一种橡胶衬套联轴器的制作方法

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种橡胶衬套联轴器。

背景技术：

联轴器连接到不同机构的主动轴和从动轴之间，主要用于传递扭矩。现有的橡胶连杆式的联轴器，其连杆的组装较为困难，并且由于连杆的形状比较复杂，从而导致联轴器初始的动平衡效果会比较差，在将连杆调平衡的过程中，费时费力，装配和调平衡效率低下。

此外，目前常用的橡胶式联轴器采橡胶连杆式结构，这种结构受连杆组件的刚度限制，从而使得联轴器的扭转刚度较小，对于大兆瓦的风电机型来说，扭转刚度较小就意味着强度比较低，这会严重影响到疲劳寿命，因而不适用。并且，橡胶连杆式结构装配比较复杂，导致整个连杆的组装只能在风电主机厂进行，对于要求高效率组装的主机厂来说，这种联轴器的组装效率低下，导致其适用性较差。

技术实现要素：

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种橡胶衬套联轴器，该橡胶衬套联轴器能够显著提高扭矩传递性能，能够实现动力输出轴和动力传递轴两轴之间的轴向、径向、角向的位移补偿，并能够对橡胶衬套联轴器的刚度进行调节。

为此，根据本发明提供了一种橡胶衬套联轴器，包括：中心管组件，所述中心管组件包括中心管和固定连接在所述中心管的两端的法兰盘；两个对称设置在所述中心管组件两端的连接盘总成，所述连接盘总成包括第一连接盘和第二连接盘，两个所述连接盘总成通过对应的所述第二连接盘分别与动力输出轴和动力传递轴固定连接；其中，所述第一连接盘通过多个锥销组件与所述法兰盘连接，所述第二连接盘通过多个锥轴组件与所述第一连接盘连接，在所述锥销组件与所述第一连接盘之间、所述锥轴组件与所述第一连接盘之间均设有刚度调节装置，所述动力输出轴输出扭矩并依次通过一端的所述连接盘总成、所述中心管组件和另一端的所述连接盘总成而传递给所述动力传递轴，所述橡胶衬套联轴器通过所述连接盘总成和所述刚度调节装置能够实现动力输出轴和动力传递轴之间的轴向、径向、角向的位移补偿，且通过调整所述刚度调节装置的数量能够对所述橡胶衬套联轴器的刚度进行调节。

在一个实施例中，所述刚度调节装置为橡胶衬套组件或橡胶球铰组件。

在一个实施例中，在所述第一连接盘上设有多个第一安装孔和多个第二安装孔，所述第一安装孔处于所述第二安装孔的径向内侧，所述第一安装孔用于安装所述锥销组件，所述第二安装孔用于安装所述锥轴组件。

在一个实施例中，多个所述第一安装孔和多个所述第二安装孔均设置成沿所述第一连接盘的周向均匀分布，且所述第一安装孔和所述第二安装孔在周向上交替错开分布。

在一个实施例中，在所述第一连接盘的两个端面上对称设有多个第一腰形槽和第二腰形槽，所述第一腰形槽分布在相邻的所述第一安装孔的周向之间，所述第二腰形槽分布在相邻的所述第二安装孔的周向之间。

在一个实施例中，所述橡胶衬套组件包括内锥套、套设在所述内锥套的径向外侧的外套和设置在所述内锥套与所述外套之间的橡胶层，所述内锥套、所述外套和所述橡胶层通过硫化成型方式复合为一体，

所述外套的外周表面用于与所述第一安装孔或所述第二安装孔配合安装，所述内锥套的内壁面用于与所述锥销组件或所述锥轴组件配合安装。

在一个实施例中，所述内锥套的内径构造成从第一端向第二端递减，从而使所述内锥套的内壁面形成锥面，

安装在所述第一安装孔中的所述内锥套的第一端朝向所述法兰盘，安装在所述第二安装孔中的所述内锥套的第一端朝向所述第二连接盘。

在一个实施例中，所述锥销组件包括锥销，所述锥销的外周表面构造成能够与所述内锥套的内壁面适配的锥面，所述锥销与对应安装在所述第一安装孔中的所述内锥套过盈配合。

在一个实施例中，所述锥销组件还包括第一紧固件，所述锥销设有轴向延伸的中心通孔，在所述锥销的靠近所述法兰盘的一端设有止口，所述法兰盘设有能够与所述第一安装孔对应的沉头螺纹孔，

所述第一紧固件穿过所述中心通孔而与所述沉头螺纹孔适配连接，所述止口与所述沉头螺纹孔过盈配合，从而使所述第一连接盘与所述法兰盘通过所述锥销组件和所述橡胶衬套组件形成连接。

在一个实施例中，所述锥轴组件包括锥轴，所述锥轴的外周表面构造成能够与所述内锥套的内壁面适配的锥面，所述锥轴与对应安装在所述第二安装孔中的所述内锥套过盈配合。

在一个实施例中，所述锥轴组件还包括第二紧固件，所述锥轴的第一端设有轴向向内延伸的螺纹盲孔，在所述第二连接盘上设有能够与所述第二安装孔对应的沉头通孔，

所述锥轴依次穿过所述沉头通孔和对应安装在所述第二安装孔中的所述内锥套，且所述第二紧固件与所述螺纹盲孔适配连接，从而使所述第一连接盘与所述第二连接盘形成连接。

在一个实施例中，所述锥轴组件还包括多个挡板，所述挡板设置在对应的所述锥轴的第二端，所述挡板通过固定件与所述第二连接盘固定连接。

在一个实施例中，所述中心管与所述法兰盘通过粘结方式固定连接。

与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

根据本发明的橡胶衬套联轴器能够显著提高扭矩传递性能，并且通过调整刚度调节装置的数量能够对橡胶衬套联轴器的刚度进行调节。橡胶衬套联轴器在正常工作时，能够将动力输出轴的输出扭矩传递给动力传递轴。当动力输出轴或动力传递轴在静态或者高速旋转出现不对中时，通过橡胶衬套联轴器能够实现动力输出轴或动力传递轴两轴之间的轴向、径向、角向的位移补偿，从而大大增强了扭矩传递性能和传递效率。橡胶衬套联轴器的连接盘总成还可以单独进行组装，并单独进行平衡试验，其能够有效降低不平衡引起的离心力对齿轮箱端和发电机端轴承的影响。此外，橡胶衬套联轴器结构简单，制造成本低，装配效率高。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的橡胶衬套联轴器的结构。

图2是图1所示橡胶衬套联轴器的侧视图。

图3是图2中沿线e-e的剖视图。

图4是图2中沿线f-f的剖视图。

图5显示了图3所示橡胶衬套联轴器中的第一连接盘的结构。

图6是图5中沿线a-a的剖视图。

图7显示了橡胶衬套组件的结构。

图8是图4中d区域的放大图。

图9是图3中c区域的放大图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

图1显示了根据本发明的橡胶衬套联轴器100的结构。如图1所示，橡胶衬套联轴器100包括中心管组件20和两个对称设置在中心管组件20的两端的连接盘总成10。两个连接盘总成10分别用于连接动力输出轴和动力传递轴，动力输出轴输出扭矩并通过橡胶衬套联轴器100传递给动力传递轴，从而实现传递扭矩的功能。例如，动力输出轴可以为齿轮箱端，动力传递轴可以为发电机，齿轮箱端和发电机分别连接在橡胶衬套联轴器100的两端，齿轮箱端的输出扭矩通过橡胶衬套联轴器100传递给发电机。

图3是图2中沿线e-e的剖视图。如图3所示，中心管组件20包括中心管21和固定连接在中心管21的两端的法兰盘22。法兰盘22用于与连接盘总成10固定连接。在一个实施例中，中心管21采用玻璃钢材料制成。中心管21和法兰盘22采用粘接方式固定连接，从而使中心管21和法兰盘22具有绝缘性能。例如，中心管21和法兰盘22采用高强度胶黏剂形成粘接，中心管21和法兰盘22的这种粘接方式能够给使应力分布均匀，从而避免应力集中，显著提高中心管组件20的疲劳寿命。

在本实施例中，中心管21的两端的内壁面构造成负锥形连接扣。法兰盘22构造成径向向内延伸的法兰结构，且法兰盘22的一端设有轴向延伸的连接端，连接端的外壁面设置成能够与负锥形连接扣适配连接的正锥形连接扣。由此，法兰盘22通过正锥形连接扣与中心管21的负锥形连接扣适配连接，并通过粘结方式形成固定连接。另外，法兰盘22还设有多个周向均布的沉头螺纹孔221，用于连接安装连接盘总成10。

如图3和图4所示，连接盘总成10包括第一连接盘11和第二连接盘12。第一连接盘11用于与法兰盘22连接，中心管组件20两端的连接盘总成10通过对应的第二连接盘12分别与动力输出轴和动力传递轴固定连接。第一连接盘11通过多个锥销组件30与法兰盘22连接，第二连接盘12通过多个锥轴组件40与第一连接盘11连接。

图5和图6显示了第一连接盘11的结构。如图5和图6所示，第一连接盘11构造成环形板状。在第一连接盘11上设有多个第一安装孔111和多个第二安装孔112，第一安装孔111处于第二安装孔112的径向内侧。多个第一安装孔111和多个第二安装孔112分别设置成在周向上均匀分布，且第一安装孔111和第二安装孔112在周向上交替错开分布。第一安装孔111用于安装锥销组件30，第二安装孔112用于安装锥轴组件40。例如，在图3所示实施例中，第一连接盘11设有分别设有6个第一安装孔111和6个第二安装孔112。第一安装孔111处于第二安装孔112的这种分布结构能够保证连接盘总成10与中心管组件20以及动力输出轴或动力传递轴之间连接的稳定性，以及保证扭矩传递的稳定性，从而有利于提高橡胶衬套联轴器100的扭矩传递性能。

根据本发明，在第一连接盘20的两个端面上对称设有多个第一腰形槽113和第二腰形槽114。如图5所示，第一腰形槽113和第二腰形槽114均设置成沿周向延伸分布。第一腰形槽113设置在第二腰形槽114的进径向内侧，第一腰形槽113分布在相邻的第一安装孔111的周向之间，第二腰形槽116分布在相邻的第二安装孔112的周向之间。第一腰形槽113和第二腰形槽114能够有效降低第一连接盘20的重量，从而有利于降低橡胶衬套联轴器100的整体重量。

在一个实施例中，第一连接盘11可以采用金属材料制成，且可以采用锻造或铸造成型。第一连接盘11还可以采用复合材料制成，其可以采用模压成型。

根据本发明，在锥销组件30与第一连接盘11之间、以及锥轴组件40与第一连接盘11之间均设有刚度调节装置50。具体地，刚度调节装置50布置在锥销组件30与第一连接盘11及锥轴组件40与第一连接盘11的连接处。动力输出轴输出成扭矩依次通过中心管组件20的一端的连接盘总成10、中心管组件20和中心管组件20的另一端的连接盘总成10，从而将扭矩传递给动力传递轴。刚度调节装置50可以为橡胶衬套组件或橡胶球铰组件。

图7显示了橡胶衬套组件的结构。如图7所示，橡胶衬套组件50包括内锥套51、套设在内锥套51的径向外侧的外套52和设置在内锥套51与外套52之间的橡胶层53，内锥套51、外套52和橡胶层53通过硫化成型方式复合为一体。外套42的外周表面用于与第一连接盘11中的第一安装孔111或第二安装孔112配合安装，内锥套51的内壁面用于与锥销组件30或锥轴组件40配合安装。轴销组件30通过橡胶衬套组件50安装到第一连接盘11的第一安装孔111中，从而与第一连接盘11形成连接。锥销组件40通过橡胶衬套组件50安装到第一连接盘11的第二安装孔112中，从而与第一连接盘11形成连接。

根据本发明，内锥套51的内径构造成从第一端(图7中的左端)向第二端(图7中的右端)递减，从而使内锥套51的内壁面形成锥面。安装连接时，在第一安装孔111的橡胶衬套组件50中的内锥套51的第一端朝向法兰盘22进行安装，第二安装孔112的橡胶衬套组件50中的内锥套51的第一端朝向第二连接盘12进行安装。由此，使橡胶衬套组件50在第一连接盘11的第一安装孔111和第二安装孔112中的安装方向相反。这样不仅便于安装，还能够保证连接盘总成10的安装连接的稳定性。

图8是图4中d区域的放大图。如图8所示，锥销组件30包括锥销31和第一紧固件32。锥销31的外周表面构造成能够与内锥套51的内壁面适配的锥面，锥销31与对应安装在第一安装孔111中的橡胶衬套组件50中的内锥套51过盈配合。锥销31还设有轴向延伸的中心通孔311，在锥销31的靠近法兰盘22的第一端的外周设有径向向外延伸的环状凸起，环向凸起处于第一端的轴向内侧，从而在锥销31的第一端形成有止口。法兰盘22上设置的多个沉头螺纹孔221能够与第一连接盘11上的第一安装孔111对应。锥销31的外周锥面与安装在第一安装孔111中的橡胶衬套组件50的内锥套51的内壁面适配而形成固定连接。在一个实施例中，第一紧固件32可以为外六角螺栓。第一紧固件32穿过中心通孔311而与沉头螺纹孔221适配连接，且锥销31的止口与沉头螺纹孔221过盈配合，由此，使第一连接盘11与法兰盘22通过锥销组件30和橡胶衬套组件50形成固定连接。

图9是图3中c区域的放大图。如图9所示，锥轴组件40包括锥轴41和第二紧固件42。锥轴41的外周表面构造成能够与内锥套51的内壁面适配的锥面，锥轴41与对应安装在橡胶衬套组件50中的第二安装孔112中的内锥套51过盈配合。锥轴41的第一端(图9中的右端)设有轴向向内延伸的螺纹盲孔411，锥轴41的第二端设有径向向外延伸的环状凸起部分而形成头部。在第二连接盘12上设有能够与第一连接盘11中的第二安装孔112对应的沉头通孔121。在一个实施例中，第二紧固件42可以为外六角螺栓。锥轴41依次穿过第二连接盘12的沉头通孔121和第一连接盘11的第二安装孔112，且锥轴41的头部与沉头通孔121适配，锥轴41的外周锥面与对应安装在第二安装孔112中的内锥套51的内壁面适配安装，同时，第二紧固件42适配安装在锥轴41的第一端的螺纹盲孔411中，从而使第一连接盘11与第二连接盘12通过锥轴组件40和橡胶衬套组件50形成固定连接。在一个实施例中，锥轴41和沉头通孔121均设有倒角，这样能够对锥轴41的安装形成导向，非常有利于锥轴41的安装。

进一步地，锥轴组件40还可包括多个挡板43。如图2和图9所示，挡板43设置在对应的锥轴41的第二端，且通过固定件431与第二连接盘固定连接。挡板43能够对锥轴41形成有效的轴向限定，进一步增强了橡胶衬套联轴器100的稳定性能。

根据本发明的连接盘总成10通过锥销组件30、锥轴组件40和刚度调节装置50实现第一连接盘11和第二连接盘12的连接、第一连接盘11与法兰盘22的连接，以及第二连接盘12与动力输出轴或动力传递轴之间的连接。并且，通过调整刚度调节装置50的数量能够对橡胶衬套联轴器100的刚度进行调节。橡胶衬套联轴器100在正常工作时，能够将动力输出轴的输出扭矩传递给动力传递轴。当动力输出轴或动力传递轴在静态或者高速旋转出现不对中时，通过橡胶衬套联轴器100能够实现动力输出轴或动力传递轴两轴之间的轴向、径向、角向的位移补偿。

在装配过程中，首先，将橡胶衬套组件50通过平板压力机对应压入到第一连接盘11的第一安装孔11和第二安装孔中。其中，在安装第一安装孔111中的橡胶衬套组件50时，将其内锥套51的第一端朝向法兰盘22进行安装。而在安装第二安装孔112中的橡胶衬套组件50时，将其内锥套51的第一端朝向第二连接盘12进行安装。将橡胶衬套组件50对应安装到第一连接盘11中且与第一连接盘11形成一体后，可以在动平衡试验机上进行动平衡试验，以确保第一连接盘11与橡胶衬套组件50形成的整体组件满足规定的动平衡等级要求。

之后，可以在联轴器工厂内，对第一连接盘11与橡胶衬套组件50形成的整体组件和中心管组件20的法兰盘22进行装配。下面以中心管组件20的一端为例进行说明。首先，将锥销组件30与法兰盘22的沉头螺纹孔221适配安装，以使锥销组件30与法兰盘22形成固定连接，直至将多个锥销组件30对应安装到法兰盘22相应的沉头螺纹孔221中。之后，将第一连接盘11与橡胶衬套组件50形成的整体组件与锥销组件30进行安装连接，具体将第一连接盘11中的橡胶衬套组件50的内锥套51对应套装在锥销组件30上。在套装过程中，锥销组件30具有定心作用，当第一连接盘11的端面与法兰盘22的端面之间不平行时，可以通过铜棒轻轻敲击来调整第一连接盘11的安装以确保第一连接盘11与法兰盘22之间相平行。之后，拧紧第一紧固件32，并采用十字交叉法拧紧所有第一紧固件32，直至达到规定的紧固力矩，从而使得锥销31的外周锥面与橡胶衬套组件50的内锥套51的内壁面之间形成过盈配合。由此，第一连接盘11与法兰盘22形成固定连接，从而能够传递扭矩。同样地，通过以上步骤将另一个连接盘总成10中的第一连接盘11与中心管组件20的另一端固定连接。

之后，可以在风机主机厂，安装连接盘总成10中的第二连接盘12。首先，将用于连接到中心管组件20的一端的连接盘总成10中的第二连接盘12与动力输出轴(如齿轮箱输出轴)装配连接。之后，将用于连接到中心管组件20的另一端的连接盘总成10中的第二连接盘12与动力传递轴(如发电机输入轴)装配连接。在安装过程中，需保证两个第二连接盘12之间的距离满足要求。

之后，将中心管组件20与第一连接盘11装配形成的组件，整体吊装到两个分别连接在动力输出轴端和动力传递轴端的第二连接盘12之间。先调整连接在动力输出轴端第二连接盘12的角度，以确保第一连接盘11中的橡胶衬套组件50的内锥套51与连接在动力输出轴端的第二连接盘12上的沉头通孔121对齐。然后，将锥轴组件40中的锥轴41依次穿过第二连接盘12上的沉头通孔121和安装在第二安装孔112中橡胶衬套组件50的内锥套51，进而将第二紧固件42对应安装到锥轴41的端部的螺纹盲孔411中，并拧紧第二紧固件42直至锥轴41的头部完全与沉头通孔121适配。在拧紧过程，采用十字交叉法拧紧所有第二紧固件42，直至达到规定的紧固力矩，从而使得锥轴41的外周锥面与橡胶衬套组件50的内锥套51的内壁面之间形成过盈配合。之后，将挡板43通过固定件431对应安装在锥轴41的轴向外侧，从而对锥轴41形成轴向限定。由此，完成第二连接盘12与第一连接盘11之间的装配连接，从而完成橡胶衬套联轴器100的一端与动力输出轴之间的连接。同样地，通过以上步骤将另一个连接盘总成10中的第二连接盘11与中心管组件20的另一端的第一连接盘11装配连接，以完成橡胶衬套联轴器100的另一端与动力传递轴之间的装配连接。由此，完成橡胶衬套联轴器100的装配。

下面介绍根据本发明的橡胶衬套联轴器100传递扭矩的过程。胶衬套联轴器100的第一端与动力输出轴连接，第二端与动力传递轴连接。首先，动力输出轴输出扭矩并传递给第一端的连接盘总成10；之后，第一端的连接盘总成10传递扭矩给中心管组件20；之后，中心管组件20传递扭矩给第二端的连接盘总成10；之后，第二端的连接盘总成10将扭矩传递给动力传递轴，从而完成扭矩的传递。其中，第一端的连接盘总成10的扭矩传递过程为动力输出轴输出扭矩依次传递给第二连接盘12、锥轴组件40、第二安装孔112中的橡胶衬套组件50、第一连接盘11、第一安装孔111中的橡胶衬套组件50、锥销组件30、法兰盘22、中间管21。第二端的连接盘总成10的扭矩传递过程为中间管21传递扭矩，其依次传递给法兰盘22、锥销组件30、第一安装孔111中的橡胶衬套组件50、第一连接盘11、第二安装孔112中的橡胶衬套组件50、锥轴组件40、第二连接盘12、动力传递轴。由此，通过橡胶衬套联轴器100完成动力输出轴向动力传递轴的扭矩传递。

根据本发明的橡胶衬套联轴器100能够显著提高扭矩传递性能，并且通过调整刚度调节装置50的数量能够对橡胶衬套联轴器100的刚度进行调节。橡胶衬套联轴器100在正常工作时，能够将动力输出轴的输出扭矩传递给动力传递轴。当动力输出轴或动力传递轴在静态或者高速旋转出现不对中时，通过橡胶衬套联轴器100能够实现动力输出轴或动力传递轴两轴之间的轴向、径向、角向的位移补偿，从而大大增强了扭矩传递性能和传递效率。橡胶衬套联轴器100的连接盘总成10还可以单独进行组装，并单独进行平衡试验，其能够有效降低不平衡引起的离心力对齿轮箱端和发电机端轴承的影响。此外，橡胶衬套联轴器100结构简单，制造成本低，装配效率高。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。