雙向重載小慣量彈性安全聯軸器的製作方法
2023-11-05 09:45:02
專利名稱：雙向重載小慣量彈性安全聯軸器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一雙向重載小慣量彈性安全聯軸器，適用於軋機(特別是雙向軋制的可逆式軋機)、破碎機、採金船、挖泥船及其它具有劇烈衝擊載荷的動力設備傳遞巨大扭矩(從1至4000千牛米)，緩衝減震保護設備傳動系統，延長設備使用壽命。
國內外現有的、具有多彈性元件組合式類型的彈性聯軸器，如中國的重載橡膠彈性安全聯軸器(中國專利號85101485·2)，德國Cadeflex重載金屬簧彈性聯軸器(英國專利號771034)，美國橡膠滾子聯軸器(美國專利號3329953)，法國橡膠球聯軸器(法國專利號2246175)，蘇聯橡膠塊聯軸器(蘇聯專利號823690)以及彈性套柱銷聯軸器(中國標準GB4323－84)等在彈性元件的布置上，它們都是在與被聯接軸軸線垂直的一個同心圓環形空間內(例如在從動半聯軸器上，或主動半聯軸器上，或在兩個半聯軸器的爪臂相交的中間位置上)布置一組彈性元件來傳遞扭矩的，聯軸器外徑尺寸的設計值取決於這一組彈性元件的數量及大小。這種傳統的彈性元件布置結構在彈性聯軸器系列設計時，隨著額定扭矩的增加，彈性元件的個數增多、面積增大，必然導致彈性聯軸器的外徑相應增大，致使聯軸器的轉動慣量急劇增長，這對於現代化的傳動系統，特別是調速頻繁的軋機系統是十分不利的。長期以來，正是由於重載彈性聯軸器的外徑太大，慣量太大(只適用於單向傳動的軋機)，滿足不了現代傳動技術的迫切需求，限制了它的應用和發展。
本實用新型的目的在於提出一種新穎的、在兩個環形空間座內布置兩組彈性元件的雙向重載小慣量彈性安全聯軸器，它的主要零部件結構合理、加工工藝性好、裝拆及維修方便。在相同外徑尺寸下，它的額定扭矩可比重載橡膠彈性安全聯軸器(中國專利85101485·2)增加50％至100％。換句話說，在同等額定扭矩情況下，它的外徑及重量都比重載橡膠彈性安全聯軸器小，轉動慣量相應減少很多。因此，它既能減少設備所受動載荷的衝擊損害，又能更好地滿足現代設備調速傳動系統希望減少慣量的技術要求。
本實用新型是這樣實現的。此聯軸器由安全銷座、安全銷、兩組梯形傳動爪、兩組彈性元件和它的兩個環形腔座組成。在彈性元件兩個環形腔座的相對面上各固定安裝一組梯形傳動爪。此兩組梯形傳動爪分別插入對面彈性元件環形腔座的凹形空腔中。兩組彈性元件分別置於兩組梯形傳動爪的兩側。位於一號環形腔座與安全銷座之間的二號環形腔座通過軸承套裝在安全銷座上，並通過三個安全銷與它相互聯接。運轉中，主動軸的動力是經安全銷座後分兩條路徑、通過兩組彈性元件同時傳遞到從動軸的。當用於有雙向載荷的設備時，梯形傳動爪兩側採用相同數量、相同剛度特性及尺寸規格的彈性元件，使聯軸器正反轉時具有相同的工作特性。當用於單向載荷的設備時，梯形傳動爪兩側的彈性元件採用不同的剛度特性。正向彈性元件是傳遞扭矩的主彈簧。反向彈性元件主要用於緩和傳動爪的反向衝擊。更換彈性元件的配方成分或在聯軸器上的安裝數量，就能實現傳動系統的現場剛度調整，適應不同用戶的設備要求。
下面參照附圖對本實用新型的實現進行詳細描述。
附
圖1 是本實用新型的實施例。
附圖2 是
圖1中的安全銷座2，它亦是主動半聯軸器。
附圖3 是
圖1中彈性元件的一號環形腔座6，它亦是從動半聯軸器。
附圖4 是
圖1中的彈性元件二號環形腔座4。
附圖5 是
圖1中的梯形傳動爪8、34。
附圖6 是
圖1中的多孔梯形彈性元件46、48、56、58。
附圖7 是
圖1中的帶潤滑槽、導向段和蝶形彈簧的安全銷裝置22、24、26、28、30、32。
附圖8 是本實用新型的一個不帶安全銷裝置的實施例。
在附
圖1的實施例中，本實用新型主要由安全銷座2，彈性元件的一號腔座6和二號腔座4，兩組梯形傳動爪8、34，兩組彈性元件46、48、56、58以及三個安全銷裝置22組成。第一組梯形傳動爪34(圖中為6個)通過鋼套36、壓墊38用螺母40固定安裝在彈性元件的二號腔座4上。梯形傳動爪34的扁頭77插入彈性元件一號環形腔座6上對應的一組凹形空腔7中。一組梯形彈性元件56、58(圖中每腔裝2個，共12個)放置在梯形傳動爪34的兩側。第二組梯形傳動爪8(圖中為6個)通過鋼套10、壓墊12用螺母14固定安裝在彈性元件的一號腔座6上。梯形傳動爪8的扁頭77插入彈性元件二號環形腔座4上對應的一組凹形空腔5中。另一組梯形彈性元件46、48放置在梯形傳動爪8的兩側(圖中每腔裝2個，共12個)。二號環形腔座4通過軸承16、端蓋18和墊環42套置在安全銷座2上。安全銷座2和二號環形腔座4之間經三個安全銷22相聯接。安全銷22由彈簧26預緊，彼此相距120度，在正常情況下傳遞扭矩，在超載到設計規定的最大值時剪斷，以保護設備。本聯軸器運轉時，力從主動半聯軸器即安全銷座2經安全銷22傳到彈性元件二號腔座4，然後分由兩條緩衝路徑同時向從動半聯軸器即彈性元件一號腔座6上傳遞。一條路徑是力從二號腔座4經鋼套36，梯形傳動爪34傳到彈性元件58(旋轉方向相反時，則傳到彈性元件56)，經彈性元件58緩衝後，通過凹形腔7傳遞到從動半聯軸器6上；另一條路徑是力從彈性元件二號腔座4上的凹形腔5傳到彈性元件48(旋轉方向相反時，則傳到彈性元件46)，經彈性元件48緩衝後，通過梯形傳動爪8、鋼套10傳遞到從動半聯軸器6上。同樣，力也可由彈性元件的一號腔座6，沿相反的方向，經由上述兩條緩衝路徑同時傳到安全銷座2。當安全銷22因超載剪斷時，兩半聯軸器之間力的傳遞就隨之終斷。此時即使主動半聯軸器2仍隨原動機旋轉，從動半聯軸器6與彈性元件的二號腔座4也會在載荷阻力矩作用下減速直至停止運轉。
附
圖1中的零件20、44為凹形腔7和5的蓋板。52、54為螺釘及墊圈。42為墊環，環體上開有給自身摩擦面和軸承16加潤滑劑的孔道。43為潤滑腔。50為安全銷防護罩。
本實用新型的彈性聯軸器與被聯接軸之間的聯接方式可以是軸頸與軸孔間的緊配合，也可以採用半聯軸器上帶法蘭盤9、41與被聯接軸上的法蘭盤(圖中未畫出)之間用螺栓方式聯接。這種情況下，安全銷座2上的圓臺3的直徑可縮小很多，使軸承16的內外徑相應縮小，製造成本下降。
附圖2中安全銷座2亦是主動半聯軸器，結構為三角形，運轉中裝三個安全銷22，在圓周方向彼此相距120度。每個角79的端部開有裝安全銷22及安全銷套24的通孔177。兩鄰角間的120度U形空間便於梯形傳動爪8、34和彈性元件46、48的安裝，亦便於安全銷22破斷後的拆換。安全銷座2上設有套裝軸承16用的圓臺3和裝端蓋18用的端面1。安全銷座2的結構也可呈在圓周方向均布的多角形(最少為兩角的腰鼓形83，這種結構運轉中裝兩個安全銷22)。根據需要，安全銷座2可設與主動軸聯接的法蘭盤41。
附圖3中彈性元件一號環形腔座6亦是從動半聯軸器。在其上面，沿一個環形空間均布有一組供插入傳動爪34和放置彈性元件56、58的凹形空腔7(圖中的空腔abcdefgh呈「凹」字形狀，共6個)。在腔座6上按圓周方向還均布有一組通孔81(圖中共6個)，它們與凹形空腔7呈交叉配置。孔81內裝入鋼套10，梯形傳動爪8的錐柄55插入鋼套10中。梯形傳動爪的矩形臺肩51(或偏心圓臺肩53)鑲嵌在孔81處的矩形槽11(或偏心圓坑13)中定位，以防止傳動爪8在傳力過程中繞錐柄55的軸線旋轉。腔座6也可設與從動軸聯接的法蘭盤9。
附圖4中彈性元件二號環形腔座4上的凹形空腔5、通孔75、矩形槽71(或偏心圓坑73)都分別與彈性元件一號環形腔座6上的凹形腔7、通孔81、矩形槽11(或偏心圓坑13)具有相同的形狀和位置分布，供安裝另一組彈性元件46、48、鋼套36和梯形傳動爪34的使用在環形腔座4的外緣67上開有供裝安全銷22和銷套24的一組通孔69，它們與安全銷座2上的通孔177相對應。
附圖5中梯形傳動爪8、34的一端是在力的傳遞方向呈梯形截面EFGH的扁頭77，另一端是根部帶矩形臺肩51(或偏心圓臺肩53)的圓錐柄55。裝入聯軸器後，此梯形兩腰EH和FG的延伸線通過聯軸器腔座4、6的圓心。扁頭77端部的缺角47能減少聯軸器現場安裝時所需的軸向空間尺寸A。在梯形傳動爪8、34的扁頭上還開有一組與梯形彈性元件46、48、56、58上孔57相對應的散熱用風道通孔45。孔49是一組使孔45與外部接通的風道。
附圖6中彈性元件46、48、56、58是一種新穎的多孔梯形彈性元件，由專門的彈性材料配方在模具中製作成型。此彈性元件在受力的垂直方向為圓形截面65。對不同的規格，截面65上的散熱通風孔57的個數也不同(最少為一個孔)。在力的傳遞方向，彈性元件46、48、56、58的截面ABCD呈梯形。裝入聯軸器後，此梯形兩腰邊AD和BC的延伸線通過聯軸器腔座4、6的圓心。彈性元件兩側面上有保持其自身均勻變形空間的圓周凸邊59。不同特性和功能的彈性元件，外表面可具有不同色彩(黑色、白色、彩色等)或標記，便於維護和檢查。
附圖7中安全銷22的圓柱形表面上設有塗抹潤滑劑的溝槽23。溝槽23可為直溝或曲線形狀。安全銷本體的前端有便於安裝的圓錐臺狀的導向段33。在聯軸器上，安全銷22經蝶形彈簧26、壓碗28、彈性墊圈30和螺帽32預緊後，將安全銷座2和彈性元件二號腔座4聯接起來。運轉中加裝安全銷防護罩50。蝶形彈簧26既可緩解安全銷22遇到的軸向衝擊拉力，又可在斷銷時將兩半斷銷的破口迅速脫離接觸，以免斷口毛邊擦傷聯軸器本體。
附圖8是本實用新型的另一種實施例，適用於不需加裝安全銷或安全銷已裝在聯軸器外其它部位的傳動設備。與
圖1中實施例相比較，它省去了安全銷座2，安全銷裝置22、24、26、28、30、32、50，軸承16，端蓋18和墊環42等零部件。它的主動半聯軸器和從動半聯軸器在結構上與
圖1實施例中的從動半聯軸器6完全相同。在功能上它們分別兼作彈性元件的一號環形腔座及二號環形腔座。多孔梯形彈性元件46、48、56、58和梯形傳動爪8、34等零件及其安裝方式都與
圖1實施例相同。
與現有技術相比，本實用新型的聯軸器在兩個環形空間內裝有兩組彈性元件，結構緊湊，外徑減小，使轉動慣量大幅度降低，不僅能傳遞單向重載扭矩，更能滿足可逆旋轉、傳遞雙向重載扭矩的要求。本實用新型的一臺額定扭矩為1250千牛米的工業裝置已在中國一家鋼廠的鋼板軋機主傳動系統中使用，技術經濟指標已達到並超過當前國內外重載彈性聯軸器的水平，對軋鋼機起到了保護作用，提高了設備的有效作業率。
權利要求1.一種用於機械傳動的雙向重載小慣量彈性安全聯軸器，此聯軸器包括有一個安全銷座2，彈性元件的兩個環形腔座4、6，兩組梯形傳動爪8、34，兩組彈性元件46、48、56、58，和安全銷22。其特徵是在彈性元件的一號環形腔座6和安全銷座2之間設置彈性元件的二號環形腔座4。兩個腔座4、6上各安裝一組梯形傳動爪34、8。此兩組傳動爪8、34分別插入對面環形腔座4、6上的兩組凹形空腔5、7中。兩組彈性元件46、48、56、58分別置於兩組梯形傳動爪8、34兩側。二號環形腔座4通過軸承16套裝在安全銷座2上，它們之間用安全銷22聯接。去除安全銷22及安全銷座2，只採用兩個環形腔座6，兩組梯形傳動爪8、34及兩組彈性元件46、48、56、58可構成本實用新型的簡化型結構。
2.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於安全銷座2的結構為三角形，在圓周方向鄰角彼此相距120度，角端79上有一組供裝安全銷22及銷套24的通孔177，通孔177與環形腔座4的安全銷安裝孔69相對應，安全銷座2的結構也可為在圓周方向均布的多角形(最少為兩角的腰鼓形83，端頭79上開有一組通孔177)。
3.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於安全銷座2上有支託軸承16的圓臺3。
4.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於環形腔座6上按圓周方向均布一組凹形空腔7。
5.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於環形腔座6上按圓周方向均布一組用於安裝梯形傳動爪8的圓孔81，圓孔81與凹形腔7交叉配置。
6.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於在環形腔座6上圓孔81的部位開有兩邊平行的直槽11(或偏心圓坑13)。
7.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於環形腔座4上按圓周方向均布一組凹形空腔5。
8.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於環形腔座4上按圓周方向均布一組用於安裝梯形傳動爪34的圓孔75，圓孔75與凹形腔5交叉配置。
9.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於在環形腔座4上圓孔75的部位開有兩邊平行的直槽71(或偏心圓坑73)。
10.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於環形腔座4的外緣上開有供裝安全銷22的一組通孔69，通孔69與安全銷座2上的安全銷孔177相對應。
11.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於梯形傳動爪8、34在傳力方向的截面EFGH呈梯形，裝入聯軸器後此梯形兩腰EH和FG的延伸線通過聯軸器腔座4、6的圓心。
12.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於梯形傳動爪8、34的扁頭端具有缺角47；圓錐柄55與扁頭77的聯接段為矩形臺肩51(或偏心圓臺肩53)，臺肩51(或53)與環形腔座6、4上的直槽11、71(或偏心圓坑13、73)隨形配合。
13.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於在梯形傳動爪8、34的扁頭77上開有一組通孔45、49，通孔45與梯形彈性元件46、48、56、58上的一組散熱風孔57相對應。
14.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於在安全銷22的圓柱形表面上開有潤滑溝槽23，溝槽23為直槽或曲線狀槽。
15.根據權利要求1所述的聯軸器，其特徵在於安全銷22的端部設有呈圓錐臺狀的導向段33。
專利摘要雙向重載小慣量彈性安全聯軸器適用於各種軋機、破碎機、採金船、挖泥船及其它具有劇烈衝擊載荷的設備，用以緩衝減震，延長設備使用壽命。它由安全銷座、安全銷、兩組梯形傳動爪、兩組彈性元件和它的兩個環形腔座組成。在兩個環形腔座的相對面上各安裝一組梯形傳動爪，並分別插入對面環形腔座的凹形腔中。彈性元件置於傳動爪兩側。中間的環形腔座經軸承裝在安全銷座上，並用安全銷與它聯接。它比其它多彈性元件重載彈性聯軸器的外徑和轉動慣量都更小。
文檔編號F16D3/50GK2125042SQ9121496
公開日1992年12月16日 申請日期1991年9月11日 優先權日1991年9月11日
發明者潘鳳珍, 陳劍林 申請人:陳小夢