聯軸器的法蘭的端面鍵和聯軸器組件的製作方法

2023-09-23 22:27:25 1

專利名稱：聯軸器的法蘭的端面鍵和聯軸器組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳動機械領域，具體地，涉及一種聯軸器的法蘭的端面鍵和聯軸器組件。
背景技術：
聯軸器是用來連接傳動機構中主動軸和從動軸的重要裝置。常用的聯軸器有膜片聯軸器、鼓形齒式聯軸器、萬向聯軸器、安全聯軸器、彈性聯軸器等。萬向聯軸器因具有傳動力矩大，傳動方向可在一定幅度隨動的優勢，因此得到廣泛使用，並且常用於重要部位及大轉矩的傳動設備中。萬向聯軸器通常採用端面鍵連接方式。即，在法蘭的端面上開設鍵槽，將端面鍵卡緊在鍵槽中，並通過螺栓將端面鍵和鍵槽緊固地連接起來。然後，用普通高強度螺栓及螺母把兩端的法蘭連接起來，從而通過法蘭端面鍵以及法蘭間的摩擦力傳遞轉矩。 但是，在現有技術的萬向聯軸器設計中，只考慮了正常工作狀態下的轉矩傳遞，而未考慮到以下因素端面鍵和鍵槽的配合面反覆承受轉矩，因微動磨損產生間隙，或異常工況時產生微量塑性變形間隙。由此，對聯軸器形成一個緩慢累積的不易察覺的破壞過程，並不斷加速劣化直至破壞性突然爆發而導致聯軸器喪失功能。不利的是，在實際運行中，端面鍵和鍵槽的配合面的平鍵磨損是一個逐漸劣化的過程，再加上傳動軸通常被安全罩遮擋，增加了此類事故隱患的發現難度。附圖I到附圖3中顯示的是現有技術中的端面鍵I以及端面鍵I安裝到聯軸器的法蘭3的結構，根據該結構設計，當事故隱患積累到一定程度時，端面鍵I和鍵槽之間的連接螺栓(連接螺栓通過定位通孔111安裝)被轉矩剪斷，端面鍵I可能在旋轉離心力作用下沿著徑向方向從法蘭中甩出。這是一種極具破壞性的後果，會導致關聯設備的嚴重損壞和故障停機。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種聯軸器的法蘭的端面鍵和聯軸器組件，從而在端面鍵和鍵槽之間的螺栓被轉矩剪斷時，可以防止端面鍵從法蘭中甩出，避免設備的損壞和故障停機。為了實現上述目的，本實用新型提供一種聯軸器的法蘭的端面鍵，該端面鍵沿著聯軸器的法蘭的端面的徑向方向設置，並且該端面鍵包括用於傳遞轉矩的鍵合部。該端面鍵還包括分別設置在鍵合部的兩個端部的止擋部，其中，止擋部的橫截面積大於鍵合部的橫截面積。優選地，鍵合部與止擋部一體成型。優選地，鍵合部與止擋部的中心線重合鍵合部的橫截面為矩形，止擋部的橫截面為矩形、橢圓形或者圓形。優選地，止擋部的橫截面積比鍵合部的橫截面積大36mm2到100mm2。優選地，止擋部沿端面鍵的長度方向的尺寸為4_到6_。另一方面，本實用新型還提供一種聯軸器組件，該聯軸器組件包括聯軸器和與聯軸器的法蘭相連接的對接法蘭。其中，聯軸器的法蘭與對接法蘭通過法蘭連接螺栓連接，聯軸器的法蘭與對接法蘭還通過上述的端面鍵連接，並且端面鍵的止擋部外露於聯軸器的法蘭外部。優選地，端面鍵可拆卸地連接在聯軸器的法蘭的端面上或者對接法蘭的端面上。優選地，端面鍵的鍵合部上開設有允許定位杆穿過的定位通孔，並且聯軸器的法蘭的端面上或者對接法蘭的端面上開設有與定位通孔相匹配的安裝孔；其中，定位通孔為沉孑L。優選地，在聯軸器的法蘭的端面上和對接法蘭的端面上，沿著端面鍵的長度方向開設有卡緊端面鍵的鍵槽；其中，安裝孔開設在聯軸器的法蘭的端面上的鍵槽的底面上，或
者開設在對接法蘭的端面上的鍵槽的底面上。優選地，聯軸器為萬向聯軸器。通過上述技術方案，在端面鍵的鍵合部的兩個端部設置止擋部，止擋部的橫截面積大於鍵合部的橫截面積，並且當端面鍵處於定位狀態時，止擋部外露於法蘭外部。即，在止擋部上形成突出於鍵合部的凸緣，該凸緣能夠與法蘭的外圓周的外壁之間形成卡位配合。如此，即使端面鍵和鍵槽之間的連接螺栓被轉矩剪斷，端面鍵也會因止擋部的限位作用而能夠克服旋轉離心力的作用，因此端面鍵不會沿著鍵槽的軸線方向從法蘭中甩出。同時，端面鍵仍然能夠起到傳遞轉矩的作用，從而避免了法蘭連接螺栓因受力被剪斷，以及其後的一系列破壞事件發生。經現場試驗證明，採用本實用新型的結構，可在端面鍵和鍵槽之間的連接螺栓被剪斷後，保證傳動軸正常運行長達一個月到兩個月之久。在此期間，端面鍵不僅不會被旋轉離心力甩出，而且能繼續起到傳遞轉矩的關鍵作用。由此，為故障的處理爭取到正常的停機時間，避免了因未及時發現事故隱患而造成重大突發事故所帶來的損失。另夕卜，本實用新型結構簡單，易於實現。本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。

附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖I是現有技術的聯軸器的法蘭的端面鍵的主視圖；圖2是圖I所示的聯軸器的法蘭的端面鍵的側視圖；圖3是現有技術的連接在法蘭端面上的端面鍵的結構示意圖；圖4是本實用新型的聯軸器的法蘭的端面鍵的一種實施方式的主視圖；圖5是圖4所示的聯軸器的法蘭的端面鍵的側視圖；圖6是本實用新型的連接在法蘭端面上的端面鍵的結構示意圖；圖7是本實用新型的聯軸器組件的一種實施方式的結構示意圖。附圖標記說明I端面鍵11鍵合部13止擋部111定位通孔3聯軸器的法蘭 31法蘭連接螺栓7對接法蘭100萬向聯軸器具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。參考圖4至圖6，本實用新型提供一種聯軸器的法蘭的端面鍵I。該端面鍵I為柱形。該端面鍵I沿著聯軸器的法蘭3的端面的徑向方向設置。根據本實用新型的實施例，端面鍵I包括用於傳遞轉矩的鍵合部11。該鍵合部11連接在主動軸側的法蘭和從動軸側的法蘭之間，當主動軸側的法蘭轉動時，帶動該鍵合部11轉動，從而帶動從動軸側的法蘭轉動。根據本實用新型的實施例，該端面鍵I還包括止擋部13。該止擋部13設置在鍵合部11的兩側端部，並且止擋部13的橫截面積大於鍵合部11的橫截面積。也就是說，在止擋部13上形成有沿徑向方向凸起於鍵合部11的凸緣。當端面鍵I處於定位狀態，即當端面鍵I固定在主動軸側的法蘭和從動軸側的法蘭之間時，無論聯軸器的法蘭3是主動側法蘭還是被動側法蘭，止擋部13都外露於聯軸器的法蘭3的外部。S卩，鍵合部11的長度略大於或者等於聯軸器的法蘭3的外徑。·[0033]根據上述，止擋部13的邊緣部位形成的在徑向方向上凸起於鍵合部11的凸緣部分，與聯軸器的法蘭3的圓周的外壁之間形成卡位配合。藉此，止擋部13上形成的凸緣部分可以支撐在聯軸器的法蘭3的圓周的外壁上，從而構成限制端面鍵I沿聯軸器的法蘭3的徑向方向移動的限位部。因此，即使固定端面鍵I的緊固件(如螺栓)被轉矩剪斷，端面鍵I也不會因旋轉離心力而從聯軸器的法蘭3中甩出。繼續參考圖4至圖6，根據本實用新型的實施例，為了保證止擋部13的限位支撐強度和端面鍵I的整體強度，將鍵合部11和止擋部13 —體成型。也就是說，採用整料加工端面鍵I。根據本實用新型的實施例，可以選用但不限於40Cr、42Cr等鍵用鋼加工端面鍵I。並且，就加工的精度而言，鍵合部11必須按照標準精度進行加工，止擋部13則可以降低加工精度，以減少加工的工作量。更具體地，根據本實用新型的實施例，為了保證鍵合部11傳遞轉矩的效果，將鍵合部11的橫截面積設置為矩形，以避免鍵合部11在主動軸側法蘭和從動軸側法蘭的端面之間發生轉動。根據本實用新型的實施例，與鍵合部11同軸的止擋部13的橫截面積可以設置為包括但不限於矩形、橢圓形或者圓形。止擋部13的中心線與柱形的鍵合部11的沿著長度方向的中心線重合。止擋部13的橫截面積與鍵合部11的橫截面積相比，凸緣部分的面積的大小應根據不同的端面鍵I的尺寸合理設置。根據本實用新型的優選的實施例，凸緣部分的徑向方向的長度可以設置為3_到5_，也就是說，止擋部13的橫截面積比鍵合部11的橫截面積大36_2到100mm2。另外，根據本實用新型的實施例，將止擋部13沿端面鍵I的長度方向的尺寸設置為4mm到6mm。這樣，既可以保證止擋部13的限位支撐作用，又可以避免端面鍵I轉動時幹涉相鄰設備或者安全罩。另一方面，本實用新型還提供一種聯軸器組件。該聯軸器組件包括聯軸器，和與該聯軸器的法蘭3相連接的對接法蘭7。根據本實用新型的實施例，聯軸器的法蘭3和對接法蘭7通過上述的端面鍵I相連接。具體而言，參考圖7，根據本實用新型的實施例，端面鍵I可拆卸地連接在聯軸器的法蘭3的端面上或者對接法蘭7的端面上。這樣，端面鍵I被磨損後，可以進行檢修更換。根據本實用新型的實施例，端面鍵I的鍵合部11上開設有定位通孔111，在聯軸器的法蘭3的端面上或者對接法蘭7的端面上開設有與定位通孔111相匹配的安裝孔。安裝端面鍵I時，將定位杆穿過定位通孔111後與安裝孔形成緊固連接。定位杆的緊固方式可以包括但不限於螺紋配合。另外，根據本實用新型的實施例，定位通孔111開設成沉孔，以不影響鍵合部11與法蘭的端面之間的緊密接觸。進一步，根據本實用新型的實施例，在聯軸器的法蘭3的端面上和對接法蘭7的端面上，沿著端面鍵I的長度方向開設有固定端面鍵I的鍵槽。端面鍵I與鍵槽之間的接觸面緊密配合，通過鍵槽的凹進形狀，將端面鍵I卡緊在鍵槽中，從而固定在聯軸器的法蘭3和對接法蘭7的端面之間。相應地，根據本實施例，安裝孔開設在聯軸器的法蘭3的端面上或者對接法蘭7的端面上的鍵槽的底面上。根據上述，在將端面鍵I裝配上機時，首先使用定位杆將端面鍵I固定連接在聯軸器的法蘭3的端面上，或者連接在對接法蘭7的端面上。其中，如圖6所示，鍵合部11位於聯軸器的法蘭3或者對接法蘭7的端面外圓圓周的內部，止擋部13外露於聯軸器的法蘭3或者對接法蘭7的端面的外部。然後，將聯軸器的法蘭3和對接法蘭7通過法蘭連接螺栓 31按照聯軸器裝配標準連接在一起。由此，即使固定端面鍵I的定位杆被轉矩剪斷，端面鍵I也不會因旋轉離心力而從聯軸器的法蘭3中甩出。並且，在這種情況下端面鍵I仍然能夠起到傳遞轉矩的作用，從而避免了法蘭連接螺栓31因受力被剪斷，及其後的一系列破壞事件發生。根據本實用新型的實施例，聯軸器為萬向聯軸器100。以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
權利要求1.一種聯軸器的法蘭的端面鍵，該端面鍵(I)沿著所述聯軸器的法蘭(3)的端面的徑向方向設置，並且該端面鍵(I)包括用於傳遞轉矩的鍵合部(11)，其特徵在於，該端面鍵(I)還包括分別設置在所述鍵合部(11)的兩個端部的止擋部(13)，其中，所述止擋部(13)的橫截面積大於所述鍵合部(11)的橫截面積。
2.根據權利要求I所述的聯軸器的法蘭的端面鍵，其特徵在於，所述鍵合部(11)與所述止擋部(13) —體成型。
3.根據權利要求I或2所述的聯軸器的法蘭的端面鍵，其特徵在於，所述鍵合部(11)與所述止擋部(13)的中心線重合； 其中，所述鍵合部(11)的橫截面為矩形，所述止擋部(13)的橫截面為矩形、橢圓形或者圓形。
4.根據權利要求3所述的聯軸器的法蘭的端面鍵，其特徵在於，所述止擋部(13)的橫截面積比所述鍵合部(11)的橫截面積大36mm2到100mm2。
5.根據權利要求4所述的法蘭的端面鍵，其特徵在於，所述止擋部(13)沿所述端面鍵(I)的長度方向的尺寸為4mm到6mm。
6.一種聯軸器組件，所述聯軸器組件包括聯軸器和與所述聯軸器的法蘭(3)相連接的對接法蘭(7 )，其中，所述聯軸器的法蘭(3 )與所述對接法蘭(7 )通過法蘭連接螺栓(31)連接，其特徵在於，所述聯軸器的法蘭(3)與所述對接法蘭(7)還通過權利要求1-5中任一項所述的端面鍵(I)連接，並且所述端面鍵(I)的止擋部(13)外露於所述聯軸器的法蘭(3)外部。
7.根據權利要求6所述的聯軸器組件，其特徵在於，所述端面鍵(I)可拆卸地連接在所述聯軸器的法蘭(3)的端面上或者所述對接法蘭(7)的端面上。
8.根據權利要求7所述的聯軸器組件，其特徵在於，所述端面鍵(I)的鍵合部(11)上開設有允許定位杆穿過的定位通孔(111 )，並且 所述聯軸器的法蘭(3)的端面上或者所述對接法蘭(7)的端面上開設有與所述定位通孔(111)相匹配的安裝孔； 其中，所述定位通孔(111)為沉孔。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的聯軸器組件，其特徵在於，在所述聯軸器的法蘭(3 )的端面上和所述對接法蘭(7 )的端面上，沿著所述端面鍵(I)的長度方向開設有卡緊所述端面鍵(I)的鍵槽； 其中，所述安裝孔開設在所述聯軸器的法蘭(3)的端面上的鍵槽的底面上，或者開設在所述對接法蘭(7)的端面上的鍵槽的底面上。
10.根據權利要求9所述的聯軸器組件，其特徵在於，所述聯軸器為萬向聯軸器(100)。
專利摘要本實用新型公開了一種聯軸器的法蘭的端面鍵，該端面鍵(1)沿著聯軸器的法蘭(3)的端面的徑向方向設置，並且該端面鍵包括用於傳遞轉矩的鍵合部(11)，該端面鍵還包括分別設置在鍵合部的兩個端部的止擋部(13)，止擋部的橫截面積大於鍵合部的橫截面積。另一方面，本實用新型還公開了一種聯軸器組件，該聯軸器組件包括聯軸器和與聯軸器的法蘭(3)相連接的對接法蘭(7)，聯軸器的法蘭與對接法蘭通過法蘭連接螺栓(31)連接，聯軸器的法蘭與對接法蘭通過上述的端面鍵(1)連接，並且端面鍵的止擋部外露於聯軸器的法蘭外部。通過本實用新型，即使端面鍵和鍵槽之間的連接螺栓被轉矩剪斷，端面鍵也不會從聯軸器的法蘭中甩出。
文檔編號F16D3/16GK202707835SQ201220396398
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者鍾兵 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司