水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的制作方法

本发明属于机械摩擦片技术领域，更具体的说，属于一种水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫。

背景技术：

现有技术中大型低速柴油机的功率输出试验需要水力测功器进行功率的测量，因此必须进行水力测功器短轴(简称水测短轴1)与柴油机曲轴2联接，在其连接时通常仍使用普通螺栓、并用液压扳手进行上紧。而随着主机机型功率的增大，连接螺栓3的上紧力矩要求也在加大，连接螺栓3的尺寸数量等要受水测短轴1与柴油机曲轴2的限制。连接螺栓3提供的接触面正压力所能产生的最大静摩擦力也受到限制，这就导致出现两接触面会发生相对滑动，即会损伤两接触面、同时也会对螺栓孔造成挤压损伤，另外同时连接螺栓3会受到剪切力，因此这样安装操作是十分危险的。为了避免曲轴端面试车后的表面损伤的问题出现，连接螺栓3不受剪切力，杜绝连接螺栓3因剪切而发生破断，提高主机施工安全性。

技术实现要素：

本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫。

本发明的一种水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫，其特征在于，连接摩擦垫设置于水测短轴和柴油机曲轴之间，连接螺栓将水测短轴、柴油机曲轴、连接摩擦垫紧固在一起，连接摩擦垫包括摩擦垫本体和摩擦垫涂层，摩擦垫涂层涂敷在摩擦垫本体的两个端面上；

连接摩擦垫上设置有用于设置连接螺栓的螺栓孔，连接摩擦垫上设置有用于设置塞尺的豁口。

根据以上所述的水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫，优选，摩擦垫涂层的厚度是0.10mm。

根据以上所述的水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫，优选，连接摩擦垫上均布地设置有8个螺栓孔。

根据以上所述的水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫，优选，连接摩擦垫上均布地设置有4个豁口。

根据以上所述的水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫，优选，摩擦垫本体的材料是16Mn钢。

本发明提出了一种水测短轴法兰与柴油机曲轴法兰的连接摩擦垫，本发明的连接摩擦垫大大提高了轴系连接的安全性、降低了施工难度、减轻了连接螺栓的拉伸力、提高了主机的造机质量、方便了工人的施工，妥善解决了曲轴端面试车后的表面损伤的问题以及连接螺栓孔损伤的问题，连接螺栓上紧的安全性问题。本发明与现有技术相比具有结构简单、性能可靠、性价比高等特点。

附图说明

附图1是水测短轴与柴油机曲轴的连接结构示意图；

附图2A、2B、2C是本发明用于连接水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的结构示意图。

具体实施方式

图1是水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的结构示意图，水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰用连接螺栓3连接在一起，主机运行时主机所发出的扭矩通过柴油机曲轴2传递给水测短轴1、实现功率的传递与测量，而连接螺栓3连接的两法兰面不得有相对轻微的滑动，否则连接螺栓3对法兰孔的挤压将导致法兰孔的变形、以及水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰彼此之间烧蚀损伤。所以水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰连接面之间的最大静摩擦力要大于柴油机扭矩输出的力，这样才能够保证水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰连接面不会发生相对滑动。

连接螺栓3所能提供的接触面正压力也一定，为加大接触面最大静摩擦力。根据阿蒙顿-库仑摩擦定律确定最大静摩擦力，静摩擦力的最大值与连接面接触面积无关、只与材料和表面状况有关。由于连接螺栓要受水测短轴1和柴油机曲轴2的面积限制，所以接触面正压力也同时被限制了，为加大两连接面间摩擦力，只能从增加其摩擦因数入手。且有F_t＝μF_N，μ是摩擦因数，F_N是接触面正压力。

根据柴油机装配工艺要求，水测短轴1和柴油机曲轴2连接后要进行十分精确的找正。水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰完全配合，两连接法兰外圆之间外圆同圆度0.05mm以内，两法兰接合面允许出现差口0.05mm以内；因此本发明的连接摩擦垫4必须要保证环行其两个外端面平行度控制在0.02mm以内。

图2A是本发明用于连接水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的主示意图，图2B是本发明用于连接水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的侧示意图，图2C是图2B本发明用于连接水测短轴与柴油机曲轴的连接摩擦垫的局部放大示意图，本发明的连接摩擦垫4安装在水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰之间，且需保证连接摩擦垫4上各孔与水测短轴1上的连接法兰与柴油机曲轴2上的连接法兰上的法兰孔一一对应。本发明的连接摩擦垫4上配有沉孔、用于连接摩擦垫4自身的固定定位，首先将连接摩擦垫4用螺钉固定于水测短轴1上连接法兰的法兰面上，连接摩擦垫4定位固定后再与柴油机曲轴2上连接法兰的法兰面连接。

同时为了方便施工者测量检验两个接合面的差口间隙，垫片设计有4处15x40的豁口，便于施工者用塞尺进行测量。而为了不影响施工者对两连接法兰外圆进行外圆同圆度的测量，垫片的设计外径尺寸要略小于连接法兰的外径。由于静摩擦力与接触面积无关，所以垫片的内径设计尽量较大，最终根据各孔PCD尺寸确定垫片内径尺寸，一般保证各孔PCD尺寸在圆环垫片的环中心上。出于对自身加工精度及加工能力的多重因素的考量，通过总结以往施工经验，并查阅大量文献资料，最终将垫片厚度定为2mm。环形垫片上各孔的尺寸以及各孔PCD等数值，则是根据各个机型柴油机曲轴输出端法兰上螺栓孔的设计尺寸确定的。自此，一片环形垫片的外形尺寸就全部设计完成了，接下来就要考虑材料的选取及外表面涂层的设计了。

摩擦垫片基体材料必须要保证其良好的通用性以及经济性，本发明连接摩擦垫的材料选用16Mn钢；本发明连接摩擦垫的涂层材料选用FC50，只有好的涂层材料才能保证其高摩擦系数。涂层材料包含一定的硬质颗粒，并且该颗粒要大面积柔软的嵌入基体材料，这样才能提高其强度；同时必须要保证在垫片基体材料良好的喷涂均匀性能，充分保证其涂层的厚度和精度。

本发明选择进口材料FC50以满足涂层材料的要求，涂层材料FC50的喷涂程序注意事项：1、清洁摩擦垫片基体材料必须要绝对保证清洁，否则涂层会脱落。2、FC50材料的预热80℃左右。3、专用设备的喷涂；保证好涂层的厚度0.10mm。

本发明的摩擦垫片与水测短轴1和柴油机曲轴2的两接触面之间摩擦因数可以达到0.6以上，一般金属表面连接的摩擦因数为0.2；本发明的最大静摩擦力相对现有技术增加到3倍以上。这样就大大增加了水测短轴1和柴油机曲轴2之间螺栓的连接能力，从根本上杜绝了水测短轴1和柴油机曲轴2两法兰面之间的相对滑动，很好保护了水测短轴1和柴油机曲轴2两连接面的表面，同时确保连接螺栓3不会损坏到螺栓孔，也消除了连接螺栓3被剪切断裂后的危险情况的发生。本发明的连接摩擦垫妥善解决了水测短轴1和柴油机曲轴2的连接问题，提升了柴油机产品质量，具有一定的安全意义，并以其很好的经济性而被广泛使用。