[实用新型]复合式异形膜片挠性联轴器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合式异形膜片挠性联轴器。

背景技术

挠性联轴器的使命是在将原动机的转矩传递给从动机的同时，补偿原动机转轴与从动机转轴之间由于制造误差、安装误差、承载变形、热变形等所引起的轴线不对中偏移。

挠性联轴器的“综合传动能力”不仅包括传递扭矩所需要的基本“承载能力”，而且必须包括由于设备轴线不对中因素而要求叠合膜片拉杆作相应的“位移补偿”所引起的附加弯曲应力。对于野外工作设备如航空器、船泊、车载设备或者工况条件恶劣的设备而言，“位移补偿”所引起的作用在叠合膜片拉杆上的附加弯曲应力甚至可能会超过传递扭矩所需要的基本“承载能力”。联轴器的设计必须十分重视设备在动态不对中条件下可能存在的位移补偿需求量。

传统的叠层膜片挠性联轴器(以下简称膜片联轴器)依靠金属材料自身的弹性变形为上述的轴线动态不对中偏移提供位移补偿量。

按API671标准规定，当代挠性联轴器应该具有一定长度的间隔段(轴)，以便于在不移动或者局部拆卸联轴器所服务设备的条件下能够自由地装、拆、保养、维修设备与联轴器自身；间隔段的另一重要作用是放大联轴器的径向位移补偿量。

与硬齿面鼓形齿式联轴器相比较，传统的叠层膜片挠性联轴器不存在啮合表面之间的滑动摩擦和齿面胶合危险，无需烦琐的润滑系统；比齿轮联轴器轻巧，转动惯量小；传动精度很高，被认为是“零空程”传动和经济性好等优点。诚然，其也存在一些缺点，如：“零空程”传动的负面效应是“零缓冲”；运转中，相邻膜片之间由于存在曲率干涉而导致膜片磨损；频繁、过量的弯曲变形导致膜片弯曲疲劳而提前失效。

然而传统膜片联轴器严重的缺点却在于：由于膜片联轴器的径向位移补偿量乃是转弯抹角地来自膜片在旋转平面上的弯曲变形。从传递扭矩的承载能力观点考虑：希望以膜片叠合形式出现的拉杆数量越多越好、膜片叠合的厚度越大越好。而从膜片易于弯曲变形(即位移补偿能力)的角度考虑：希望膜片叠合的厚度越小越好，膜片拉杆的长度越大越好。矛盾在于：拉杆长度与拉杆数量的乘积决定了联轴器的最大直径，无论是增加拉杆长度或者是增加拉杆数量，都会受到许用转速和转动惯量等的严重限制。

这里用传统膜片联轴器的设计实例来说明上述矛盾的尖锐程度：

图13、14、15分别为常规的6孔、8孔、10孔膜片联轴器，它们的角位移补偿量分别为(2/3)°、(1/2)°和(1/4)°，为了满足用户最低限度的径向位移补偿量要求，设计者不得不把联轴器的总长度分别做成联轴器外缘直径的1.42倍、2.55倍和3.55倍；而12孔的膜片联轴器，其角位移补偿量为(1/8)°，其总长度则须做成联轴器外缘直径的5.55倍。

根据图16所示，膜片联轴器的径向补偿与膜片弯曲变形之间有以下的数学关系：

ΔY＝L×tan(Δφ)

式中：ΔY为联轴器的径向位移补偿量(mm)；Δφ为联轴器的角向位移补偿量(°)；L为联轴器两叠合的膜片组合之间的距离(mm)。

当环形膜片周边孔的数量确定之后，Δφ是个常数，此时，要想获得合适的ΔY值的唯一办法，就是最大限度地加大联轴器的长度。这就是为什么12孔/6拉杆的膜片联轴器有如此惊人的长度。

事倍功半地以牺牲空间、重量和转动惯量的惨重代价，轻微地改善了联轴器的径向补偿能力，然而对于联轴器的轴向补偿而言，恰恰是在雪上加霜地帮倒忙。高速条件下，过分细长的膜片联轴器会导致“超临界”的危险倾向。长而又重的联轴器不仅增加了联轴器自身动平衡困难，而且明显地增加了制造成本。不仅增加了联轴器自身制造成本。更严重的是细长的联轴器撑大了厂房和行车跨度，从而大幅度地撑大了企业设备建设的总投资。

矛盾的结果是：要么承载能力不足，联轴器自身提前失效；要么联轴器的位移补偿能力不足，导致成套设备频繁出现“烧瓦”停产事故。传统膜片联轴器的补偿能力与承载能力之间存在如此尖锐的矛盾，使得联轴器的设计工作左右为难，一筹莫展。

发明内容

本实实用新型目的是：

提供一种复合形式的异形膜片挠性性联轴器，其与传统膜片联轴器相比，在不明显增加制造成本的前提下，包括承载能力、补偿能力在内的联轴器的综合传动能力有非常明显的提高；

现场自由装配/拆卸过程同样地方便；

占有与传统膜片联轴器同样的尺寸、空间条件下，具有数倍于传统膜片联轴器的轴向、角向、径向位移补偿量(能力)；

大幅度减轻膜片执行位移补偿任务的弯曲程度的结果是极大地解放了异形膜片联轴器的承载能力；