专利名称：一种立式多级离心泵用刚性联轴器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刚性联轴器，尤其涉及一种立式多级离心泵用刚性联轴器。
背景技术：
立式多级离心泵采用刚性联轴器直接联接电机轴与水泵轴，使得电机与泵的联接更加简单，不仅可以节省水泵轴承与轴承座，压缩水泵机组高度，降低水泵制造与安装成本，而且可以方便水泵拆卸，降低水泵维修成本。因此，只要使用可靠，很受用户欢迎。现有立式多级离心泵采用刚性联轴器主要包括以下几种方式一、夹壳联轴器。夹壳联轴器是采用两个沿轴向剖分的夹壳，用螺栓夹紧以实现两轴联接，靠两半联轴器表面间的摩擦力传递转矩，利用平键或销钉作辅助联接。夹壳联轴器装配和拆卸时轴不需轴向移动，所以装拆很方便，夹壳联轴器的缺点是两轴轴线对中精度低，结构和形状比较复杂，制造及平衡精度较低，只适用于低速和载荷平稳的场合，通常最大外缘的线速度不大于5m/s，当线速度超过5m/s时需要进行平衡校验。因此，该类型联轴器一般仅用于小功率与轴径的立式多级离心泵。该类型联轴器结构产品由于两轴轴线对中精度低，导致泵轴与导轴承摩擦、泵轴弯曲甚至断裂的事故报告时有发现。二、凸缘联轴器。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用普通平键分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，靠螺栓杆承受挤压与剪切或靠两个半联轴器结合面的摩擦力矩来传递运动和转矩。凸缘联轴器结构简单，工作可靠，装拆方便，刚性好，传递转矩大，但不能吸收冲击，不能调整轴向距离与径向误差，当两轴对中精度较低时， 将引起较大的附加载荷，适用于工作平稳的一般传动，高速传动时需要有高的对中和制造精度。在立式多级离心泵中使用凸缘联轴器，不仅要求联轴器能够传递转矩，并且要求联轴器能够承受水泵转子体自重与工作时可能出现的未平衡轴向力，现有产品设计中，由于考虑电机的通用性，普遍没有采用轴端压板，而是采用紧定螺钉联接联轴器轮毂与轴，实践证明，这种联接结构不仅容易影响轴与轮毂间隙的均勻分布，破坏轴的对中精度，而且，工作时轴与半联轴器内孔有相对运动，可能造成紧定螺钉与轴的定位孔损坏，给今后维修造成隐患。该类型联轴器结构产品一旦出现故障，用户普遍反映维修复原性太差。三、《一种立式多级离心泵的联轴器装置》(专利号ZL20062004M31. 0])公布了一种改进型的夹壳联轴器，其特征是针对夹壳联轴器对中精度低的缺点，在泵轴外设有橡胶衬套，从而改原先的刚性连接为弹性联接，在泵轴和电机轴存在偏心时起到调节和缓冲作用。但在该结构中，销钉和轴孔活动范围受限，并不具备万向节功能，且过于高速与频繁的脉动，可能会导致泵轴与导轴承摩擦、泵轴弯曲甚至断裂的事故。
发明内容
本发明的目的是要提供一种适应立式多级离心泵安装特性，采用同心轴套联接两轴，能够调整轴向距离与径向误差，两轴对中精度高，联接紧固可靠，无相对运动，不会产生磨损，拆卸分离方便，并具备减震功能的刚性联轴器。
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本发明的这种立式多级离心泵用刚性联轴器由同心轴套、上压套、下压套、胀套、 减震摩擦片、钢丝挡圈、螺栓与联接件组成，其特征是所述的同心轴套包括一个电机轴联接孔和一个水泵轴联接孔，该两孔为同心孔；所述的同心轴套靠电机轴联接孔外径上有一段上小下大的轴套外锥型面；所述的同心轴套靠电机轴联接孔端有2 6条开边槽通至轴套外锥型面下方位置；所述的电机轴联接孔开边槽上部位置的内轴套面与电机轴采用过盈配合尺寸为过盈内轴套面，其余内轴套面与电机轴采用非过盈配合尺寸为非过盈内轴套面；所述的同心轴套靠水泵轴联接孔端设有2 4个拔套螺丝孔；所述的下压套内锥孔配有一个胀套；所述的胀套内孔有一个钢丝挡圈槽，钢丝挡圈槽内配有一个钢丝挡圈；所述的上压套与下压套通过螺栓联接，将上压套紧固安装在同心轴套的轴套外锥型面上，将下压套与胀套通过水泵轴和减震摩擦片与同心轴套联接。本发明的工作原理是1、同心轴套与电机轴采用过盈联接，既能够保证同心轴套的形位公差精度，又能够保证同心轴套与电机轴的联接紧固；2、当电机需要维修时，只需松开上压套，由于在水泵轴刚性轴套上已经预先开了 2 6条开边槽通至轴套外锥型面下方位置，在预应力消除后，依靠拔套螺丝孔便能够很方便的将同心轴套与电机轴分离；3、水泵轴与同心轴套采用间隙联接，与胀套通过下压套采用胀紧联接，工作转矩由胀套与平键共同传递，水泵转子体自重与工作时可能出现的未平衡轴向力由胀套与钢丝挡圈传递与承受；4、通过调节减震摩擦片数量或厚度能够很方便的调整水泵轴与电机轴两轴间的轴向距离，保证水泵叶轮与导叶配合处于最佳工作状态；4、由于水泵轴与同心轴套采用间隙联接， 与胀套通过下压套采用胀紧联接，通过调节上压套与下压套上的螺栓拉力，可以微量调整水泵轴与电机轴或水泵静态件间的径向误差，避免摩擦；5、在水泵轴上车削钢丝挡圈槽会削弱该处轴的强度，工作转矩由胀套与平键共同传递，则能够分担一部分钢丝挡圈槽上部轴的扭矩；6、过盈联结的承载能力主要取决于联结过盈量产生的摩擦力和各零件的强度， 本产品电机轴完全可以设计为纯过盈联结方式，仅依靠过盈量产生的摩擦力或摩擦力矩， 便能够传递水泵工作时产生的转矩并承受轴向力(见图1)，但此种方式需增大过盈量、过盈接触面积与包容体外径，且镶套与分拆会比较困难；根据水泵轴工作时主要为传递转矩， 轴向力已经被基本平衡的特点，本产品电机轴也可以设计为过盈联结加平键传动的方式 (见图幻，依靠平键传递转矩，过盈量产生的摩擦力或摩擦力矩仅承受轴向力，此种方式可以减小过盈量、过盈接触面积与包容体外径，镶套与分拆会更加方便。本发明产品与现有技术产品相比效果主要体现为以下1、同弹性联轴器相比，本发明产品可以使得电机与泵的联接更加简单，不仅可以节省水泵轴承与轴承座，压缩水泵机组高度，降低水泵制造与安装成本，而且可以方便水泵拆卸，降低水泵维修成本。2、同夹壳联轴器采用两个沿轴向剖分的夹壳相比，本发明产品同心轴套包括一个电机轴联接孔和一个水泵轴联接孔，由于一体化制作，更能够保证轴套的形位公差精度，保证电机轴与泵轴两轴间的对中精度；其次，本发明产品部件均为旋转体，螺丝孔与螺栓也为同心均布，因此，制造及平衡精度较高，可以应用于大功率与轴径的立式多级离心泵；再其次，本发明产品采用过盈联接、键联接、胀紧联接相结合，轴的受力状态优于夹壳联轴器。3、同凸缘联轴器采用两个带有凸缘的半联轴器相比，本发明产品同心轴套包括一个电机轴联接孔和一个水泵轴联接孔，由于一体化制作，更能够保证轴套的形位公差精度，保证电机轴与泵轴两轴间的对中精度；其次，本发明产品通过调节减震摩擦片数量或厚度能够很方便的调整水泵轴与电机轴两轴间的轴向距离，而凸缘联轴器需要重新钻取轴上的紧定螺钉定位孔位置，操作十分困难，再其次，本发明产品采用过盈联接、胀紧联接与钢丝挡圈相结合，承受轴向力能力更强，无相对运动，不会产生磨损；另外，本发明产品拆卸、调整与维修复原均十分方便。4、同专利号ZL200620045431.0公布的一种改进型的夹壳联轴器相比，本发明产品不仅电机轴与泵轴两轴间的对中精度更高，同样具备减震功能，而且，泵轴与胀套通过下压套采用胀紧联接，泵轴与联轴器间不会出现高速与频繁的脉动，不会导致泵轴与导轴承摩擦，出现泵轴弯曲甚至断裂的事故。5、在本发明产品中，上压套紧固安装在同心轴套的轴套外锥型面上，本身并不需要依靠附加紧固力导致同心轴套变形，其目的，是用于防止同心轴套与电机轴过盈装配时， 由于开边槽的存在，导致同心轴套变形张开，是为了方便同心轴套与电机轴装配以后的拆卸；这一点与普通传动联接件胀紧联接套在结构形式与设计理念上都是有很大区别的。6、在本发明产品中，水泵轴与同心轴套采用间隙联接，与胀套通过下压套采用胀紧联接，工作转矩由胀套与平键共同传递，水泵转子体自重与工作时可能出现的末平衡轴向力由胀套与钢丝挡圈传递与承受，这种组合既紧固、又方便调整与拆卸，还能改善水泵轴上的载荷分布，保证轴的使用安全(或可以减小水泵轴的轴径)是本发明产品首次运用。
图1是本发明所述的电机轴采用纯过盈联结方式实施例1的结构示意图。图2是本发明所述的电机轴采用过盈联结加平键传动的方式实施例2的结构示意图。图中符号说明1同心轴套、2上压套、3下压套、4胀套、5减震摩擦片、6钢丝挡圈、 7螺栓、8电机轴联接孔、9水泵轴联接孔、10轴套外锥型面、11开边槽、12过盈内轴套面、13 非过盈内轴套面、14拔套螺丝孔、15下压套内锥孔、16钢丝挡圈槽、17水泵平键槽、18电机平键槽。
具体实施例方式下面结合附图1对本发明所述的电机轴采用纯过盈联结方式实施例1进行说明在本实施例1中，本发明的这种立式多级离心泵用刚性联轴器由同心轴套1、上压套2、下压套3、胀套4、减震摩擦片5、钢丝挡圈6、螺栓7与联接件组成，其特征是所述的同心轴套1包括一个电机轴联接孔8和一个水泵轴联接孔9，该两孔为同心孔；所述的同心轴套1靠电机轴联接孔8外径上有一段上小下大的轴套外锥型面10 ；所述的同心轴套1靠电机轴联接孔8端有2 6条开边槽11通至轴套外锥型面10下方位置；所述的电机轴联接孔8开边槽11上部位置的内轴套面与电机轴采用过盈配合尺寸为过盈内轴套面12，其余内轴套面与电机轴采用非过盈配合尺寸为非过盈内轴套面13 ；所述的同心轴套1靠水泵轴联接孔9端设有2 4个拔套螺丝孔14 ；所述的下压套内锥孔15配有一个胀套4 ；所述的胀套4内孔有一个钢丝挡圈槽16，钢丝挡圈槽16内配有一个钢丝挡圈6 ；所述的上压套2 与下压套3通过螺栓7联接，将上压套2紧固安装在同心轴套1轴套外锥型面10上，将下压套3与胀套4通过水泵轴和减震摩擦片5与同心轴套1联接；所述的同心轴套1水泵轴联接孔9上有一条与水泵轴相配合的水泵平键槽17。下面结合附图2对本发明所述的电机轴采用过盈联结加平键传动的方式实施例2 进行说明在本实施例2中，本发明的这种立式多级离心泵用刚性联轴器由同心轴套1、上压套2、下压套3、胀套4、减震摩擦片5、钢丝挡圈6、螺栓7与联接件组成，其特征是所述的同心轴套1包括一个电机轴联接孔8和一个水泵轴联接孔9，该两孔为同心孔；所述的同心轴套1靠电机轴联接孔8外径上有一段上小下大的轴套外锥型面10 ；所述的同心轴套1靠电机轴联接孔8端有2 6条开边槽11通至轴套外锥型面10下方位置；所述的电机轴联接孔8开边槽11上部位置的内轴套面与电机轴采用过盈配合尺寸为过盈内轴套面12，其余内轴套面与电机轴采用非过盈配合尺寸为非过盈内轴套面13 ；所述的同心轴套1靠水泵轴联接孔9端设有2 4个拔套螺丝孔14 ；所述的下压套内锥孔15配有一个胀套4 ；所述的胀套4内孔有一个钢丝挡圈槽16，钢丝挡圈槽16内配有一个钢丝挡圈6 ；所述的上压套2 与下压套3通过螺栓7联接，将上压套2紧固安装在同心轴套1轴套外锥型面10上，将下压套3与胀套4通过水泵轴和减震摩擦片5与同心轴套1联接；所述的同心轴套1水泵轴联接孔9上有一条与水泵轴相配合的水泵平键槽17 ；所述的同心轴套1电机轴联接孔8上上有一条与电机轴相配合的电机平键槽18。本发明具体实施例1与实施例2的主要区别是1、实施例1电机轴采用纯过盈联结方式，仅依靠过盈量产生的摩擦力或摩擦力矩传递水泵工作时产生的转矩并承受轴向力；实施例2电机轴采用过盈联结加平键传动的方式，依靠平键传递转矩，依靠过盈量产生的摩擦力或摩擦力矩承受轴向力。2、实施例1需增大过盈内轴套面过盈量、过盈接触面积与包容体同心轴套外径， 且必须采用温差法装配，分拆时相对也会比较困难；实施例2可以减小过盈内轴套面过盈量、过盈接触面积与包容体同心轴套外径，可以采用温差法或压入法装配，分拆时相对也会更加方便。
权利要求
1. 一种立式多级离心泵用刚性联轴器由同心轴套、上压套、下压套、胀套、减震摩擦片、 钢丝挡圈、螺栓与联接件组成，其特征是所述的同心轴套包括一个电机轴联接孔和一个水泵轴联接孔，该两孔为同心孔；所述的同心轴套靠电机轴联接孔外径上有一段上小下大的轴套外锥型面；所述的同心轴套靠电机轴联接孔端有2 6条开边槽通至轴套外锥型面下方位置；所述的电机轴联接孔开边槽上部位置的内轴套面与电机轴采用过盈配合尺寸为过盈内轴套面，其余内轴套面与电机轴采用非过盈配合尺寸为非过盈内轴套面；所述的同心轴套靠水泵轴联接孔端设有2 4个拔套螺丝孔；所述的下压套内锥孔配有一个胀套；所述的胀套内孔有一个钢丝挡圈槽，钢丝挡圈槽内配有一个钢丝挡圈；所述的上压套与下压套通过螺栓联接，将上压套紧固安装在同心轴套的轴套外锥型面上，将下压套与胀套通过水泵轴和减震摩擦片与同心轴套联接。
全文摘要
本发明涉及一种立式多级离心泵用刚性联轴器。其特征是刚性联轴器由同心轴套、上压套、下压套、胀套、减震摩擦片、钢丝挡圈、螺栓等组成，同心轴套与电机轴采用过盈联接；水泵轴与同心轴套采用间隙联接，与胀套通过下压套采用胀紧联接，工作转矩由胀套与平键共同传递，水泵转子体自重与工作时可能出现的未平衡轴向力由胀套与钢丝挡圈传递与承受；通过调节减震摩擦片数量或厚度能够调整水泵轴与电机轴间的轴向距离，保证水泵处于最佳工作状态。本发明的目的就是要提供一种适应立式多级离心泵安装特性，采用同心轴套联接两轴，能够调整轴向距离与径向误差，两轴对中精度高，联接紧固可靠，无相对运动与磨损，拆卸分离方便，具备减震功能的刚性联轴器。
文档编号F04D29/044GK102518600SQ20121000661
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者邱思婕 申请人:邱思婕