一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器的制作方法

1.本发明属于联轴器技术领域，涉及超高速过载保护膜盘挠性联轴器。


背景技术：

2.超高速过载保护膜盘挠性联轴器是用于传递主从动机之间的扭矩和旋转运动，并补偿主从动机之间的径向、角向、轴向的不对中，该装置还具有过载保护功能，即该功能传递正常工况扭矩并在过载工况下对机组进行过载保护。
3.目前已有过载保护联轴器，一般采用剪切销结构、v型槽剪切轴结构、钢球弹性复位结构、摩擦打滑等结构。剪切销结构、v型槽剪切轴结构和钢球弹性复位结构受结构设计、生产、装配等因素影响，过载保护扭矩灵敏度低，无法实现微小扭矩的过载保护，且过载保护结构重量重，无法实现超高转速，另外剪切销结构、v型槽剪切轴结构存在易于应力集中和疲劳失效等问题；摩擦打滑结构在过载打滑时，摩擦面发热量大、易磨损、过载扭矩不稳定，故只适用于具有附加安全措施的低速过载保护场合。


技术实现要素：

4.本发明的目的是在于提供一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器，能够解决已有技术过载保护扭矩灵敏度低、无法实现高速小扭矩过载保护等不足之处，本发明具有径向、角向、轴向补偿能力，且高精度过载保护模块具有良好高转速适应性和快速更换的便捷性，从而为超高转速、高性能机组的安全稳定运行提供了可靠保障。
5.按照本发明提供的技术方案：一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器包括中间过载保护组件,中间过载保护组件两端分别通过第一传扭螺栓组件、第二传扭螺栓组件连接主动端挠性膜盘组件、从动端挠性膜盘组件；中间过载保护组件包括芯轴支承组件，芯轴支承组件外周套设剪切间隔轴，两者通过定位销定位；芯轴支承组件包括支承芯轴，支承芯轴左端为芯轴连接法兰，芯轴连接法兰上设有连接法兰孔和芯轴定位销孔，芯轴连接法兰右侧为芯轴定位圆周，支承芯轴右侧为芯轴轴承安装轴段，芯轴轴承安装轴段外周由内向外依次套设第一角接触球轴承、第二角接触球轴承；剪切间隔轴两端为分别为主动间隔轴连接法兰和从动间隔轴连接法兰，主动间隔轴连接法兰上设有连接法兰孔和间隔轴定位销孔，剪切间隔轴中间筒体圆周均布过载保护孔。
6.作为本发明的进一步改进，第一角接触球轴承、第二角接触球轴承内圈之间抵住第二定位轴套，第一角接触球轴承、第二角接触球轴承外圈之间抵住第一定位轴套，芯轴轴承安装轴段右端通过第二轴向定位螺钉安装第二轴向定位盘，第二轴向定位盘抵住第二角接触球轴承内圈右侧，第一角接触球轴承内圈左侧抵住支承芯轴轴肩；第二角接触球轴承外圈与第一定位轴套之间放置碟形弹簧。
7.作为本发明的进一步改进，过载保护孔呈贯通结构。
8.作为本发明的进一步改进，主动端挠性膜盘组件包括第一挠性安装盘，第一挠性安装盘连接第一挠性转接盘；第一挠性安装盘外周为第一等应力挠性盘；第一挠性转接盘
左端为第二等应力挠性盘，右端为第一传扭法兰盘，第一传扭法兰盘端面圆周均布第一传扭连接孔。
9.作为本发明的进一步改进，第一等应力挠性盘、第二等应力挠性盘通过真空电子束熔合相连接。
10.作为本发明的进一步改进，第一挠性安装盘内孔设有第一渐开线花键，第一渐开线花键两端设有第一定位止口、第二定位止口。
11.本技术的积极进步效果在于：1、本发明结构科学合理，兼顾良好的三向补偿能力、高精度过载扭矩保护能力、超高转速适应能力。
12.2、本发明分为主动端挠性膜盘组件、中间过载保护组件、从动端挠性膜盘组件等三个主体模块，三个模块兼具备可靠的动平衡保持性、高转速适应性、快速互换性。
13.3、本发明剪切间隔轴采用筒体圆周均布若干数量过载保护孔，有效改善了传统过载保护技术的应力集中、疲劳失效、过载保护冲击振动大等问题，本发明易于小型化、轻量化，降低机组的附加载荷，有效保障超高速机组的运行需求。
14.4、本发明芯轴支承组件和剪切间隔轴存在同轴配合关系，在剪切间隔轴过载剪断后，剪断分离剪切间隔轴依然能够获得良好的径向支承效果，确保了过载保护后的超高转速适应性，确保机组安全稳定运行。
15.5、本发明无需润滑，正确安装运行良好的情况下，可实现免维护运转。
16.6、本发明挠性安装盘采用倒穿设计，即花键轮毂穿入挠性膜盘结构孔内，与传统技术相比，具备更低的附加弯矩。
17.7、本发明挠性安装盘和挠性转接盘采用真空电子束熔合连接，与传统端齿连接技术相比，外径更小、重量更轻、形位精度更高，更有易于提高应用轴系的临界转速。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图。
19.图2为本发明的剖视图。
20.图3为本发明芯轴支承组件的结构示意图。
21.图1-图3中，包括主动端挠性膜盘组件1、第一传扭螺栓组件2、中间过载保护组件3、第二传扭螺栓组件4、从动端挠性膜盘组件5等。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
23.为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.由于图纸角度问题，可能有部分部件未画出，但其位置及连接关系可以根据文字表达部分理解。
26.如图1所示，本发明一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器，包括中间过载保护组件3,中间过载保护组件3两端分别通过第一传扭螺栓组件2、第二传扭螺栓组件4连接主动端挠性膜盘组件1、从动端挠性膜盘组件5。
27.中间过载保护组件3包括芯轴支承组件3-1，芯轴支承组件3-1外周套设剪切间隔轴3-2，两者通过定位销3-3定位。
28.如图3所示，芯轴支承组件3-1包括支承芯轴3-11，支承芯轴3-11左端为芯轴连接法兰，芯轴连接法兰上设有连接法兰孔和芯轴定位销孔，芯轴连接法兰右侧为芯轴定位圆周3-111，支承芯轴3-11右侧为芯轴轴承安装轴段3-112，芯轴轴承安装轴段3-112外周由内向外依次套设第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16，第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16内圈之间抵住第二定位轴套3-14，第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16外圈之间抵住第一定位轴套3-13，芯轴轴承安装轴段3-112右端通过第二轴向定位螺钉3-18安装第二轴向定位盘3-17，第二轴向定位盘3-17抵住第二角接触球轴承3-16内圈右侧，第一角接触球轴承3-12内圈左侧抵住支承芯轴3-11轴肩。第二角接触球轴承3-16外圈与第一定位轴套3-13之间放置碟形弹簧3-15，通过碟形弹簧3-15使第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16获得轴向预紧力。
29.剪切间隔轴3-2两端为分别为主动间隔轴连接法兰3-22和从动间隔轴连接法兰，主动间隔轴连接法兰3-22上设有连接法兰孔和间隔轴定位销孔，剪切间隔轴3-2中间筒体圆周均布过载保护孔3-21，过载保护孔3-21尺寸及排布根据工况设定。在本实施例中，处于保护参数的设计，过载保护孔3-21呈贯通结构。
30.剪切间隔轴3-2内周与芯轴定位圆周3-111、第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16配合，完成径向定位。定位销3-3位于芯轴定位销孔、间隔轴定位销孔中，完成支承芯轴3-1-1法兰与剪切间隔轴3-2的周向定位。主动间隔轴连接法兰3-22贴住芯轴连接法兰，完成轴向定位。
31.如图2所示，主动端挠性膜盘组件1包括第一挠性安装盘1-1，第一挠性安装盘1-1连接第一挠性转接盘1-2。第一挠性安装盘1-1外周为第一等应力挠性盘1-11。第一挠性转接盘1-2左端为第二等应力挠性盘1-21，右端为第一传扭法兰盘1-22，第一传扭法兰盘1-22端面圆周均布第一传扭连接孔1-23。第一等应力挠性盘1-11、第二等应力挠性盘1-21通过真空电子束熔合相连接。
32.第一挠性安装盘1-1内孔设有第一渐开线花键1-13，第一渐开线花键1-13两端设有第一定位止口1-12、第二定位止口1-14，通过第一渐开线花键1-13、第一定位止口1-12、第二定位止口1-14与机组主动端花键轴连接，以获得径向定位和扭向承载能力。
33.从动端挠性膜盘组件5与从动端挠性膜盘组件1结构相同。从动端挠性膜盘组件5包括从动端挠性膜盘组件1包括第二挠性安装盘5-1，第二挠性安装盘5-1连接第二挠性转接盘5-2。第二挠性安装盘5-1外周为第二等应力挠性盘5-11。第二挠性转接盘5-2左端为第二等应力挠性盘5-21，右端为第二传扭法兰盘5-22，第二传扭法兰盘5-22端面圆周均布第二传扭连接孔5-23。第二等应力挠性盘5-11、第二等应力挠性盘5-21通过真空电子束熔合相连接。
34.第二挠性安装盘5-1内孔设有第二渐开线花键5-13，第二渐开线花键5-13两端设有第二定位止口5-12、第二定位止口5-14，通过第二渐开线花键5-13、第二定位止口5-12、第二定位止口5-14与机组从动端花键轴连接，以获得径向定位和扭向承载能力。
35.第一传扭螺栓组件2穿过第一传扭法兰盘1-22、芯轴连接法兰上连接法兰孔、主动间隔轴连接法兰3-22上连接法兰孔，完成中间过载保护组件3与主动端挠性膜盘组件1的连接。
36.本发明的工作过程分为两种：1、正常传扭及挠性补偿工况；2、安全过载剪断工况。
37.正常传扭及挠性补偿工况工作过程：按照要求安装好本发明产品，在工作时、扭矩从主动端花键轴传递给第一挠性安装盘1-1，第一挠性安装盘1-1再传递给第一挠性转接盘1-2，再通过第一传扭螺栓组件2传递给剪切间隔轴3-2，再通过第二传扭螺栓组件4传递给第二挠性转接盘5-3，第二挠性转接盘5-3再传递给第二挠性安装盘5-4，最后传递给从动端花键轴。挠性补偿功能：通过第一挠性安装盘1-1的第一等应力挠性盘1-11、第一挠性转接盘1-2的第二等应力挠性盘1-21、第二挠性安装盘5-4的第三等应力挠性盘5-4-1、第二挠性转接盘5-3的第四等应力挠性盘5-3-1等四个极薄膜盘结构的弹性变形来补偿和吸收主从动轴之间的径向、角向、轴向不对中。
38.安全过载剪断工况工作过程：本发明产品在安全过载剪断前，其承载路径同于上述正常传扭工况工作过程；当本发明的中间过载保护组件3承受安全过载扭矩时，剪切间隔轴3-2在其中间筒体上圆周均布过载保护孔3-21处出现剪切断裂，剪断后的剪切间隔轴3-2不再传递扭矩和旋转运动，即剪断后的剪切间隔轴3-2出现相对旋转运动，芯轴支承组件3-1上的芯轴定位圆周3-111和第一角接触球轴承3-12、第二角接触球轴承3-16轴承组件结构分别支承剪断后剪切间隔轴3-2，从而确保剪断后的剪切间隔轴3-2两部分稳定的相对高速旋转，从而避免剪断后剪切间隔轴3-2飞甩致损坏设备和人员伤害。如需重新恢复机组运行，只需快速更换经动平衡的中间过载保护组件3模块备件，即可恢复既定的超高速安全过载功能。
39.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于，包括中间过载保护组件（3）,中间过载保护组件（3）两端分别通过第一传扭螺栓组件（2）、第二传扭螺栓组件（4）连接主动端挠性膜盘组件（1）、从动端挠性膜盘组件（5）；中间过载保护组件（3）包括芯轴支承组件（3-1），芯轴支承组件（3-1）外周套设剪切间隔轴（3-2），两者通过定位销（3-3）定位；芯轴支承组件（3-1）包括支承芯轴（3-11），支承芯轴（3-11）左端为芯轴连接法兰，芯轴连接法兰上设有连接法兰孔和芯轴定位销孔，芯轴连接法兰右侧为芯轴定位圆周（3-111），支承芯轴（3-11）右侧为芯轴轴承安装轴段（3-112），芯轴轴承安装轴段（3-112）外周由内向外依次套设第一角接触球轴承（3-12）、第二角接触球轴承（3-16）；剪切间隔轴（3-2）两端为分别为主动间隔轴连接法兰（3-22）和从动间隔轴连接法兰，主动间隔轴连接法兰（3-22）上设有连接法兰孔和间隔轴定位销孔，剪切间隔轴（3-2）中间筒体圆周均布过载保护孔（3-21）。2.如权利要求1所述的超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于，第一角接触球轴承（3-12）、第二角接触球轴承（3-16）内圈之间抵住第二定位轴套（3-14），第一角接触球轴承（3-12）、第二角接触球轴承（3-16）外圈之间抵住第一定位轴套（3-13），芯轴轴承安装轴段（3-112）右端通过第二轴向定位螺钉（3-18）安装第二轴向定位盘（3-17），第二轴向定位盘（3-17）抵住第二角接触球轴承（3-16）内圈右侧，第一角接触球轴承（3-12）内圈左侧抵住支承芯轴（3-11）轴肩；第二角接触球轴承（3-16）外圈与第一定位轴套（3-13）之间放置碟形弹簧（3-15）。3.如权利要求1所述的超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于，过载保护孔（3-21）呈贯通结构。4.如权利要求1所述的超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于，主动端挠性膜盘组件（1）包括第一挠性安装盘（1-1），第一挠性安装盘（1-1）连接第一挠性转接盘（1-2）；第一挠性安装盘（1-1）外周为第一等应力挠性盘（1-11）；第一挠性转接盘（1-2）左端为第二等应力挠性盘（1-21），右端为第一传扭法兰盘（1-22），第一传扭法兰盘（1-22）端面圆周均布第一传扭连接孔（1-23）。5.如权利要求4所述的超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于，第一等应力挠性盘（1-11）、第二等应力挠性盘（1-21）通过真空电子束熔合相连接。6. 如权利要求4所述的超高速过载保护膜盘挠性联轴器，其特征在于， 第一挠性安装盘（1-1）内孔设有第一渐开线花键（1-13），第一渐开线花键（1-13）两端设有第一定位止口（1-12）、第二定位止口（1-14）。

技术总结
本发明涉及一种超高速过载保护膜盘挠性联轴器包括中间过载保护组件,中间过载保护组件两端分别通过第一传扭螺栓组件、第二传扭螺栓组件连接主动端挠性膜盘组件、从动端挠性膜盘组件；中间过载保护组件包括芯轴支承组件，芯轴支承组件外周套设剪切间隔轴，两者通过定位销定位；芯轴支承组件包括支承芯轴，支承芯轴左端为芯轴连接法兰，芯轴连接法兰上设有连接法兰孔和芯轴定位销孔，芯轴连接法兰右侧为芯轴定位圆周，支承芯轴右侧为芯轴轴承安装轴段，芯轴轴承安装轴段外周由内向外依次套设第一角接触球轴承、第二角接触球轴承。本发明结构科学合理，兼顾良好的三向补偿能力、高精度过载扭矩保护能力、超高转速适应能力。超高转速适应能力。超高转速适应能力。


技术研发人员：沈斌 王兴
受保护的技术使用者：无锡创明传动工程有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/13