式聯(lián)軸器上述全部優(yōu)點,其承載能力和補償能力明顯高于環(huán)式,而造價則明顯低廉;用現(xiàn)有規(guī)格材料便能滿足高速工況和中、低速重載工況需要,既適于帶間距的常規(guī)應(yīng)用,又能滿足緊張空間場合應(yīng)用,還能滿足傳遞軸向力的需求。
本設(shè)計的技術(shù)方案是一種蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,它包括原動法蘭[5]、從動法蘭[9]、間隔軸[7]或[8],沿圓周均勻分布的若干彈性承載元件——蝶形單元件[4]和連接件[1]、[2]、[17]等,所述形成撓性聯(lián)軸器的彈性承載元體為用高強度蝴蝶狀膜片疊合而成的互不關(guān)連的獨立單元體——蝶形單元體,每組蝶形單元體由多層的3孔、4孔或5孔蝶形膜片疊合后用2組以上鉚接襯套[13]或球面墊[14]鉚合而成。蝶形單元體的內(nèi)外兩側(cè)中的一側(cè)孔借[1]、[2]、[17]等連接件與原動法蘭[5]或從動法蘭[9]等相連接,另一側(cè)的孔借銷栓[2]等連接件與間隔軸[7]或[8]相連,蝶形單元體[4]、原從動法蘭[5]、[9]和間隔軸[7]、[8]等三大要件構(gòu)成蝶形膜片聯(lián)軸器總成,所述聯(lián)軸器的原動法蘭[5]和從動法蘭[9]有帶安裝邊形式和不帶安裝邊兩種形式,法蘭帶有安裝邊時,蝶形單元體[4]借助銷栓[2]固定在原動法蘭[5]和從動法蘭[9]的安裝邊上;原、從動法蘭呈軸套狀(不帶安裝邊)時,蝶形單元體[4]借助圓柱銷[17]、螺栓[1]、壓緊環(huán)[18]等直接緊固在原動法蘭[5]或從動法蘭[9]的端面上。所述聯(lián)軸器的間隔軸[7]、[8]為鼓筒式薄壁軸,其內(nèi)徑略大于原動法蘭[5]和從動法[9]的軸套段外徑,以備當(dāng)聯(lián)軸器用于緊張空間時,法蘭[5]和[9]的軸套段收縮進間隔軸[7]或[8]的內(nèi)腔;間隔軸既可以是分段式的鼓筒薄壁式間隔軸[7],置于原動法蘭和從動法蘭的外圍使兩個軸套狀法蘭[5]、[9]被全部收縮進間隔軸[7]的內(nèi)腔;也可以是整體的鼓筒薄壁式間隔軸[8],置于法蘭[5]和[9]之間的居中位置上,當(dāng)需要滿足緊張空間條件時,允許法蘭[5]和[9]的軸套段被收縮進間隔軸[8]的內(nèi)腔,達到緊湊目的。
本設(shè)計方案的突出的優(yōu)點在于1.全面繼承環(huán)式所具有的一系列突出優(yōu)點(如簡單、輕巧、減振、免潤滑、可靠、長壽......優(yōu)點),無一例外。
2.同等空間條件下,蝶式的承載能力,補償能力均可分別達到環(huán)式的半倍以上。
3.同等條件下蝶式的膜片可用邊角碎料,其材料消耗甚至僅為環(huán)式的1/3,且易于沖裁成形;間隔軸[7]和兩個法蘭[5]、[9]均可用無縫鋼管制造,無需專門鍛件,中小規(guī)模生產(chǎn)成本僅為環(huán)式的一半。
4.用標(biāo)準帶材制作的環(huán)式,其最大承能力僅6~7×104N.m,而蝶式可造就出大于100×104N.m的巨型聯(lián)軸器。
5.緊張空間條件下,環(huán)式在檢修、更換膜片時要做設(shè)備大分解手術(shù),耗時耗工,破壞設(shè)備對中,而蝶式在檢修時只需拆除、擰松相關(guān)的銷栓、螺栓即可從側(cè)面拆裝、更換蝶形單元體,僅耗時10~20分鐘,絲毫不影響設(shè)備對中水平。
6.環(huán)式膜片其承載環(huán)邊兩端的銷栓中心處于同一旋轉(zhuǎn)半徑,一旦遭遇失常、突發(fā)、沖擊載荷,發(fā)生膜片環(huán)邊斷裂時,會導(dǎo)致環(huán)邊兩端的銷栓兩兩相撞,引起設(shè)備連鎖損壞,而蝶式的承載桿兩端的銷栓則處于不同旋轉(zhuǎn)半徑,遭遇失常載荷后,膜片率先斷裂,使聯(lián)軸器處于脫嚙狀態(tài),從而保護設(shè)備免遭連鎖破壞。
7.與齒式相比,除軸向補償一項以外,蝶式在徑向、角向補償能力、承載能力、減振、隔振、長壽、免潤滑、造價等處處優(yōu)于齒式,齒式存在油泥問題、齒面膠合問題,蝶式均不存在。
8.與眾不同之處還在于能傳遞大的軸向力。
以下結(jié)合附圖和實施例對本設(shè)計作進一步的描述
圖1為軸系的三向位移示意;圖2、圖3為現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形膜片聯(lián)軸器示意;圖4為現(xiàn)有技術(shù)中,嘗試用于緊張空間條件下的環(huán)形膜片聯(lián)軸器示意;圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的緊湊型齒輪聯(lián)軸器示意;圖6為一種蝶形膜片撓性聯(lián)軸器的縱向剖面;圖7為圖6中II-II剖面的一種;圖8為一種緊湊型蝶形膜片聯(lián)軸器的縱向剖面示意;圖9為圖8和
圖10中H-H剖面的一種;
圖10為一種蝶形膜聯(lián)軸器的縱向剖面;
圖11為
圖10中G-G剖面的一種;
圖12為圖6圖8及
圖10中的I放大圖;
圖13為一種能傳遞軸向力的蝶形膜片撓性聯(lián)軸器的縱向剖面;
圖14為
圖10、
圖13中B-B剖面的一種;
圖15為
圖14的F-F剖面;圖中1.螺栓,2.銷栓,3.防護罩,4.蝶形單元體(組件),5.原動法蘭,6.自鎖螺母,7.間隔軸,8.間隔軸,9.從動法蘭,10.三孔蝶形膜片,11.五孔蝶形膜片,12.間隔圈,13.鉚接襯套,14.球面墊,15.鎖片,16.定距環(huán),17.圓柱銷,18.壓緊環(huán),19.四孔蝶形膜片,20.支撐盤,21、23.孔用彈性擋圈,22.軸承座,24.貯油腔,25.堵蓋,26.密封圈,27.關(guān)節(jié)軸承,28.濾芯,29條形膜片,30.防松墊圈,31.壓簧,32.定距套,33.蝶形膜片,34.擴口鉚合處,35.輪輻上提供大活動間隙的減輕孔。
實施例1,見圖6、圖7、圖9、
圖12,為一種常規(guī)的縱向有間距的蝶形膜片聯(lián)軸器,由不帶安裝邊的原動法蘭[5]和從動法蘭[9]、3孔蝶形單元體[4][10]或5孔蝶形單元體[4][11]、鼓筒式間隔軸[8]等3大要件和連接件等構(gòu)成。每個蝶形單元體由2組以上鉚接襯套[13]、球面墊[14]將若干尺寸形狀一致的蝶形膜片[10]或[11]擴口鉚合成蝶形單元體[4];圓柱銷[17]將各蝶形單元體[4]一一在原動法蘭[5]或從動法蘭[9]的相應(yīng)端面孔上定位后,將帶著壓緊環(huán)[18]的2組螺栓[1]分別擰入法蘭[5]和[9]的對應(yīng)孔中并用鎖片[15]鎖定;將帶有蝶形單元體[4]的原動法蘭[5]與間隔軸[8]、定距環(huán)[16]和防護罩[3]相對接后用一組銷栓[2]和自鎖螺母[6]緊固;以同樣程序?qū)в械螁卧w[4]的從動法蘭[9]與間隔軸[8]、定距環(huán)[16]、防護罩[3]相對接和緊固。蝶形單元體在現(xiàn)場的分解程序是①拆除聯(lián)軸器外緣上全部銷栓[2]和螺母[16],②從側(cè)面退出間隔軸[8]和2個定距環(huán),③拆除鎖片[15]和螺栓[1],取出壓緊環(huán);④退出圓柱銷[17],⑤取出蝶形單元體和防護罩并對蝶形單元體作檢測。
實施例2見
圖10、
圖11、
圖14、
圖15,為另一種常規(guī)的縱向有間距的撓性聯(lián)軸器,由帶安裝邊的原動法蘭[5]和從動法蘭[9]、4孔蝶形單元體或交叉蝶形單元體、間隔軸[8]、防護罩[3]和連接件等構(gòu)成。4孔蝶形單元體用4組鉚接襯套[13]、球面墊[14]和若干尺寸相同的4孔蝶形膜片[19]組成,組合時,4組鉚接襯套一一穿過膜片孔和球面墊后,擴口鉚接成蝶形單元體。每個交叉蝶形單元由若干尺寸相同的條形膜片[29]和若干厚度與條形膜片相同的間隔圈[12]、以一隔一交叉方式疊合成蝶形后,用4組球面墊[14]和鉚接襯套[13]鉚合成交叉蝶形單元體,交叉兩翼的條形膜片數(shù)存在一片之差,以確保蝶形單元體呈軸對稱狀。聯(lián)軸器總裝時,蝶形單元體尾翅上兩孔借銷栓[2]和螺母[6]與間隔軸[8]相固連。蝶形單元體前翅上兩孔借銷栓[2]和螺母[6]分別固定在原動法蘭[5]和從動法蘭[9]上,原動法蘭[5]與從動法蘭[9]在對應(yīng)于固定蝶形單元體尾翅的螺母[6]部位留有很大的活動間隙[35],不妨礙螺母上下左右前后的自由活動。
實施例3見圖8、圖9、
圖12是緊湊型蝶形膜片聯(lián)軸器的一種,由不帶安裝邊的原動法蘭[5]和從動法蘭[9]、3孔蝶形單元體[4]分段式間隔軸[7]等三大要件和連接件構(gòu)成,具有4項明顯特征①不帶安裝邊的軸套狀法蘭[5]、[9]—為緊湊型聯(lián)軸器提供縮短聯(lián)軸器長度的重要條件。②互不關(guān)連的3孔蝶形單元體—為緊湊型設(shè)計方案在現(xiàn)場裝、拆、局部檢修、更換蝶形單元體成為現(xiàn)實可能。③蝶形單元體在法蘭[5]、[9]上的固定方式乃是從結(jié)構(gòu)上保障了聯(lián)軸器在工作中所作用的剪切應(yīng)力和壓緊力由圓柱銷[17]和螺栓[1]分別承擔(dān),即圓柱銷[17]只承受剪切應(yīng)力,螺栓[1]主要承受夾緊(拉伸)應(yīng)力。使應(yīng)力分散并為緊湊條件下從側(cè)向分解蝶形單元體提供充分條件。④分段式的間隔軸[7]—為聯(lián)器在成套設(shè)備上的安裝、對中提供便利。與實施例1不同的是3孔蝶形單元體[4]以尾翅上的單一孔與法蘭[5]或[9]端面上的對偶孔對準后依次插入壓簧[31]和圓柱銷[17],當(dāng)沿周所有蝶形單元體全部就位后,放置壓緊環(huán)[18]再依次擰入所有的螺栓[1]并鎖緊。
現(xiàn)場分解蝶形單元體的程序是①.拆除外緣上的所有銷栓[2]和螺母[6]。②.擰松(不必拆除)內(nèi)環(huán)上所有螺栓[1]。③.從壓環(huán)上預(yù)留的螺紋孔中擰入專用小工具,推動圓柱銷[17]壓迫其前方的壓簧[31],使圓柱銷[17]脫離蝶形單元體尾翅孔,即可從側(cè)面鉤出蝶形單元體作檢測和維修。
實施例4見
圖13、
圖14、
圖15,是一種兼能傳遞軸向力的蝶形膜片撓性聯(lián)軸器技術(shù)措施是在聯(lián)軸器中心部位增設(shè)一對球鉸—關(guān)節(jié)軸承[2],軸承的球心落在交叉蝶形單元體[4]的軸對稱平面的中心上,關(guān)節(jié)軸承[27]外圈被軸向?qū)ΨQ的2個軸承座[22]夾持后用彈性擋圈[21]固定在法蘭[5]或[9]上,軸承[27]的內(nèi)圈支承在支撐盤[20]的伸出軸內(nèi)部,其間有配合間隙,允許軸向伸縮,以便作出軸向補償,支撐盤[20]的外緣用銷栓[2]與間隔軸[8]相連接,支撐盤[20]的伸出軸內(nèi)部為貯油腔[24],設(shè)有堵蓋[25]、密封圈[26]和彈性擋圈[23],貯存在腔內(nèi)的油膏經(jīng)毛細孔濾芯[28],緩慢地流向軸承[27]的滑動表面,供長年潤滑所需。關(guān)節(jié)軸承的存在不僅使作用在蝶形單元體上的交變應(yīng)力達到最佳分配,避免應(yīng)力集中并且稍作變動便能使本撓性聯(lián)軸器傳遞大的軸向力。
機器工作時,聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)矩傳遞路線是原動軸→原動法蘭[5]→銷栓[2]或螺栓[1]和圓柱銷[17]→蝶形單體單元體[4]→銷栓[2]或螺栓[1]和圓柱銷[17]→間隔軸[7]或[8]→另一組銷栓[2]或螺栓[6]和圓柱銷[17]→另組蝶形單元體[4]→銷栓[2]或螺栓[6]和圓柱[17]→從動法蘭[9]→從動軸。間隔軸與兩個剛性的法蘭[5]和[9]之間不發(fā)生直接關(guān)系,一切變形、位移、振動和力均經(jīng)由撓性的蝶形單元體來傳遞和吸收,即聯(lián)軸器的Δx、Δy、Δα三向補償依靠蝶形單元體的彈性變形來實現(xiàn)軸向補償Δx由2個旋轉(zhuǎn)平面上的各個蝶形單元體的彈性變形分擔(dān);徑向補償Δy轉(zhuǎn)化成角向補償Δα1再疊加上角向補償量Δα2之后,由兩個旋轉(zhuǎn)平面上的蝶形單元體的角向彈性變形來實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,它包括原動法蘭[5]、從動法蘭[9]、間隔軸[7]或[8]、沿圓周均勻分布的若干彈性承載元件——蝶形單元體[4]和連接件[1]、[2]、[17]等,其特征在于所述形成撓性聯(lián)軸器的彈性承載元件為用高強度蝴蝶狀膜片疊合而成的互不關(guān)連的獨立單元體——蝶形單元體[4],每個蝶形單體由多層的3孔、4孔、5孔蝶形膜片疊合后用2組以上鉚接襯套[13]和球面墊[14]擴口鉚合而成;所述聯(lián)軸器的間隔軸[7]、[8]為鼓筒式薄壁軸,其內(nèi)徑略大于原動法蘭[5]和從動法蘭[9]的軸套段外徑,當(dāng)需要滿足緊張空間條件時,允許法蘭[5]、[9]的軸套段被收縮進間隔軸[7]、[8]的內(nèi)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,其特征在于所述聯(lián)軸器的原動法蘭[5]和從動法蘭[9]上帶有安裝邊時,蝶形單元體[4]借助銷栓[2]固定在原動法蘭[5]和從動法蘭[9]的安裝邊上;所述聯(lián)軸器的原動法蘭和從動法蘭不帶安裝邊時,蝶形單元體[4]借助圓柱銷[17]、螺栓[1]壓緊環(huán)[18]等直接緊固在原動法蘭[5]或從動法蘭[9]的端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形膜片撓性聯(lián)軸器在其特征在于在聯(lián)軸器中央增設(shè)2個球鉸——關(guān)節(jié)軸承[27],軸承的球心落在蝶形單元體[4]的軸對稱平面的中心上,關(guān)節(jié)軸承[27]外圈被軸向?qū)ΨQ的2個軸承座[22]夾持后用彈性擋圈[21]固定在法蘭[5]或[9]內(nèi)部,軸承[27]的內(nèi)圈支承在支撐盤[20]的伸出軸上,支撐盤[20]的外緣用銷栓[2]與間隔軸[8]相連接,支撐盤[20]的伸出軸內(nèi)部為貯油腔[24],腔壁上有濾芯[28]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,其特征在于交叉蝶形單元體的交叉兩翼的條形膜片數(shù)存在一片之差,確保蝶形單元體呈軸對稱狀。
專利摘要一種蝶形膜片撓性聯(lián)軸器,由原動法蘭,從動法蘭、間隔軸、蝶形單元體組成,依靠蝶形單元體的彎曲變形獲得撓性,蝶形單元體系蝴蝶形膜片疊合鉚接而成的互不關(guān)連的獨立體,便于現(xiàn)場單獨裝拆、檢修,原、從動法蘭有帶安裝邊和不帶安裝邊兩種形式,蝶形單元體借助銷、螺栓等固定在法蘭的安裝邊或端面上;間隔軸為薄壁鼓筒軸,允許原、從動法蘭的軸套段能全部或大部分被收縮進間隔軸內(nèi)腔,使聯(lián)軸器能兼用于常規(guī)型、緊湊型條件,有良好的阻尼性能。
文檔編號F16D3/00GK2385134SQ9721954
公開日2000年6月28日 申請日期1997年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月9日
發(fā)明者黃天梵 申請人:黃天梵
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